MODERNÍ POJETÍ VÝUKY BIOLOGIE ČLOVĚKA NA UKÁZCE SMYSLOVÉ SOUSTAVY

Zborník vedeckých prác doktorandov a mladých vedeckých pracovníkov “Mladí vedci 2010“

MODERNÍ POJETÍ VÝUKY BIOLOGIE ČLOVĚKA NA UKÁZCE SMYSLOVÉ SOUSTAVY THE MODERN CONCEPTION OF EDUCATION OF HUMAN BIOLOGY IN THE EXAMPLE OF THE SENSORY SYSTEM Lukáš Hlaváček Ústav pedagogiky a sociálních studií, Pedagogická fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, Žižkovo nám. 5, 771 40 Olomouc, [email protected] Abstract The purpose of this work is the creation of modern educational materials in the field of human sensory systems that respond to the current state of teaching biology and suggestions for alternative teaching methods. Emphasis is placed on visualization of didactic material that meets the requirements of today's students to the style of presentation of the curriculum. Printed materials complements its electronic version on DVD, where the user finds the curriculum processing of multimedia and interactive. Such form of presentation of didactic material in most current textbooks are not represented. Its inclusion in the teaching of dynamic biological disciplines but today regarded as beneficial. The basis of educational multimedia files are the original animation sequence, which perfectly capture the dynamics of living organism functions. It is known that these complex processes are very difficult for students to understand and remember. This is the main reason for compiling multimedia learning applications for inclusion in the teaching of biology what can be very effective from the didactic point of view. Keywords: sensory perception of human, multimedia educational aplication, attractivity, clearness, effectiveness 1 Úvod Biologie se vždy obecně řadila k náročným vědním disciplínám. Významné vědecké objevy v přírodních vědách a lékařství během několika posledních let biologii povýšily na disciplínu ještě komplikovanější. To se odrazilo i ve školství, kde především na vysokých školách jsou vyučovací předměty (jako genetika, evoluční biologie, fyziologie a další) obohacovány o stále nové poznatky. Výsledkem je zvyšující se náročnost na uchopení těchto předmětů ze strany učitelů. V podmínkách našeho školství se stále setkáváme s konzervativními přístupy ve výuce navzdory tomu, že předávání nových vědeckých poznatků si často vyžaduje využití moderních výukových metod. V posledních letech jsou v souvislosti s výukou často skloňovány výrazy „multimediální“ nebo „interaktivní“. Zařazení multimédií do výukového procesu uspokojuje požadavky studentů dnešních generací, na které dosahuje vliv informačních a komunakačních technologií nejvíce. Využívání multimédií ve výuce přírodovědných, technických, lékařských, ale i jiných předmětů se začíná prosazovat stále ve větší míře, a to nejen v akademickém prostředí. 2 Specifika výuky dynamických biologických disciplín Vyučovací předmět, biologie člověka, zahrnuje v rámci svých jednotlivých kapitol partie, které jsou pro žáky náročné na pochopení a pro učitele mnohdy nesnadné na vysvětlování. Jejich obtížnost je většinou daná tím, že popisují procesy, které se v rámci výuky velmi obtížně demonstrují. Takovými procesy mohou být v biologii například děje odehrávající se na buněčných membránách nebo uvnitř buněk, přenosy nervových vzruchů nebo hormonů 67


v těle, pohyby vnitřních orgánů, atd. Tyto a další jevy jsou pro většinu z nás velmi těžko představitelné, protože většina těchto životních procesů se odehrává „skrytě“ uvnitř lidského těla a často navíc v měřítku, které pro nás není přijatelné. Abstraktní rovina učiva v kombinaci s jednotvárností výuky potom ztěžuje pochopení a zapamatování látky. Je známým jevem, že studenti jsou nuceni učit se obtížnou biologickou látku mechanicky, tedy s velmi malou efektivností. Ve vlastní výuce existuje celá řada přístupů k objasňování principů těchto životních procesů – např. prostý výklad, výklad s pomocí učebnic nebo pracovních listů, výklad s pomocí zpětného projektoru nebo statických snímků programu PowerPoint. Ve všech těchto případech můžeme dynamiku, jež je pro průběh životních procesů typická, pouze naznačovat. Ve výuce dynamických biologických disciplín je však vhodné klasické metody výuky doplnit (případně nahradit) moderními výukovými aplikacemi, které dynamiku životních funkcí věrně simulují. 3 Předmět pedagogického výzkumu V rámci doktorského studijního programu se zabývám současným stavem výuky předmětu fyziologie člověka (disciplína, která popisuje životní funkce a projevy lidského organismu) na středních a především vysokých školách. Pedagogický výzkum se bude týkat hodnocení různých výukových materiálů (pro výše zmíněný předmět) ze strany jejich uživatelů – studentů. Na počátku bude stát vymezení hodnotících kritérií (oblastí hodnocení výuky pro tento předmět). Metodou sběru dat bude Q-metodologie (Chráska, 2007), kdy se respondenti (z řad studentů učitelství biologie pro střední školy na Přírodovědecké fakultě UP v Olomouci) budou vyjadřovat k důležitosti jednotlivých kritérií. Před vlastním provedením výzkumu budou navrhnuté Q-typy posouzeny vybranými vysokoškolskými učiteli fyziologie a podle jejich vyjádření může dojít k případným úpravám. Závěry, jež z výzkumu vyplynou, přinesou informace o tom, jak by měly z pohledu studenta vypadat skutečně efektivní výukové materiály z fyziologie člověka. Tyto poznatky obohatí pedagogickou teorii a mohou být inspirací pro tvorbu nových výukových materiálů. Jedním z výstupů disertační práce bude vypracování vybrané kapitoly z oblasti fyziologie člověka (smyslová soustava) formou, která se ukáže jako pro studenty nejpřijatelnější. Takto zpracovaná kapitola se může stát podkladem případný navazující výzkum, který by mohl zjišťovat efektivnost učení se z těchto nových materiálů v porovnání s materiály stávajícími. 4 Tvorba multimediálních výukových materiálů Dosavadní zkušenosti, moje i mých spolupracovníků, jako jsou např. neformální dotazníky pro studenty, pozorování průběhu výukových procesů, rozhovory se studenty, rozhovory s vysokoškolskými učiteli z různých fakult České republiky, potvrzují, že výuka náročných biologických partií multimediální formou je dnes žádoucí. Proto již souběžně s výzkumem zpracovávám touto formou vybranou kapitolu z biologie člověka, a to nervový systém. Uvedená oblast byla vybraná hlavně proto, že procesy probíhající na úrovni nervové soustavy jsou obecně považovány za jedny z nejnáročnějších na pochopení. Inovativní materiály pro výuku smyslové soustavy člověka jsou v současné době zpracovávány v elektronické podobě, následně budou transformovány do klasické učebnicové formy. Výsledkem tedy budou materiály tištěné, doplněné jejich multimediální podobou v příloze na DVD. Tato multimediální část je vytvářena v programu Microsoft PowerPoint, jehož využívání je dnes již standardem a není omezeno pouze na školní prostředí. Program skýtá řadu netušených možností (Fellnerová a kol., 2008) a při zpracovávání biologických témat se pokouším o maximální využití jeho grafického potenciálu. Těžištěm multimediálních

68


Obr. 1 Ukázka původní výukové ilustrace. Vychylování vlásků buněk statokinetického čidla při pohybech hlavy.

výukových materiálů jsou původní ilustrace (Obr. 1 – 2). Tyto ilustrace jsou podkladem pro původní animační sekvence, jež názorně zachycující dynamiku fyziologických procesů v rámci živého organismu. Jednou z mnoha výhod těchto produktů je to, že se jejich prostřednictvím můžeme přiblížit z úrovně organismální či orgánové až na měřítko molekulární a objasnit tak komplikované a dynamické procesy. Tyto procesy je velmi obtížné vyjádřit samotným učebním textem, ale i textem doplněným

Obr. 2 Ukázka původní výukové ilustrace. Detail membrány chuťové buňky, jako podklad pro animaci znázorňující vnímání sladké chuti.

69


o obrázky. V klasických učebnicích si lze dynamiku, tak typickou pro fyziologii, pouze představovat (a to velmi často nesprávně), v animacích ji však skutečně vidíme (Fellnerová a kol., 2010). Z tohoto pohledu je tedy nemůže nahradit žádná tištěná učebnice, obraz, nebo schéma nakreslené křídou na tabuli. Samotná tvorba takovýchto animací je náročná časově i technicky. Pro správné pochopení, zapamatování a následné vybavení učiva se však jeho dynamická vizualizace považuje za nesmírně efektivní (Spousta, 2009). Animace, které většinou trvají několik desítek vteřin jsou následně rozfázovány na dílčí kroky a ty pak převedeny do klasické obrázkové formy, vyjadřující jednotlivé fáze daných procesů (Obr. 3 – 5). Tyto dílčí fáze a jejich popis poukazují na posloupnost nejdůležitějších kroků v dané animační sekvenci.

Obr. 3 Ukázka rozfázované výukové animace do několika kroků. Fáze A: Ostrý obraz předmětu na sítnici

Obr. 4 Ukázka rozfázované výukové animace do několika kroků. Fáze B: Rozostřený obraz předmětu na sítnici po přiblížení předmětu k oku

70


Obr. 5 Ukázka rozfázované výukové animace do několika kroků. Fáze C: Ostrý obraz předmětu na sítnici po akomodaci čočky.

Výkladový text, jakožto základ většiny výukových materiálů, bude doplněn o grafickou informaci v podobě původních obrázků, fotografií, schémat, a také graficky znázorněných fází fyziologických procesů (vzešlých z původních animací v multimediální formě, která bude svým uživatelům k dispozici na DVD). Učivo předkládané v obou formách (klasická i elektronická) bude zpracováno dle didaktických zásad - do popředí zde bude vystupovat především Komenského didaktická zásada názornosti, důležitá nejen v přírodních vědách. Vytvořené výukové materiály budou mít za cíl srozumitelně, názorně, atraktivně, zábavně, moderně, aktuálně a komplexně poukázat na problematiku smyslové soustavy člověka na vysokoškolské úrovni. 5 Uplatnění výsledků Data zjištěná empirickým výzkumem, zaměřeným na hodnocení prezentace učiva v předmětu fyziologie člověka, obohatí pedagogickou teorii o poznatek, jaká kritéria by dle názorů studentů učitelství biologie měla moderní výuka fyziologie člověka splňovat. Na základě toho bude vybraná kapitola vypracovaná formou, která se ukáže jako forma pro studenty nejpřijatelnější. Pokud se tento typ prezentace učiva v praxi osvědčí a zařazení multimediálních materiálů povede ke kvalitním studijním výsledkům, lze fakta zjištěná výzkumem požadovat jako jedno z východisek pro tvorbu nových moderních učebnic fyziologie pro vysoké školy. Jimi mohou být učebnice elektronické, nebo klasické učebnice obohacené o multimediální prvky. Disertační práce bude, kromě části teoretické a empirické, obsahovat část zaměřenou do praxe. Tu budou tvořit především nově sestavené výukové materiály ze smyslové fyziologie člověka na základě požadavků dnešních studentů, s využitím nejnovějších vědeckých poznatků tohoto oboru. Již v tuto chvíli se mi dostává pozitivní zpětné vazby od studentů i učitelů a ukazuje se, že v moderní výuce fyziologie by multimediální prvky měly být zastoupeny. Výukové materiály z oblasti nervové (a zvláště pak smyslové) soustavy, zpracovávané na základě názorů vzdělávaných subjektů na nejlépe vyhovující studijní zdroje, mohou mít široké uplatnění. Mohou je využít studenti i učitelé všech biologicky zaměřených vysokoškolských oborů (na fakultách přírodovědeckých, pedagogických, lékařských, 71


fakultách tělesné kultury, sociálního zdravotnictví atd.). Názory vysokoškolských studentů na výuku biologie se do jisté míry shodují s názory studentů středoškolských. Po příslušných úpravách pak tedy tyto materiály mohou nalézt své uplatnění i v rámci výuky biologie na středních školách (gymnázia, střední zdravotnické školy ad.). Završením celé práce bude pojednání o tom, jakým způsobem lze technicky náročnější ilustrace a animace v programu PowerPoint tvořit. Tento manuál může být užitečný nejen učitelům, kteří se s PowerPointem teprve seznamují, ale i kantorům, kteří sice PowerPoint ve výuce využívají, ovšem pouze na základní uživatelské úrovni. Inspirací může být i pro mladé studenty biologie, budoucí učitele. 6 Závěr V rámci prezentace náročných oblastí učiva biologických oborů se jako alternativní styl výuky osvědčuje využívání multimediálních výukových materiálů, které zjednodušenou formou znázorňují procesy a jevy tak, jak v živých organismech opravdu probíhají. Takovéto „pohyblivé obrázky“ nemůže žádná tištěná učebnice nahradit, protože poznatky v klasických učebnicích a skriptech jsou předkládány pouze formou statickou, pro efektivní studium ne vždy příliš vhodnou. Hlavním cílem mojí práce je snaha přispět ke zkvalitnění a modernizaci výuky biologie člověka prostřednictvím tvorby a zařazení multimediálních materiálů do výchovně vzdělávacího procesu. Vytvořené multimediální aplikace však nemusí sloužit pouze k výukovým účelům a může je využít každý, koho principy fungování lidského těla, zpracované moderní formou, zajímají. Poděkování Tento příspěvek vznikl za podpory projektu „Nové přístupy v biologii a biologickém vzdělávání“, reg. č. PdF_2010_048, v rámci Studentské grantové soutěže Univerzity Palackého v Olomouci. 7 Literatura CAMPBELL, N. A., REECE, J. B. Biologie. Brno: Computer Press, 2006. FELLNEROVÁ, I., VINTER, V. PowerPoint v pohybu. Brno: VFU, 2010. FELLNEROVÁ, I., KINCL, L., STONOVÁ, D. Jak na PowerPoint. Olomouc: UP, 2008. CHRÁSKA, M. Metody pedagogického výzkumu. Praga: Grada, 2007. PETTY, G. Moderní vyučování. Praha: Portál, 1996. PURVES, D. et al. Neuroscience. Sunderland: Sinauer Assiciates, 2008. ROSYPAL, S. a kol. Nový přehled biologie. Praha: Scientia, 2003. RŮŽIČKA, E., RŮŽIČKOVÁ, B. Technologie vzdělávání. Olomouc: Univerzita Palackého, 1998. SPOUSTA, V. Vizualizace : gnostický a komunikační prostředek edukologických fenoménů. Brno: MU, 2009. Recenzent: RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D., Katedra zoologie a antropologie, Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, Tř. Svobody 26, 771 46 Olomouc, [email protected]

72

MODERNÍ POJETÍ VÝUKY BIOLOGIE ČLOVĚKA NA UKÁZCE SMYSLOVÉ SOUSTAVY

Recommend Documents