OBSAH: Úvod... 4 Změny ve vzdělávání v rámci poslední školské reformy... 9 Cíle přírodovědného vzdělávání... 9

OBSAH: Úvod ........................................................................................................................................... 4 1

Změny ve vzdělávání v rámci poslední školské reformy .............................................. 9 1.1 Příčiny změn v základním vzdělávání ........................................................................ 9 1.2 Změny v základním vzdělávání................................................................................ 11 1.3 Cíle vzdělávání v ČR................................................................................................ 13 1.4 Rozvíjení klíčových kompetencí žáka ZŠ v přírodovědném vzdělávání s podporou digitálních technologií .......................................................................................................... 15 Shrnutí kapitoly .................................................................................................................... 20

2

Cíle přírodovědného vzdělávání ..................................................................................... 9 2.1 Vzdělávací cíle a jejich vymezování .......................................................................... 9 2.2 Vzdělávací cíle pro žáka .......................................................................................... 10 2.3 Model cílů – pyramida cílů ...................................................................................... 12 2.4 Způsoby vymezování vzdělávacích cílů .................................................................. 17 2.5 Taxonomie vzdělávacích cílů ................................................................................... 20 2.6 Znalost žáka versus vědomost žáka ......................................................................... 25 2.7 Typy učebních přírodovědných činností při tvorbě znalostí ve vazbě na ICT ......... 26 Shrnutí kapitoly .................................................................................................................... 32

3

Vyučovací metody z hlediska aktivity žáka ................................................................. 35 3.1 Vyučovací metody v přírodovědném vyučování ..................................................... 35 3.2 Vyučovací metody v přírodovědném vzdělávání z hlediska aktivity žáka a učitele 36 3.3 Projektové vyučování v přírodovědném vzdělávání ................................................ 39 3.4 Pedagogické a psychologické důvody pro projektové vyučování ........................... 40 3.5 Badatelsky orientované vyučování přírodním vědám .............................................. 46 Shrnutí kapitoly .................................................................................................................... 49

4

Organizační formy ve vyučování přírodovědným předmětům.................................. 53 4.1 Vyučovací hodina ve třídě, v laboratoři, exkurze .................................................... 53 4.2 Mimotřídní a mimoškolní organizační formy .......................................................... 54 4.3 Hromadné, skupinové a individuální vyučování ...................................................... 54 Shrnutí kapitoly .................................................................................................................... 56

5

Experimenty v přírodovědném vzdělávání .................................................................. 57 5.1 Demonstrační experimenty ve vyučování přírodovědným předmětům ................... 58 5.2 Frontální žákovské experimenty ve vyučování přírodovědným předmětům ........... 59 5.3 Reálný počítačem podporovaný experiment ............................................................ 61 5.4 Reálný experiment vzdálený .................................................................................... 64 5.5 Vzdálený experiment se systémem ISES ................................................................. 64 5.6 Integrovaný e-Learning pro fyziku .......................................................................... 69 Shrnutí kapitoly .................................................................................................................... 71

6

Motivace v přírodovědném vzdělávání ........................................................................ 75 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

Teorie motivace podle A. Maslowa ......................................................................... 76 Teorie motivace očekávání....................................................................................... 77 Teorie motivace spravedlnosti ................................................................................. 79 Motivace žáků k učení.............................................................................................. 80 Školní výkonová motivace žáků .............................................................................. 83

6.6 Motivace a aktivizující metody v přírodovědném vzdělávání ................................. 88 Shrnutí kapitoly .................................................................................................................... 93 7

Didaktické hry v přírodovědném vzdělávání............................................................... 97 7.1 Funkce hry ................................................................................................................ 98 7.2 Úloha učitele při hře ............................................................................................... 100 7.3 Hry s kartami .......................................................................................................... 102 7.4 Hry bez zvláštního zařazení ................................................................................... 103 7.5 Strategie, jak vyhrávat hry ..................................................................................... 106 7.6 Hry v předmětu fyzika – síla a její působení .......................................................... 106 7.7 Výukové digitální hry............................................................................................. 109 Shrnutí kapitoly .................................................................................................................. 109

Závěr ...................................................................................................................................... 113

Vysvětlivky k používaným symbolům Průvodce studiem – vstup autora do textu, specifický způsob kterým se studujícím komunikuje, povzbuzuje jej, doplňuje text o další informace.

Příklad – objasnění nebo konkretizování problematiky na příkladu ze života, z praxe, ze společenské reality apod.

K zapamatování

Shrnutí – shrnutí předcházejícího učiva, shrnutí kapitoly.

Literatura – použitá ve studijním materiálu, pro doplnění a rozšíření poznatků.

Kontrolní otázky a úkoly – prověřují, do jaké míry studující text a problematiku pochopil, zapamatoval si podstatné a důležité informace a zda je dokáže aplikovat při řešení problémů.

Úkoly k textu – je potřeba je splnit neprodleně, neboť pomáhají k dobrému zvládnutí následujícího učiva.

Korespondenční úkoly – při jejich plnění postupuje studující podle pokynů s notnou dávkou vlastní iniciativy. Úkoly se průběžně evidují a hodnotí v průběhu celého kurzu.

Otázky k zamyšlení

Část pro zájemce – přináší učivo a úkoly rozšiřující úroveň základního kurzu. Pasáže i úkoly jsou dobrovolné.

Úvod Studijní opora je zaměřena na popis a přiblížení modernizace vyučovacího procesu, na motivaci žáků v přírodovědných předmětech a jejich aplikací v hraničních oborech a také na využití moderních současných informačních a komunikačních technologií při osvojování a ověřování znalostí. Zahrnuje současné trendy moderní pedagogiky a didaktiky. Vychází z výzkumů psychologie učení, konstrukce znalostí ve vědomí žáka a vytváření pojmových map. Klíčovou roli hrají činnosti učícího se žáka ve vzdělávacím procesu. Při těchto činnostech je struktura znalostí v žákově vědomí formována jeho vlastní zkušeností. Takto získané znalosti se projevují větší trvalostí a hloubkou pochopení. Žák si přitom osvojuje nejen znalosti, ale současně i metody, kterými je možno přírodovědné znalosti získávat s podporou současných informačních a komunikačních technologií. Vycházíme současně z práce definující dovednosti žáků v přírodních vědách pro 21. století. V prvním návrhu z roku 2007 se jednalo o těchto 5 dovedností, které jsou postupně rozpracovávány (Hilton, 2010): 1. adaptabilita, 2. komplexní komunikativní a sociální dovednosti, 3. dovednosti řešit problém neobvyklým způsobem, 4. sebeřízení a seberozvoj, 5. systémy myšlení. Studijní opora je zpracována systémově. Vychází z rámcového vzdělávacího programu pro základní vzdělávání, ze současné výuky přírodovědným předmětům na základních školách a ale jsou do ní začleněny současné trendy vzdělávání v přírodních vědách ve vazbě na informační a komunikační technologie.

Po prostudování textu budete znát:  současné trendy uplatňované v učení žáka přírodovědným předmětům. Získáte:  přehled v oblasti uplatňování informačních a komunikačních technologií v běžné výuce přírodovědným předmětům,  informace o tom, jak v badatelsky orientované výuce přírodovědným předmětům cílevědomě uplatňovat informační a komunikační technologie,  informace, jak motivovat žáky aktivizujícími metodami a jak začleňovat didaktické hry do vyučovacího procesu přírodovědných předmětů.

název 1. kapitoly

9

1 Změny ve vzdělávání v rámci poslední školské reformy V této kapitole se dozvíte:  o příčině změn v českém školství,  o změnách v základním vzdělávání,  o cílích vzdělávání v přírodovědné oblasti,  o rozvoji klíčových kompetencí žáka ZŠ v přírodovědné oblasti s podporou informačních technologií. Po jejím prostudování byste měli být schopni:  vysvětlit žákům, proč jsou pro ně z hlediska jejich života důležité konkrétní činnosti v přírodovědných vyučovacích hodinách,  objasnit žákům, co budete považovat za měřitelný výsledek jejich znalostí v přírodovědných předmětech,  charakterizovat vaše vlastní pojetí vyučování a v něm roli žáka. Průvodce studiem Začínáme opět rámcovým vzdělávacím programem, protože víme, že jejich cíle bohužel nebyly často dobře pochopeny a proto často i zkresleně realizovány. To nové, co do škol měly vnést, tj. nový duch školy, není realizováno. Proto i poslední školská reforma mnoha odborníky není považována za reformu, ale pouze za změnu ve školství.

1.1 Příčiny změn v základním vzdělávání V rámci poslední reformy základního vzdělávání v ČR došlo k určitým změnám. Nejdříve uvedeme stručně příčiny těchto změn, i když mají většinou složitější pozadí i souvislosti. Mnohé kroky, jimiž se změny uskutečňují, mají také dlouhodobější charakter a výsledky se budou dostavovat postupně (Tupý, 2007). Následně uvedeme přehledně jednotlivé změny. Příčiny změn v základním vzdělávání a) Efektivita vzdělávání Základním podnětem pro změny je efektivita vzdělávání, která podporuje ekonomickou prosperitu státu. Efektivní vzdělávání je takové vzdělávání, jehož výsledky jsou co nejlépe a co nejdéle využitelné v osobním životě i v zaměstnání (podnikání) a také co největším počtem obyvatel. Účelně vložené prostředky do vzdělávání se mnohonásobně vrátí jedincům i státu. Co nejvyšší vzdělání u co největšího počtu obyvatel je pak nejen zárukou prosperity státu, ale i přirozenou obranou proti nezaměstnanosti, předpokladem pro snižování sociálních problémů i chudoby a téměř jistou poukázkou pro lepší pracovní zařazení a vyšší finanční ohodnocení. Proto je ve vyspělých zemích trendem průběžné celoživotní vzdělávání, celoživotní učení se jedince – hovoří se o „učící se společnosti“.

10

název 1. kapitoly

b) Zpřístupnění vzdělání všem žákům Co nejvíce jedinců by mělo dosahovat co nejvyššího vzdělání a vzdělávat se i v dospělosti, proto by se měli umět učit, mít chuť se učit – opakovaně a dlouhodobě – a pochopitelně mít příležitost se učit. Proto se dnes hledají a stále více se ve školách uplatňují takové způsoby vzdělávání, které zpřístupňují vzdělávání všem žákům, nejen těm, kterým „učení jde“, kteří nemají zdravotní či sociální problémy nebo kterým vyhovuje postup uplatňovaný učitelem. Do popředí se dostávají metody výuky, které podporují zájem všech žáků, jejich aktivitu, dávají jim příležitost se uplatnit, staví na jejich přednostech. K tomu napomáhá vytváření příznivého a bezpečného prostředí pro učení, kde žák se cítí dobře a kam se rád vrací, i podpora okolí – učitelů a rodičů. Tyto faktory zaručují možnost se mýlit, chybovat, vracet se, zkoušet, spolupracovat, diskutovat, nesouhlasit, společně objevovat, nalézat pomoc a radu, zažít úspěch. Chuť a potřebu se učit ovlivňuje i vědomí, že je možné se zlepšovat, že zadané úkoly lze zvládnout atd. c) Motivující hodnocení žáka Stále větší a významnější úlohu sehrává i motivující hodnocení žáka, které sleduje osobní pokrok každého žáka. Umožňuje mu promlouvat do hodnocení, hodnotit sama sebe nebo v rámci skupiny atd. Efektivní vzdělávání nelze postavit na posuzování nedostatečností a chyb. Žák, který je oceňován za to, co umí, ne za to, co neumí, který zažívá radost z nestresujícího hodnocení, má jasnou představu o tom, čeho dosáhl a jak, má také šanci, že se mu bude učení líbit i v dalších etapách života. d) Systémy vědomostí a dovedností potřebné pro praxi a další studium Jestliže se chceme učit a umíme se učit, co potom od vzdělávání očekáváme? V prvé chvíli mnohé napadne – co největší množství trvalých znalostí. Ale kterých? Vzpomeňte si na svá školní léta. Co z toho, co jste se ve škole učili, jste také v životě opravdu využili? A kolik jste toho zapomněli? V době, kdy se během několika let informace znásobují, mnohé z nich se mění nebo přestávají platit, je zřejmé, že nelze se ani zdaleka naučit všemu, že můžeme zvládnout jen zlomek lidského poznání. O to důležitější je, aby si žáci vytvořili potřebné systémy znalostí a nacházeli jejich vzájemné vazby. Aby se učili v souvislostech, které jsou zjevné a v každodenním praktickém životě využitelné. Pak není ani tak důležité, zda se daný systém vytváří pomocí stejného učiva a zda se všichni učí totéž. Důležitější je, aby žáci k poznání postupně docházeli metodami, které zaručí větší stálost poznání, např. experimentováním, vyvozováním, projektovou výukou. Význam vědění nikdo nezpochybňuje, vždy bude základem vzdělání. Stále naléhavější ale je a nadále bude otázka, co to je onen základ, co je nutné se naučit, co už je překonané a zbytečné, co je možné si nalézt a doplnit až ve chvíli, kdy to budeme potřebovat atd. V informační a komunikační společnosti je také nutné umět si informace najít, vyhodnotit a použít pro daný úkol či situaci, než je uchovávat v paměti. Proto se dává školám větší samostatnost pro vytváření konečného modelu vzdělávání. d) Komunikace s jinými lidmi

název 1. kapitoly

11

Jsou ale další hodnoty, které jsou pro člověka důležité a k nimž škola zatím přispívá málo. V první řadě je to komunikace s jinými lidmi. Na první pohled jasná věc. S lidmi se setkáváme a neustále si vzájemně něco sdělujeme – ve škole, doma, v zaměstnání, v dopravě, na cestách, na rekreaci, po telefonu, přes počítač atd. Umíme ale spolu kultivovaně jednat, víme jak vést demokratickou diskusi, jak nabízet a prosazovat své názory, umíme naslouchat, najít „společnou řeč“ či kompromis, umíme číst s porozuměním texty jiných, být vstřícní, vystoupit před větším fórem lidí a věcně, bez emocí argumentovat, umíme být tolerantní k lidem s jinými názory, z jiné kultury atd.? O takové dovednosti by měla současná škola u svých žáků usilovat především. Do oblasti komunikace patří i znalost cizích jazyků. Ve vyspělých zemích se žáci učí dva a více cizích jazyků. Také dokonalé ovládání informačních a komunikačních technologií je pro dnešního i budoucího jedince nezbytností, je podmínkou pro většinu zaměstnání a otevírá člověku nebývalé informační a vzdělávací zázemí. e) Řešení problémů Na co ještě je potřeba klást ve vzdělávání důraz? Především na řešení problémů, hodnocení a rozhodování. To jsou dovednosti, které zasahují do našeho života každý den. Stále stojíme před potřebou řešit nějaký problém – pracovní, osobní, společenský. Musíme jej umět zhodnotit, hledat a najít potřebné informace, hledat řešení, ověřovat jeho správnost atd. Pokud řešíme problém v týmu, přibývá potřeba zvládnout další dovednosti charakteristické pro týmovou práci – dělení rolí, dělení úkolů, spolupráce, společná prezentace výsledku atd. Správné a zdůvodněné rozhodování je pak s řešením problémů a hodnocením situace úzce propojeno. Správně se rozhodnout a neutíkat před řešením, potřebuje svou průpravu. f) Zdravý životní styl, ochrana zdraví a bezpečnost Velký význam nabývají i další hodnoty, které člověku zprostředkovává vzdělávání a které jsou pro budoucího člověka nesmírně důležité. Jedná se především o zdraví, vlastní i jiných, v podobě poznání preventivních způsobů chování a rozhodování při ochraně zdraví a bezpečnosti včetně jednání v krizových situacích a při živelných událostech. Dále o ochranu přírody a kulturních památek ve smyslu udržitelného rozvoje lidské společnosti a plnohodnotného života.

1.2 Změny v základním vzdělávání a) Rámcový vzdělávací program východiskem Stát už nevytváří učební osnovy, které by každá škola mechanicky převzala. Vymezuje pouze rámec vzdělávání – rámcový vzdělávací program. b) Cíle vzdělávání Nově jsou formulovány cíle vzdělávání. Ty jsou vedle osvojení si důležitých poznatků zaměřeny na utváření a rozvíjení klíčových kompetencí. c) Různé modely vzdělávání na různých školách

12

název 1. kapitoly

Konstrukce školního učebního plánu umožňuje různé modely vzdělávání podle - potřeb žáků, - podmínek školy, - schopností pedagogického sboru. Uvedené představuje možnost vytvářet různé povinné a volitelné předměty, využívat projektů a jiných forem vzdělávání, při naplnění podmínky dojít k závazným výsledkům vzdělávání. d) Nové předměty a průřezová témata Do základního vzdělávání se zařazují dva cizí jazyky, výpočetní technika a výchova ke zdraví, řada nových dílčích témat a nadpředmětová průřezová témata, posilující výchovné působení na žáky, tj. osobnostní výchova, environmentální výchova, mediální výchova a další. Vymezení učiva umožňuje jeho smysluplné propojování. Obsah vzdělávání i očekávané výsledky jsou více propojeny s potřebami praktického života. e) Další změny Ve výuce a v hodnocení se upřednostňují zejména motivující a aktivizující metody, které pomáhají rozvíjet individuální předpoklady každého žáka. - Místo učení se hotovým poznatkům se preferuje učení se způsobům poznávání, tvořivost a invence. - Umožňuje se širší integrace žáků se speciálními vzdělávacími potřebami do běžných tříd. - Klade se důraz na bezpečné a žákům příznivé prostředí a klima ve škole, tj. vybavení, vztahy, společná pravidla a činnosti, spolupráce žáků napříč ročníky apod. - Zavádí se sebehodnocení školy (dnes je nepovinná pouze písemná zpráva o sebehodnocení) jako ukazatel výsledků vzdělávání a předpoklad dalšího rozvoje školy ve prospěch žáků. - Posiluje se autonomie a profesionální odpovědnost učitelů, kteří mohou volněji volit obsah učiva podle potřeb žáků, ale zároveň odpovídají za výsledky vzdělávání v souladu s rámcovým vzdělávacím programem. - Klade se velký důraz na spolupráci školy a rodičů žáků. Tato spolupráce je důležitá především pro samotné žáky. f) Školní vzdělávací program - Každá škola si podle výše uvedených propozic a možností vytváří svůj vlastní školní vzdělávací program ve shodě s potřebami žáků, podmínkami školy a kvalitou pedagogického sboru. g) Změna role rodičů Jakým způsobem rodiče zjistí, co škola zamýšlí, co dělá, jak s jejich dětmi pracuje? Jak s ní mohou rodiče spolupracovat? V první řadě by se měli rodiče zajímat o školní vzdělávací program dané školy nebo alespoň o některé části, které hovoří - o vzdělávacích záměrech, - o vzdělávacích postupech (strategiích) – jak chce škola zajistit dosahování výsledků žáky, - o způsobech hodnocení žáků, - o obsahu a formách vzdělávání.

název 1. kapitoly

13

Školní vzdělávací program je veřejný dokument, který je rodičům dán k dispozici k nahlédnutí ve škole a k trvalému prohlížení na webových stránkách školy proto, aby mohli učitele v jejich úsilí podpořit a „hovořili“ ke svým dětem, tj. našim žákům, i doma ve stejném smyslu, společně je v jejich úsilí podporovali a povzbuzovali. Rodiče by měli využít příležitostí pro společné setkávání s učiteli a s vlastními dětmi v prostředí školy – ať už nad výsledky vzdělávání žáků v rámci našeho projektu při elektronickém testování znalostí žáků v českém jazyce, matematice, anglickém jazyce a německém jazyce, při činnostech žáků, společných akcích, ale i ve výuce. I to dnešní škola umožňuje.

1.3 Cíle vzdělávání v ČR Cíle vzdělávání v České republice byly stanoveny v Národním programu rozvoje vzdělávání (Bílá kniha, 2001) a částečně i v rámcových vzdělávacích programech pro vzdělávání žáků mnohem dříve, než byl vytvořen jednotný evropský referenční rámec (2005). Kompetence absolventa vymezují cílové požadavky na všeobecné i odborné znalosti, dovednosti, návyky, postoje a další vlastnosti absolventa vzdělávacího programu a vyjadřují jeho dispozice k jednání a činnosti. Zahrnují - klíčové kompetence, - odborné kompetence. Kompetence absolventa není tedy cíl, o který škola usiluje, ale výstupní charakteristika absolventa, kterou v různé míře disponuje. Klíčové kompetence se tedy prolínají všeobecným i odborným obsahem vzdělávání. Nejsou vázány na jednotlivé předměty, ale měly by být rozvíjeny jako součást obecného základu. Klíčové kompetence v rámcových vzdělávacích programech V Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání (2007), tj. na základních školách, by žák si měl osvojit tyto klíčové kompetence: - kompetence k učení, - kompetence k řešení problémů, - kompetence komunikativní, - kompetence sociální a personální, - kompetence občanské, - kompetence pracovní.

V navazujícím vzdělávání v Rámcovém vzdělávacím programu pro gymnázia (2007), tj. na čtyřletých gymnáziích a na vyšším stupni víceletých gymnázií, žák by si měl osvojit tyto klíčové kompetence: -

kompetenci k učení, kompetenci k řešení problémů, kompetenci komunikativní, kompetenci sociální a personální, kompetenci občanskou, kompetenci k podnikavosti.

V navazujícím vzdělávání v Rámcovém vzdělávacím programu pro odborné vzdělávání jsou jako klíčové kompetence uvedeny tyto: kompetence komunikativní, kompetence personální, kompetence řešit problémy, kompetence využívat informační techniku a kompetence pracovat

14

název 1. kapitoly

s informacemi, kompetence aplikovat základní matematické postupy při řešení praktických úkolů, viz www.nuov.cz. Porovnání klíčových kompetencí v českých kurikulárních dokumentech Na základě analýzy Rámcového vzdělávacího programu pro základní vzdělávání (2007), Rámcového vzdělávacího programu pro gymnázia (2007) a Rámcových vzdělávacích programů odborného vzdělávání (2007) je v následující tabulce uveden přehled klíčových kompetencí žáka, jejichž rozvíjení bude v rámci základního a středního vzdělávání podporováno. Tab. 1.1 Porovnání klíčových kompetencí žáka v rámcových vzdělávacích programech základního vzdělávání, gymnaziálního vzdělávání a odborného vzdělávání Klíčové kompetence žáka RVP základního vzdělávání, RVP odborného vzdělávání RVP pro gymnázia Kompetence k učení Kompetence k učení Kompetence k řešení problémů Kompetence k řešení problémů Kompetence komunikativní Komunikativní kompetence Kompetence sociální a Personální a sociální kompetence personální Kompetence občanská Občanské kompetence a kulturní povědomí Kompetence pracovní (jen ZŠ) Kompetence k pracovnímu uplatnění Kompetence k podnikavosti (jen a podnikatelským aktivitám G) Matematické kompetence Kompetence využívat prostředky ICT a pracovat s informacemi Klíčové kompetence žáka u základního a gymnaziálního vzdělávání se příliš neliší, i když míra jejich utváření a rozvoje je na jednotlivých stupních škol rozdílná. V gymnaziálním vzdělávání se nevyskytuje rozvoj pracovní kompetence žáka, ale je zde uvedena kompetence k podnikavosti, která byla doplněna v roce 2007. V odborném vzdělávání je uveden rozvoj všech klíčových kompetencí žáka, které byly rozvíjeny v základním vzdělávání. Navíc je uvedena tvorba a rozvoj i klíčových předmětových kompetencí žáka; konkrétně ve vazbě na občanskou kompetenci je uvedena navíc klíčová kompetence kulturní povědomí žáka. Dále mezi předmětovými klíčovými kompetencemi jsou uvedeny matematická kompetence a kompetence využívat prostředky ICT a pracovat s informacemi. V dnešní době je tvorba a rozvoj klíčové kompetence využívat prostředky ICT a pracovat s informacemi rozhodující nejen v odborném vzdělávání, ale i v gymnaziálním vzdělávání a v základním vzdělávání. Proces osvojování si klíčových kompetencí nelze chápat jako ukončený, jedná se o proces celoživotní. Klíčové kompetence žáka tvoří základ pro úspěšný rozvoj předpokladů pro jeho celoživotní učení. Klíčové kompetence neexistují izolovaně, ale navzájem se prolínají a doplňují. Aby si žáci klíčové kompetence během vzdělávání skutečně osvojili, musí k nim směřovat a

název 1. kapitoly

15

přispívat veškerý vzdělávací obsah, jehož pojetí na úrovni školního vzdělávacího programu (dále ŠVP) by mělo vytvářet předpoklady pro efektivní využití osvojených vědomostí a dovedností, které budou žáci schopni dále uplatnit ve studiu, v zaměstnání a v osobním životě.

1.4 Rozvíjení klíčových kompetencí žáka ZŠ v přírodovědném vzdělávání s podporou digitálních technologií Klíčové kompetence popsal poprvé Mertens v roce 1974. Teprve dnes však nabývají na významu také ve školním a celoživotním učení se jednotlivce. Systémový základ klíčových kompetencí získává jednotlivec hlavně při vzdělávání na základní a střední škole. Na základní škole má být poskytováno solidní všeobecné vzdělání, orientované na situace blízké životu, na zadávání konkrétních úloh a na praktické jednání. Na střední škole tento proces pokračuje. „Nabývání klíčových kompetencí je celoživotní proces, který je udržován dynamikou nového učení a přeučování“ (Richter, 1995, s. 26). Klíčové kompetence jsou něčím, co žák rozvíjí a využívá ve všech vyučovacích předmětech, jsou to jisté univerzální způsobilosti: umění učit se, umění dorozumívat se, spolupracovat, jednat demokraticky, řešit problémy, pracovat soustředěně. Ke klíčovým kompetencím a jejich rozvoji vyšlo v průběhu realizace kurikulární reformy velmi mnoho článků a publikací, mnohé z nich jsou zaměřeny na základní, gymnaziální a odborné vzdělávání a na jednotlivé předměty (Švec, 1998; Dvořák, 2004; Mechlová, Koníček, Smyček, 2004; Hausenblas, 2007; Vaculová, Trna, 2007; Koníček, Mechlová, 2007; Jezberová, 2007; Nezvalová, 2007; Solárová, Mechlová, Malčík, Veřmiřovský, 2008; Květoň, 2008; Gejgušová, 2008; Slejšková, 2008; Kocourková, 2008). Nejsou však zaměřeny na celou vzdělávací oblast Člověk a příroda, tj. na celé přírodovědné vzdělávání, což je naším cílem. V Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání (2007) pro přírodovědné vzdělávání ve vzdělávací oblasti Člověk a příroda (Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání, 2007, s. 43) je explicitně uvedena charakteristika vzdělávací oblasti: „Vzdělávací obory vzdělávací oblasti Člověk a příroda, jimiž jsou fyzika, chemie, přírodopis a zeměpis, svým činnostním a badatelským charakterem výuky umožňují žákům hlouběji porozumět zákonitostem přírodních procesů, a tím si uvědomovat i užitečnost přírodovědných poznatků a jejich aplikaci v praktickém životě. Zvláště významné je, že při studiu přírody specifickými poznávacími metodami si žáci osvojují i důležité dovednosti. Jedná se především o rozvíjení dovednosti soustavně, objektivně a spolehlivě pozorovat, experimentovat a měřit, vytvářet a ověřovat hypotézy o podstatě pozorovaných přírodních jevů, analyzovat výsledky tohoto ověřování a vyvozovat z nich závěry. Žáci se tak učí zkoumat příčiny přírodních procesů, souvislosti či vztahy mezi nimi, klást si otázky – Jak? Proč? Co se stane, jestliže? – a hledat na ně odpovědi, vysvětlovat pozorované jevy, hledat a řešit poznávací nebo praktické problémy, využívat poznání zákonitostí přírodních procesů pro jejich předvídání či ovlivňování. Komplexní pohled na vztah mezi člověkem a přírodou, jehož významnou součástí je i uvědomování si pozitivního vlivu přírody na citový život člověka, utváří – spolu s fyzikálním, chemickým a přírodopisným vzděláváním – také

16

název 1. kapitoly

vzdělávání zeměpisné, které navíc umožňuje žákům postupně odhalovat souvislosti přírodních podmínek a života lidí i jejich společenství v blízkém okolí, v regionech, na celém území ČR, v Evropě i ve světě. Vzdělávací oblast Člověk a příroda navazuje na vzdělávací oblast Člověk a jeho svět, která na elementární úrovni přibližuje přírodovědné poznávání žákům 1. stupně základního vzdělávání, a kooperuje především se vzdělávacími oblastmi Matematika a její aplikace, Člověk a společnost, Člověk a zdraví a Člověk a svět práce a přirozeně i s dalšími vzdělávacími oblastmi“ (Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání, 2007, s. 43). Další specifikace je uvedena v cílovém zaměření vzdělávací oblasti, kde je opět explicitně uvedeno (Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání, 2007, s. 43–44) „Vzdělávání v dané vzdělávací oblasti směřuje k utváření a rozvíjení klíčových kompetencí tím, že vede žáka k - potřebě klást si otázky o průběhu a příčinách různých přírodních procesů, správně tyto otázky formulovat a hledat na ně adekvátní odpovědi, -

-

způsobu myšlení, které vyžaduje ověřování vyslovovaných domněnek o přírodních faktech více nezávislými způsoby, posuzování důležitosti, spolehlivosti a správnosti získaných přírodovědných dat pro potvrzení nebo vyvrácení vyslovovaných hypotéz či závěrů, zapojování do aktivit směřujících k šetrnému chování k přírodním systémům, ke svému zdraví i zdraví ostatních lidí, porozumění souvislostem mezi činnostmi lidí a stavem přírodního a životního prostředí, uvažování a jednání, která preferují co nejefektivnější využívání zdrojů energie v praxi, včetně co nejširšího využívání jejích obnovitelných zdrojů, zejména pak slunečního záření, větru, vody a biomasy, utváření dovedností vhodně se chovat při kontaktu s objekty či situacemi potenciálně či aktuálně ohrožujícími životy, zdraví, majetek nebo životní prostředí lidí“ (RVP ZŠ, 2007, s. 43–44).

V rámci výzkumu Edukace s podporou informačních a komunikačních technologií na Ostravské univerzitě bylo uvedené obecné zaměření vzdělávací oblasti Člověk a příroda rozpracováno u jednotlivých klíčových kompetencí do dovedností žáka ve vazbě na informační technologie. Dále jsou uvedeny jednotlivé klíčové kompetence rozčleněné na dovednosti a následně jsou k nim přiřazeny vzdělávací strategie (Jak toho dosáhneme?), které podporují právě uvedené dovednosti. Uvedené rozčlenění bylo využito v rámci projektu operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Další vzdělávání učitelů přírodovědných předmětů, číslo projektu CZ.1.07/1.3.05/11.0024, který byl řešen Pedagogickou fakultou Ostravské univerzity v Ostravě a realizován na konci roku 2008 v Moravskolezském kraji. Jak již bylo uvedeno, Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání (2007) vymezuje šest klíčových kompetencí: kompetence k učení, kompetence k řešení problémů, kompetence komunikativní, kompetence sociální a personální, kompetence občanská, kompetence pracovní. Každá klíčová kompetence obsahuje soubor dovedností. Podrobné rozpracování klíčových kompetencí do přírodovědných dovedností a jak podporovat jejich rozvoj u žáka v přírodovědném vzdělávání na 2. stupni základní školy je postupně uvedeno v následujících tabulkách.

název 1. kapitoly

17

Tabulka 1.2 Kompetence k učení 1. Kompetence k učení Pro utváření a rozvíjení dané klíčové kompetence využíváme výchovné a vzdělávací strategie, které žákům umožňují: 1.1 individuálně nebo ve skupinách opakovaně pozorovat tělesa a přírodní jevy, 1.2 hovořit o pozorovaném, třídit a rozlišovat, vyvozovat závěry nebo domněnky o podstatě pozorovaných jevů nebo o jejich průběhu, 1.3 nechat žáky vysvětlovat pozorované jevy vlastním způsobem, klást si navzájem otázky, hledat na ně odpovědi, hledat a řešit praktické problémy, 1.4 umožnit žákům prakticky poznávat a porozumět přírodovědným pojmům, zákonům a dějům: měřit, pozorovat, porovnávat vlastnosti těles, zapisovat naměřené hodnoty do tabulek, uvažovat o správnosti a možnostech měření, porovnávat své výsledky se spolužáky, hodnotit své výsledky a závěry a dál je používat pro učení. Jak toho dosáhneme? Např.: 1. vytváříme prostředí podnětné pro experiment, podporujeme činnostní učení žáků (pozorování, experimenty, laboratorní práce), naměřené hodnoty zapisují žáci do tabulek, uvažují o správnosti a možnostech měření, porovnávají své výsledky se spolužáky, hodnotí své výsledky a závěry a dál je používají pro své učení, 2. vedeme žáky k práci s informacemi ze všech možných zdrojů, ústních, knižních, mediálních, včetně internetu (žák informace vyhledá, třídí a vhodným způsobem používá, dává do souvislosti), 3. umožňujeme žákům vlastním způsobem vysvětlovat pozorované jevy, navzájem si klást otázky, hledat na ně odpovědi. Tabulka 1.3 Kompetence k řešení problémů 2. Kompetence k řešení problémů Pro utváření a rozvíjení dané klíčové kompetence využíváme výchovné a vzdělávací strategie, které žákům umožňují: 1.1 dbát na to, aby výuka byla u každého učiva, které to umožňuje, praktická a aby žáci měli možnost individuálně experimentovat, 1.2 nechat žáky samostatně měřit hodnoty veličin, připravovat si různé materiály a jednoduché pomůcky k přírodovědným experimentům, 1.3 umožnit žákům promýšlet a plánovat způsob provedení experimentu nebo zkusit navrhovat způsob řešení daného problému, jindy zase dovést experimentovat podle zadaného návodu, 1.4 vyjádřit či slovně formulovat (jednoznačně) problém, na který narazí při svém vzdělávání, 1.5 hledat, navrhovat či používat různé další metody, informace nebo nástroje, které by mohly přispět k řešení daného problému, jestliže dosavadní metody, informace a prostředky nevedly k cíli, 1.6 vyslovovat domněnky (hypotézy) o pozorovaných jevech, ověřovat si správnost svých domněnek a závěrů s poznávanými zákonitostmi, uvědomovat si, že vlastně znovu objevujeme poznatky,

18

název 1. kapitoly

1.7 nechat žáky obhajovat své závěry a svá rozhodnutí, 1.8 ověřovat prakticky správnost řešení problému a osvědčené postupy aplikovat při řešení obdobných nebo nových problémových situacích. Jak toho dosáhneme? Např.: 1. vedeme výuku tak, aby žáci řešili problémové situace, rozpoznali a pochopili daný problém a nalezli vlastní řešení (necháme žáky samostatně měřit a pozorovat, připravit si různé materiály a jednoduché pomůcky k přírodovědným experimentům), 2. ve slovních úlohách žáci nacházejí případné varianty řešení a vyhodnocují je, provádějí odhady výsledků a zkoušku, ověřují výsledky řešení vzhledem k daným podmínkám, 3. vytváříme žákům prostor pro definování a pojmenování problému, na který při učení narazili, necháme žáky vyjadřovat a obhajovat své závěry i rozhodnutí, 4. směřujeme žáky tak, aby při řešení problému využívali dosavadních znalostí, dovedností, byli samostatní a zodpovědní. Tabulka 1.4 Kompetence komunikativní 3. Kompetence komunikativní Pro utváření a rozvíjení dané klíčové kompetence využíváme výchovné a vzdělávací strategie, které žákům umožňují: 3.1 vyjadřovat svoje názory, třeba ve formě domněnek k probíraným přírodním jevům, 3.2 obhajovat a argumentovat vhodnou formou svůj vlastní názor a zároveň se učit naslouchat názorům jiným, 3.3 porovnávat svoje výsledky pozorování se závěry spolužáků, argumentovat, obhajovat, poučit se od druhých, 3.4 popisovat situace při experimentování, dotazovat se na vzniklé nejasnosti, diskutovat se spolužáky, sledovat jejich závěry, 3.5 poznávat nové odborné názvy veličin, jejich jednotek a začít se o přírodovědných jevech postupně vyjadřovat odborně správně, začít využívat informační a komunikační prostředky a technologie pro komunikaci se spolužáky, rodinou a okolním světem, porozumět různým typům textů a záznamů včetně grafů. Jak toho dosáhneme? Např.: 1. vedeme žáky k vyjadřování ve správných pojmech a slovních vazbách, 2. vyžadujeme na žácích pojmenování problémů nebo vyjádření vlastních názorů na konkrétní téma, vytváření si vlastních názorů, využívání dostupných informačních a komunikačních prostředků, 3. vedeme žáky k porovnávání svých výsledků se závěry spolužáků, k argumentaci a k obhajobě, 4. vedeme žáky k popisu situace při experimentování, dotazování se na vzniklé nejasnosti, k diskusi se spolužáky.

název 1. kapitoly

19

Tabulka 1.5 Kompetence sociální a personální 4. Kompetence sociální a personální Pro utváření a rozvíjení dané klíčové kompetence využíváme výchovné a vzdělávací strategie, které žákům umožňují: 4.1 podílet se společně s učitelem na vytvoření pravidel pro práci v malé skupině až (4 až 5 žáků), 4.2 spolupracovat v malé skupině při řešení úloh, problémů a experimentů, 4.3 pracovat v malé skupině a přijímat různé role ve skupině, 4.4 vzájemnou pomoc při učení. Jak toho dosáhneme? Např.: 1. vedeme žáky ke spolupráci při skupinové práci, k odpovědnému přístupu ke své práci i k práci druhých, k zodpovědnosti za výsledky své činnosti, k přijímání názorů druhých, 2. vedeme žáky k zapojení se do určitých rolí při skupinové práci a odpovědnosti za ni (např. jeden žák připraví materiál, druhý sestavuje experiment, třetí vede záznam o měření nebo pozorování apod.). Tabulka 1.6 Kompetence občanské 5. Kompetence občanské Pro utváření a rozvíjení dané klíčové kompetence využíváme výchovné a vzdělávací strategie, které žákům umožňují: 5.1 přirozeně respektovat práva a povinnosti (svá i ostatních), 5.2 přejímat zodpovědnost za svou práci, 5.3 dodržovat jasná pravidla slušného a bezpečného chování, 5.4 orientovat činnost k ochraně životního prostředí, k chápání environmentálních problémů, 5.5 zapojovat se do aktivit směřujícím k šetrnému chování k přírodním systémům, k vlastnímu zdraví i zdraví ostatních lidí, 5.6 rozhodovat se zodpovědně podle dané situace a chovat se zodpovědně v krizových situacích. Jak toho dosáhneme? Např.: 1. u žáků utváříme dovednost vhodně se chovat pří kontaktu s objekty či situacemi potenciálně či aktuálně ohrožující život, zdraví, majetek nebo životní prostředí lidí, 2. vyžadujeme dodržování jasných pravidel, respektování práv a povinností svých i druhých, přejímání zodpovědnosti za svou práci, 3. podporujeme tvořivé nápady žáků. Tabulka 1.7 Kompetence pracovní 6. Kompetence pracovní Pro utváření a rozvíjení dané klíčové kompetence využíváme výchovné a vzdělávací strategie, které žákům umožňují: 6.1 seznamovat se a prakticky pracovat s různými pomůckami a materiály, které mohou využívat v praxi, 6.2 objektivní sebehodnocení a posouzení reálných možností při profesní orientaci,

název 1. kapitoly

20

6.3 plnit povinnosti a dodržovat vymezená pravidla, učit se reagovat bez obav ze změny nebo neúspěchu, 6.4 bezpečnou manipulaci s pomůckami, nástroji, přístroji a materiály při jejich používání ve výuce, 6.5 získané poznatky aplikovat do praxe. Jak toho dosáhneme? Např.: 1. vedeme žáky ke konstrukci různých typů grafů, 2. učíme žáky správnému zacházení se svěřenými pomůckami, přístroji apod., 3. učíme žáky správně zapojit měřicí přístroje do obvodu, 4. necháme žáky některé pomůcky sami vytvořit (v rámci vyučování, doma), 5. necháme žáky navrhnout další provedení experimentů a měření. Ve výuce dbáme na variabilitu vyučovacích metod, a to jak při zvládání nového učiva, tak při jeho procvičování a prověřování znalostí žáků. Volíme často experimentování, ústní vyjadřování, praktické zkoušení. Využívání dosavadních zkušeností žáka, dobré porozumění učivu za pomoci konkrétních činností s předměty, vytváření správných představ a rozvíjení schopnosti logicky myslet jsou základními předpoklady pro rozvoj klíčových kompetencí, ale i pro to, aby se žák mohl a chtěl dále technicky vzdělávat.

Shrnutí kapitoly V Rámcových vzdělávacích programech pojmem kompetence označujeme ohraničené struktury schopností a znalostí a s nimi související postoje a hodnotové orientace, které jsou předpokladem pro výkon žáka – absolventa ve vymezené činnosti (vyjadřují jeho způsobilost nebo schopnost něco dělat, jednat určitým způsobem). Klíčové kompetence představují soubor předpokládaných znalostí, dovedností, schopností, postojů a hodnot důležitých pro osobní rozvoj jedince, jeho aktivní zapojení do společnosti a budoucí uplatnění v životě. Jejich pojetí vychází z obecně sdílených představ společnosti o tom, které kompetence jedince přispívají k jeho spokojenému a úspěšnému životu, a z hodnot společností obecně přijímaných. V RVP Z se jedná o tyto klíčové kompetence: - kompetence k učení, - kompetence k řešení problémů, - kompetence komunikativní, - kompetence sociální a personální, - kompetence občanské, - kompetence pracovní. Kontrolní otázky a úkoly:   

Uveďte obsah pojmu kompetence absolventa. Uveďte obsah pojmu klíčová kompetence. Uveďte klíčové kompetence absolventa základního Vysvětlete obsah jednotlivých klíčových kompetencí.

vzdělávání.

název 1. kapitoly

21

Otázky k zamyšlení: Zamyslete se, které klíčové kompetence ve vašem přírodovědném předmětu zejména rozvíjíte. Zkuste si je vypsat a přiřadit k nim činnosti žáka. Korespondenční úkoly KÚ 1 a) Rozvoj kterých klíčových kompetencí, které uvádí Lisabonská definice z roku 2003, budete především u žáka dále podporovat ve vašem přírodovědném předmětu? b) Uveďte způsob, jak budete jejich rozvoj u žáka podporovat Citovaná a doporučená literatura - BALCAŘÍKOVÁ, J., HALŠKOVÁ, M., KONÍČEK, L., SPUSTOVÁ, R., ŠAMAJ, J. Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na ZŠ. Fyzika. 1. vyd. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 143 s. - BALCAŘÍKOVÁ, J., OLŠOVSKÝ, P., PŘINOSILOVÁ, J., ROSÍK, M. Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na ZŠ. Environmentální výchova. 1. vyd. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 106 s. - BELTZ, H., SIEGRIEST, M. Klíčové kompetence a jejich rozvíjení. Praha: Portál, 2001. - DELORS, J. aj. Učení je skryté bohatství (formulovala Mezinárodní komise UNESCO „Vzdělávání pro 21. století“). Praha: ÚIV, 1997, s. 125. - Doporučení Evropského parlamentu a rady ze dne 18. prosince 2006 o klíčových schopnostech pro celoživotní učení (2006/962/ES). Úřední věstník Evropské unie 30. 12. 2006, L394/10.

- DROZDOVÁ, M. Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na ZŠ. Přírodopis. 1. vyd. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 87 s. - DVOŘÁK, L. Rámcové vzdělávací programy a klíčové kompetence – (vše)lék, hrozba nebo příležitost. In NEZVALOVÁ, D. Kompetence a standardy ve fyzikálním vzdělávání učitele a žáka. Olomouc: UP, 2004, s. 39–49. ISBN 80-244-0922-4. - Employ-ability skills – an employer perspective getting what employers want out too hard basket. ACCI Rewiew, No 88 Australian Chamber of Commerce and Industry, June 2002. - GEJGUŠOVÁ, I., METELKOVÁ SVOBODOVÁ, R., HYPLOVÁ, J., MECHLOVÁ, E., MALČÍK, M. Rozvíjení klíčových kompetencí žáka ve vzdělávací oblasti Jazyk a jazyková komunikace. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2008. 125 s. ISBN 978-80-7368-445-7. - HALŠKOVÁ, M., KONÍČEK, L. Aplikace ICT pomůcek v přírodovědných předmětech na ZŠ. Fyzika. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách

22

-

-

-

-

-

-

-

název 1. kapitoly

CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 73 s. HAVLENA, J. Kompetenční model MS kraje. Anketa mezi velkými zaměstnavateli. Ostrava: RPIC VIP, 2004. HILTON, M. Exploring the intersection of Science Education and 21st Century Skills. A Workshop Summary. Washington: The national Academy Press, 2010. ISBN 978-0-309-14518-3. www.nap.edu. HAUSENBLAS, O. Modelové rozpracování klíčových kompetencí. In Metodický portál RVP, 2005. HUČÍNOVÁ, L. Identifikace klíčových kompetencí. In Výzkumný ústav pedagogický v Praze: oficiální stránky organizace, VÚP Praha, 2004. HUČÍNOVÁ, L. Klíčové kompetence v Lisabonském procesu. In Výzkumný ústav pedagogický v Praze: oficiální stránky organizace. Praha: VÚP, 2004. HUČÍNOVÁ, L. aj. Klíčové kompetence v základním vzdělávání. Praha: VÚP, 2007. ISBN 978-80-87000-07-6. HUČÍNOVÁ, L., SVOBODA, Z. Lisabonský proces – vzdělávání a odborná příprava v Evropě do roku 2010. In Metodický portál RVP, 2004. JEZBEROVÁ, R. aj. Nová koncepce klíčových kompetencí v RVP odborného vzdělávání. Praha: NÚOV, 2007. Key Competencies. A developing concept in general compulsory education. Survey 5. Brussel, Eurydice, 2002. 183 p. ISBN 2-87116-346-4. Klíčové kompetence. Vznikající pojem ve všeobecném a odborném vzdělávání. Praha: UIV, 2003. Kompetenční model pro Moravskoslezský kraj. Metodika identifikace kompetencí a návrh klíčových kompetencí. Ostrava: RPIC-VIP, 2004. KONÍČEK, L., HALŠKOVÁ, M. Aplikace ICT pomůcek v přírodovědných předmětech na ZŠ. Obecná část. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 79 s. KONÍČEK, L.. MECHLOVÁ, E. ICT ve fyzice a klíčové kompetence. In Moderní trendy v přípravě učitelů fyziky 3. Plzeň: ZČU, 2007, s. 55–61. ISBN978-80-7043-603-5. KVĚTOŇ, P., MECHLOVÁ, E., MALČÍK, M. aj. Rozvíjení klíčových kompetencí žáka ve vzdělávací oblasti Matematika a její aplikace. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2008. 143 s. ISBN 978-80-7368-446-4. Lisabonské cíle vzdělávání v evropském a národním kontextu. Praha: MŠMT ČR, 2003. Manuál pro učitele K1 – kompetence k efektivní komunikaci. Modul pro učitele střední školy. Metodické materiály z edice EQUAL – Kompetence pro trh práce – školské moduly. Ostrava: RPiC-ViP/ Ostravská univerzita v Ostravě / KVIC, 2006. 65 s. Manuál pro učitele K1 – kompetence k efektivní komunikaci. Modul pro učitele základní školy. Metodické materiály z edice EQUAL – Kompetence pro trh práce – školské moduly. Ostrava: RPiC-ViP/ Ostravská univerzita v Ostravě / KVIC, 2006. 77 s. MECHLOVÁ, E., KONÍČEK, L., SMYČEK, P. Klíčové kompetence učitele fyziky v oblasti aplikace ICT ve vyučování. In NEZVALOVÁ, D. Kompetence a standardy ve fyzikálním vzdělávání. UP v Olomouci/ JČMF, 2004, s. 69–77.

název 1. kapitoly

23

- MECHLOVÁ, E., MALČÍK, M. Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na ZŠ. Obecná část. 1. vyd. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 20101. 93 s. - MERTENS, D. Schlűsselqualifikationen. In Mitteilungen der Arbeitsmarkt und Berufsforschung, 7 (1974), s. 36–73. - MURRAY-HARWEY, R., et all. Enhancing Teacher Education Students´ Generic Skills Through Problem-based Learning. Teaching Education, 16, No 3, 2005, 257–273 - Národní program rozvoje vzdělávání v České republice. (Bílá kniha.) Praha: MŠMT ČR, 2001. - NEZVALOVÁ, D. Kompetence a standardy v počáteční přípravě učitelů přírodovědných předmětů a matematiky. Olomouc: UP, 2007. (Dostupné na http://esfmoduly.upol.cz.) - OECD. Defining and Selecting Key Competencies. Paris: OECD, 2001. - Průvodce kompetencí k efektivní komunikaci. Metodické materiály z edice EQUAL – Kompetence pro trh práce – školské moduly. Ostrava: RPiC-ViP/ Ostravská univerzita v Ostravě / KVIC, 2006. 54 s. - Rámcový vzdělávací program pro gymnázia. Praha: Výzkumný ústav pedagogický, 2007. 99 s. ISBN 978-80-87000-11-3. - Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Praha: VÚP, 2007. 96 s. - Rámcový vzdělávací program odborného vzdělávání. Praha: NÚOV, 2007. - Recommendation of the European Parliament and The Council of 18 December 2006 on key competences for lifelong (2006/962/EC) In Official Journal of the European Union (EN), L 394/10, 30. 12. 2006. - RICHTER, CH. Schlüsselqualifikationen. Alling, 1995. - ROSÍK, M. Aplikace ICT pomůcek v přírodovědných předmětech na ZŠ. Environmentální výchova. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 49 s. - ROSÍK, M. Aplikace ICT pomůcek v přírodovědných předmětech na ZŠ. Přírodopis. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 93 s. - Second Report on the Activities of the Working Group on Basic Skills, Foreign Language Teaching and Entrepreneurship. DeSeCo. European Commision: 2003. - SINGULE, F. K problému pojmu dovednosti a návyku v teorii vyučování. Pedagogika, 11 (1961), č. 3, s. 263–279. - SOLÁROVÁ, M., MECHLOVÁ, E., MALČÍK, M., VEŘMIŘOVSKÝ, J. Rozvíjení klíčových kompetencí žáka ve vzdělávací oblasti člověk a příroda. Ostrava: Ediční středisko OU, 2008. 199 s. ISBN 978-80-7368-447-1. - ŠVEC, V. Klíčové dovednosti ve vyučování a výcviku. Brno: MU, 1998. ISBN 80-210-1937-9. - TRNOVÁ, E. Vývoj přírodovědných experimentálních dovedností žáků základních a středních škol. In DIDFYZ 2002. Inovation of Contents of Physics Education. Nitra: UKF, 2003, s. 169–174. ISBN 80-8050-581-0.

24

název 1. kapitoly

- TUPÝ, J. Proč měnit vzdělávání. In Metodický portál www.rvp.cz. Praha: Výzkumný ústav pedagogický v Praze, 2006. ISSN: 1802-4785 On-line verze: http://www.rvp.cz/clanek/296/1001. - VACULOVÁ, I., TRNA, J. Role fyzikálních dovedností v RVP ZV. In Moderní trendy v přípravě učitelů fyziky 3. Plzeň: ZČU, 2007, s. 228–232. ISBN978-807043-603-5.

- VEŘMIŘOVSKÝ, J. Aplikace ICT pomůcek v přírodovědných předmětech na ZŠ. Chemie. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 59 s. - VEŘMIŘOVSKÝ, J. Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na ZŠ. Chemie. 1. vyd. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT pomůcek na základních školách CZ.1.07/1.1.07/02.0047. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010. 137 s. - WILLIAMS, J. et all. The Skills for Life Survay: A national needs and impact survey of literacy, numeracy and ICT skills. DfES Reserarch Report 490. London: Department for Education and Skills, 2003.302 pp.

- Zákon č. 561 o předškolním, základním, středním, vyšším odborném a jiném vzdělávání (školský zákon) ze dne 24. září 2004. In Sbírka zákonů, částka 190. Česká republika, 2004. http://www.vuppraha.cz http://www.nuov.cz http://www.rvp.cz

název 1. kapitoly

9

2 Cíle přírodovědného vzdělávání V této kapitole se dozvíte:    

co jsou vzdělávací cíle, jak vymezovat vzdělávací cíle v jednotlivých oblastech osobnosti žáka, o taxonomiích vzdělávacích cílů, o kompetencích absolventa.

Po jejím prostudování byste měli být schopni:   

vymezit vzdělávací cíle přírodovědného předmětu ve výkonu žáka, použít taxonomie vzdělávacích cílů pro vymezování cílů žáka v kognitivní, afektivní a psychomotorické oblasti jeho osobnosti, rozvíjet klíčové kompetence žáka ve vyučování přírodovědným předmětům.

Průvodce studiem Zkusíme s Vámi stručně zopakovat vzdělávací cíle tak, abyste je uměli přesně vymezit z pozic žáka, tj. co má žák umět udělat například na konci vaší vyučovací hodiny. Dobře prostudujte taxonomii učebních úloh podle složitosti myšlenkových operací, kterou vytvořila psycholožka prof. Dana Tollingerová spolupracující s pracovníky v přírodovědném vzdělávání, hodně Vám pomohou při rozhodování o obtížností vašich zadávaných úloh. Na konci kapitoly jsou uvedeny vzdělávací cíle a činnosti žáků ve vazbě na informační a komunikační technologie, přesněji řečeno jazykem současné doby na digitální technologie.

2.1 Vzdělávací cíle a jejich vymezování V projektování vzdělávání hrají klíčovou roli vzdělávací cíle, viz M. Pasch (1998). Vzdělávací cíle jsou vlastně anticipované (předjímané) výsledky vzdělávání. Proto musejí být vzdělávací cíle stanovovány operacionálně, tzn. v pojmech výkonu žáka. Vzdělávací cíle a výsledek vzdělávání tvoří dvojici, která je základem skutečně řízeného vzdělávání. Vzdělávací cíl je určujícím strukturním prvkem ve vzdělávání a promítá se do všech činností lidí projektujících vzdělávání nebo hodnotících průběh a výsledky vzdělávání. Stanovení cílů vzdělávání je důležité při řízení vzdělávání, zejména pro řízení vlastního učení se žáka.

název 1. kapitoly

10

2.2 Vzdělávací cíle pro žáka Cíl obecně je představa o stavu, kterého má být dosaženo v určitém časovém intervalu. Úkol k textu: Co je vaším osobním cílem při studiu této příručky? Zkuste odpovědět. Odpověď zapište. Pro člověka je velmi důležité, aby znal cíle svých zamýšlených činností, aby věděl, co chce a hlavně, aby věděl, co nechce, aby se tomu vyvaroval. Bude se mu lehčeji žít. Každé vzdělávání je záměrný proces, jehož výsledkem je dosažení relativně trvalých změn vzdělávaného, tj. žáka. Změny navozované vzděláváním jsou v souladu s potřebami a možnostmi dané společnosti a vzdělávaných jedinců. Definice: Cílem vzdělávání je zamýšlená změna žáka, které má být dosaženo, když žák vzděláváním projde. Pokud se týká změny žáka, musí se tato změna odrazit ve všech složkách jeho osobnosti, tj. v kognitivní oblasti, afektivní oblasti a psychomotorické oblasti. Na základě uvedeného vzdělávací cíle členíme podle toho, kterou oblast osobnosti žáka chceme ovlivňovat: - Kognitivní vzdělávací cíle (poznávací cíle) zahrnují osvojování znalostí a intelektových dovedností. - Afektivní vzdělávací cíle (výchovné cíle; postojové a emocionální) zahrnují osvojování postojů, vytváření hodnotové orientace. - Psychomotorické vzdělávací cíle (výcvikové cíle) zahrnují osvojování psychomotorických dovedností. Vzdělávací cíle vyjadřují, jakých změn v kvalitě osobnosti, jakých změn v chování a prožívání žáků má být vzděláváním dosaženo ve stanoveném časovém období. Všechny tyto změny nastávají v osobnosti žáka tím, že žák se učí, čili sám žák je aktivní. Učení znamená získávání zkušeností, utváření a pozměňování jedince v průběhu jeho života. Lidské učení zahrnuje změny a formování osobnosti v nejširším smyslu (celoživotní). Naučené je opakem vrozeného. Formy lidského učení podle toho, které výsledky v něm převažují, jsou tyto: - znalosti, tj. soustavy představ a pojmů, - senzorické a senzomotorické dovednosti – zdokonalení procesu vnímání: koordinace vnímání a pohybů, - intelektové dovednosti a rozvíjení intelektových schopností – vyučování matematice a jazykům, - návyky, postoje, rozvíjení vlastností osobnosti, např. vytrvalost, svědomitost apod. Budeme vycházet z osobnostního pojetí vzdělávání. Vzdělání je potom ta složka vybavenosti žáka, která se zformovala prostřednictvím vzdělávacích procesů: - osvojené znalosti, - osvojené dovednosti, - osvojené postoje, - osvojené hodnoty a

název 1. kapitoly

11

- osvojené normy. Uvedené pojmy budeme muset alespoň rámcově definovat, protože u žáka v závěru jeho učení budeme diagnostikovat právě výsledky učení. Podrobněji viz J. Čáp a J. Mareš (2001). 2.2.1 Znalosti Znalosti jsou systémy představ a pojmů, které si žák osvojil. Provedeme rozbor uvedené definice: - Představa je vždy názorná, je spojena s realitou. - Pojem je nenázorný, abstraktní, vzniká zobecněním. - Osvojování vědomostí je možné jen činnostmi žáka, nestačí pouhé převzetí. - Systém znamená vždy základní prvky systému a zejména vazby mezi nimi. Osvojování vědomostí proto nutně vyžaduje, aby žák prováděl činnosti a procesy a vyučování by mělo navozovat následující operace: - vnímání, - tvorbu názorných představ (pozorování, experiment), - myšlenkové procesy a operace, - formování pojmů a jejich systémů (v rámci tematického celku, v rámci předmětu, v rámci oblasti Člověk a příroda atd., pojmové mapy), - užití znalostí při řešení úloh a problémů. Při osvojování znalostí hrají hlavní roli myšlenkové procesy: - analýza, - syntéza, - porovnávání (nedostatečně prováděno ve škole), - abstrakce, - konkretizace, - zobecnění. Pro provádění těchto myšlenkových procesů je třeba žákovi nabídnout vhodné učební úlohy, které vyučující vybere nebo převážně sám vytvoří, aby u žáka tyto procesy skutečně proběhly. Vzdělávací program při osvojování znalostí žákem by měl plnit následující role: - Podněcovat žáka, do čehož patří: - vybízet žáka, - kladně hodnotit, - působit na motivaci. - Regulovat (řídit) žáka, do čehož zahrnujeme: - poskytovat návod, instrukci, ukázku žákovi, - kontrolovat a opravovat práci žáka, - ovlivňovat sebekontrolu žáka.. 2.2.2 Dovednosti Dovednosti jsou učením získané předpoklady pro vykonávání určité činnosti nebo její části – postup či „strategie“ určité činnosti (dispozice pro užití znalostí pro řešení problémů, vykonávání činností určitého druhu). Příklady dovedností:

název 1. kapitoly

12 – – – – – – – –

řešení úloh určitého druhu, změření nějaké veličiny, nakreslení schématu, zapojení podle schématu, sestavení aparatury, dovednost jednat s lidmi, dovednost organizovat práci, dovednost demokraticky diskutovat.

2.2.3 Návyky Návyky jsou učením získané předpoklady, které pobízejí člověka v určité situaci k určitému chování, získané dispozice podněcující k vybavení určitých pohybů nebo úkonů v určité situaci. Příklady návyků: - návyk zkontrolovat dokončenou práci, - návyk uklidit po dokončené práci, - návyk práce s knihou, - návyky určitého druhu chování – například zdravení apod., - návyky vzniklé denním režimem, - návyky vyrovnávání se s náročnou životní situací.

2.3 Model cílů – pyramida cílů Člověk se vzdělává v nějakém vzdělávacím systému. V České republice je tímto systémem Vzdělávací soustava České republiky (1999, http://www.nuov.cz). V rámci vzdělávací soustavy se tento cíl postupně konkretizuje v cílech jednotlivých stupňů a druhů škol. V každém vzdělávacím systému jsou nejdříve definovány vzdělávací cíle, z nichž nejobecnější je profil absolventa. V profilu absolventa jsou uvedeny jeho základní kompetence, které má na základě vzdělávání získat, protože při definování profilu absolventa jsou současně uvedeny možnosti uplatnění absolventa na trhu práce. Vzdělávací cíle jednotlivých předmětů z profilu absolventa vyplývají. Co je v předmětech navíc vzhledem k profilu absolventa, není nezbytně nutné, nebude patřit k základnímu učivu předmětu, tedy dokonce nemusí být v předmětu obsaženo. Z profilu absolventa se odvozují cíle jednotlivých skupin předmětů, potom předmětů, jejich tematických celků, témat a až nakonec základní vzdělávací jednotky, např. jedné vyučovací hodiny nebo cvičení.

název 1. kapitoly

13

Obr. 2.1 Pyramida cílů pro vzdělávací program (kurz = předmět) Postupně takto vzniká hierarchická struktura vzdělávacích cílů, kterou si můžeme představit jako pyramidu vzdělávacích cílů, viz obr. 2.1., v níž jsou uspořádány cíle různé náročnosti vzhledem k jejich obecnosti. Na vrcholu pyramidy je nejobecnější cíl – profil absolventa, směrem k základně pyramidy jsou cíle konkrétnější.

Obr. 2.2 Pyramida cílů pro vzdělávací předmět (kurz = předmět) V tomto strukturovaném modelu vzdělávacích cílů – pyramidě vzdělávacích cílů – ve stěně pyramidy vytvoříme výseč, viz obr. 2.2, která bude představovat jeden vzdělávací předmět. Nejblíže vrcholu budou obecné cíle předmětu, to znamená cíle tematických celků, níže v hierarchii budou cíle jednotlivých témat a u základny pyramidy cíle základních vzdělávacích jednotek a jejich částí. Vymezení cílů umístěných nejblíže k základně pomyslné pyramidy cílů, tj. cílů tematických celků, dílčích témat a základních vzdělávacích jednotek, bývá většinou úlohou učitele. Při vymezování těchto nejnižších cílů musí učitel brát v úvahu předcházející historii svých konkrétních žáků, tj. jejich připravenost cíle přijat za vlastní (anticipovat je). – dovednosti.

14

název 1. kapitoly

2.3.1 Význam vymezení vzdělávacích cílů a) Význam vymezení vzdělávacích cílů pro učitele Úkoly k zamyšlení: - Proč má učitel fyziky nebo chemie nebo biologie vůbec uvažovat o vzdělávacích cílech? - Proč má učitel formulovat cíle? - Jak má učitel formulovat cíle? Teprve když si učitel uvědomí, čeho konkrétně má žák dosáhnout, může smysluplně volit cestu k dosažení tohoto stavu, tj. zdůvodněně rozhodnout o rozsahu a uspořádání učiva, o učebních činnostech žáků, o metodických postupech, kterými bude tyto činnosti navozovat. Stanovení konkrétních cílů vzdělávání je předpokladem účinného zjišťování stavu a hodnocení výsledků vzdělávání, což dnes nazýváme evaluace vzdělávání. Mohou být na tomto základě konstruovány testy, kontrolní práce, otázky a úlohy při zkoušení, hodnoceny odpovědi a výkony zkoušeného. b) Význam vymezení vzdělávacích cílů pro žáka Vzdělávací cíle vyjadřují plánovaný stav výsledků vzdělávání. Výsledky vzdělávání hodnocené na základě konkrétních cílů vzdělávání jsou reálným stavem výsledků vzdělávání. Nové vzdělávací cíle lze vymezit až na základě zhodnocení, jak byly splněny cíle přecházející. Bez tohoto nelze racionálně řídit vzdělávání, ale stále jen dále a dále „probírat“ učivo. Proto pro každou vzdělávací jednotku by měly být vymezeny vzdělávací cíle v takové formě, aby na konci vzdělávací jednotky mohlo být stanoveno, zda žák cílů dosáhl a zda mohou být vymezeny další vzdělávací cíle pro další jednotku. Žák by měl mít pocit jistoty, že dosáhl stanovených cílů. To jej také povzbudí k další studijní činnosti. Vzdělávací cíl a jeho formulace vhodně upravená pro žáka významně ovlivňuje učební činnosti žáka. Žák se učí tím lépe, čím přesněji ví, co se od něj v závěru tématu očekává, jakého výkonu má být schopen, čím důsledněji je veden k tomu, aby porovnával své dosavadní výkony s cílem, hodnotil své výkony, nacházel nedostatky a chyby a na základě toho si kladl další cíle. Žák se učí tím lépe, čím více se jeho učení opírá o sebeřízení (autoregulaci). 2.3.2 Požadavky kladené na vzdělávací cíle Z předcházející části vyplývá, že vzdělávací cíle by se měly stát neformálním účinným pomocníkem řízení vzdělávání z pozic vzdělavatele a pomocníkem žáka při autoregulaci vlastní učební činnosti. Proto by měly být a) komplexní, b) konzistentní, c) přiměřené a d) kontrolovatelné. Úkol k zamyšlení: Jak chápete komplexnost vzdělávacích cílů? Vzdělávací cíle mají zahrnovat změny týkající se celé osobnosti žáka. Měly by zahrnovat jeho oblast poznávací (kognitivní), citově volní (afektivní) a psychomotorickou.

název 1. kapitoly

15

Vzdělávací cíle, které směřují ke kognitivní oblasti žáka, jsou nejčastěji uváděny vzdělavatelem, protože jsou nejsnáze dosažitelné a kontrola jejich dosažení je nejjednodušší. Příklady postupně náročnějších cílů v kognitivní oblasti: Žák si má zapamatovat a umět reprodukovat určitou definici, pravidlo, zákonitost; má uvést vlastní příklady situací, v nichž se pravidlo, zákonitost atd. projevuje. - Žák má umět osvojené pravidlo použít podle předloženého vzoru – řešit úlohy stejného typu, které byly vysvětleny v učivu nebo i úlohy jiného typu. - Žák má umět řešit nové, nezvyklé situace, formulovat a řešit problémy, potom zdůvodnit postup svého řešení. - Žák má umět vyjádřit svou myšlenku graficky. Vzdělávací cíle, které směřují k afektivní oblasti žáka, vzdělavatel poněkud obtížněji určuje. -

Příklady cílů v afektivní oblasti: -

-

V žákovi má být vzbuzen zájem o předkládané učivo, o určité téma nebo problém. Žák má prožít radost z úspěšného řešení učební úlohy, z kladného sebehodnocení vlastního výkonu nebo i z výkonu skupiny, ve které pracoval. Žák má vyjadřovat svůj vlastní názor na určitý problém a postupně získávat potřebu zaujímat a formulovat vlastní stanoviska ke sporným otázkám.

Vzdělávací cíle, které směřují k výcvikovým cílům v psychomotorické oblasti žáka, nesmějí být opomenuty. Jedná se o způsob, kterým bude žák vyjadřovat výsledky svých učebních činností. Žák se má například naučit zacházet s určitými přístroji a pomůckami, má umět narýsovat…, má umět nakreslit…, má umět napsat… apod. Většinou žák bude prokazovat tímto způsobem výsledky svých učebních činností a tyto výsledky budou zpravidla hodnoceny vnějším hodnotitelem. Úkol k zamyšlení: Jak chápete konzistentnost vzdělávacích cílů? Jak již bylo uvedeno, vzdělávací cíle tvoří hierarchickou strukturu, jsou uspořádány podle míry své obecnosti, viz obr. 2.1 a 2.2 model pyramidy vzdělávacích cílů. Přitom nižší, konkrétnější vzdělávací cíle jsou podřízeny vyšším, obecnějším vzdělávacím cílům. Splnění určitých obecnějších vzdělávacích cílů žákem je vázáno na dosažení řady dílčích konkrétnějších vzdělávacích cílů. Příklad: Má-li si žák osvojit řešení např. fyzikálních úloh, nemůže přeskočit fázi řešení úloh na prosté dosazení daných veličin do fyzikálního vztahu. Přeskočí-li tuto fázi, má trvalé nedostatky při řešení úloh. Neúspěch v této oblasti způsobí trvalý odpor žáka nejen k řešení úloh ve fyzice, ale obecně k řešení jakýchkoli úloh a k celé fyzice. Stačí však, aby tato jednodušší nižší fáze řešení úloh byla dodatečně se žákem provedena a žák je schopen úspěšně

16

název 1. kapitoly

řešit i náročnější úlohy. Uvedené bylo v rámci výzkumu provedeno a publikováno v různých zemích v oblasti matematiky a fyziky v období, kdy bylo módní řešit hlavně problémové úlohy s cílem rozvíjet tvořivost žáků. Zde splnění vyššího nadřazeného cíle je dokonce psychologicky podmíněno splněním nižšího cíle. Tuto vnitřní vazbu vzdělávacích cílů v cílové struktuře nazýváme konzistencí vzdělávacích cílů (soudržností cílů). Cíl, který nepomáhá dosažení hierarchicky vyššího cíle nebo dokonce jeho dosažení ztěžuje, není konzistentním cílem. Příklad: Výchovné působení některých akcí ve škole nebo v obci může mít negativní dopad – cíl akce nebyl konzistentní s celkovou aktivitou školy nebo obce. Příklad: Je-li v rámcovém vzdělávacím programu uvedeno, že se má u žáků rozvíjet schopnost analyzovat a syntetizovat poznatky, zobecňovat poznatky z analýzy konkrétních dějů, potom cíle tematických celků a témat, mají-li být konzistentní, nemohou zahrnovat pouhé pamětní osvojení učiva a zobecnění sdělená žákovi v hotové podobě například formou zákonitosti nebo zákona. Žák ke splnění tohoto náročného cíle musí provádět učební činnosti v oblasti analýzy, syntézy a zobecňování sám nebo ve skupině žáků. Navozování těchto činností bývá zpravidla prováděno nově koncipovanými učebními úlohami. Úkol k zamyšlení: Jak chápat přiměřenost vzdělávacích cílů? Přiměřené cíle jsou reálně splnitelné žákem v příslušné etapě vzdělávání v daném časovém intervalu. Cíle mají být náročné, ale současně splnitelné. Měly by odpovídat podmínkám, v nichž se vzdělávání realizuje. Přitom je třeba respektovat vnitřní podmínky vzdělávání, tj. jak kvalitně byly splněny přecházející cíle, tj. co žák již umí, jakých výkonů je schopen, jaký je vztah žáka k předmětu a učení se, ale také, jaké předpoklady má i sám žák, což zahrnuje jeho předcházející vzdělávací historii a zkušenosti. Je třeba také respektovat vnější podmínky vzdělávání, tj. kolik času má žák k dispozici, jak je vybaven potřebnými materiálně didaktickými prostředky ke studiu, v jakých prostorách studuje. Z toho vyplývá, že by vyučující neměl mechanicky přebírat vzdělávací cíle, které se mu nabízejí v centrálně zpracovaných materiálech. Zejména cíle vzdělávacích jednotek by měl pokládat za návrh, inspiraci a vhodně je přizpůsobovat podmínkám, v nichž skutečně vzdělávání probíhá. Úkol k zamyšlení: Jak chápete kontrolovatelnost vzdělávacích cílů? Vymezené vzdělávací cíle mají být bezprostředně užitečné pro práci učitele a žáků. Proto musejí vedle obsahové složky, která odpovídá na otázku „Co má být osvojeno?“, obsahovat vždy i další složku, označenou jako „psychočinnostní“. Tou se vymezuje, s jakými změnami v psychice žáka má být obsah vzdělávání spojen v dané etapě jeho učení.

název 1. kapitoly

17

O psychických změnách v osobnosti žáka lze usuzovat jen na základě jeho pozorovatelné činnosti a navíc k těmto změnám dochází jen v konkrétní předmětné činnosti žáka. Proto má vymezení cíle vždy vyjadřovat činnosti žáka, tj. jakého výkonu má být žák v určité etapě svého učení schopen v souvislosti s předem vymezeným obsahem učiva.

2.4 Způsoby vymezování vzdělávacích cílů Předmět nebo jeho tematický celek přispívá zpravidla k dosažení několika vzdělávacích cílů v jednotlivých oblastech osobnosti žáka. Proto přesné vymezení vzdělávacích cílů má být přesným vodítkem pro práci učitele i pro autoregulaci (sebeřízení) žáka již při návrhu vzdělávání. Na konci předmětu či tematického celku je třeba zkontrolovat, zda žák cílů dosáhl a to těch, které byly předem stanoveny. Každý vzdělávací cíl, má-li být kontrolovatelné jeho dosažení žákem a také hodnoceno jeho dosažení, musí přesně a jednoznačně vymezovat požadavky na žáka. Toto jednoznačné vymezení cíle učitelem, které bude sděleno žákovi, by mělo zpravidla obsahovat: 1. požadovaný výkon žáka, 2. podmínky výkonu žáka, 3. rozsah výkonu žáka a 4. normu výkonu žáka. Řečeno jednodušeji: vzdělávací cíle musejí být stanovovány z pozic žáka v přesně vymezených činnostech žáka, aby žák jednoznačně věděl, co má na konci učení se umět udělat. Cíle mají zahrnovat zejména změny v činnostních složkách osobnosti žáka. 2.4.1 Požadovaný výkon žáka Prvním krokem při vymezování vzdělávacích cílů je stanovení požadovaného výkonu žáka. Požadovaný výkon je definován soupisem všech činností, které by měl žák na konci svého učení ovládat. Jedná se o hledání odpovědi na otázky: - Co má žák umět? - Co má žák vykonat? - Co má žák znát? - Co má žák si osvojit? Poznámka k pojmu „osvojení“: O tom, že část učiva, například definice, byla osvojena, můžeme tvrdit až tehdy, když učivo umí žák použít v praxi ať odborné, či v praxi každodenního života. Příklady na stanovení požadovaného výkonu žáka ve fyzice: - Žák má poznat rovnoměrný pohyb tělesa. - Žák má umět vysvětlit, jaký je rozdíl mezi rovnoměrným pohybem tělesa a nerovnoměrným pohybem tělesa. - Žák má umět reprodukovat vztahy pro rychlost a dráhu rovnoměrného pohybu tělesa. Má umět vysvětlit obsah těchto vztahů. - Žák má umět vyřešit jednoduché úlohy na výpočet dráhy, rychlosti a doby pohybu u rovnoměrného pohybu tělesa. - Žák má umět graficky vyjádřit závislosti v = f (t), s = f (t ), s = f (v). Má umět z grafu odečítat další veličiny. Žák má z grafu poznat, o který druh pohybu se jedná. Má z grafu určit základní charakteristiky pohybu.

18

název 1. kapitoly

Požadovaný výkon je v uvedených příkladech vyjádřen slovesnou vazbou, která jednoznačně vyjadřuje činnosti žáka, například reprodukovat, tj. uvést pamětně osvojené příklady z učebnice, vyjádřit vlastní názor, zdůvodnit. Obecně vyjádřené činnosti žáka bez dalšího zpřesnění, které mohou být různě interpretovány, jako je například žák má „osvojit si“, „pochopit“, „porozumět“ atp. je účelné nahradit aktivními slovesy ve vazbě s konkrétní činností, viz další text. Úkol k zamyšlení: Zřejmě Vás napadl problém: „Jak poznám, že při projektování vzdělávání byly vzdělávací cíle stanoveny jednoznačně v činnostech žáka?“ Příklad: Při formulaci cíle „Žák pochopí Ohmův zákon“ vás zřejmě napadne, že když žák „pochopí“, ještě vůbec to neznamená, že bude umět řešit úlohy z praxe, tzv. autentické úlohy, v nichž využije „pochopení“ Ohmova zákona. 2.4.2 Podmínky výkonu žáka Druhým krokem je vymezení podmínek, za kterých musí být již stanovený výkon žáka proveden, aby mohl být ještě považován za vyhovující kromě již dříve podrobně popsaného cílového výkonu žáka. Jedná se o hledání odpovědi na otázku: -Za jakých podmínek má žák umět vykonat …?" Příklady odpovědí: -Samostatně. -Bez pomoci učitele. -Ve spolupráci v malé skupině. -S použitím vyhledávání na internetu. -S pomocí učebnice. -Pomocí tabulek. -S pomocí slovníku. -Pomocí speciálního programu. 2.4.3 Rozsah výkonu žáka Jedná se o vymezení očekávaného výkonu žáka tak přesně vzhledem k jeho operační struktuře, aby měl pro co největší okruh uživatelů přibližně tentýž význam a výklad. Jedná se o hledání odpovědí na otázky: -Co to znamená umět …? -Co to znamená vykonat …? -Co to znamená znát …? -Co to znamená osvojit si …? -Jak poznám, že umí …? -Jak poznám, že vykoná …? -Jak poznám, že zná …? -Jak poznám, že si osvojil …? Příklady jednoznačných výsledků žáka: -Žák umí nakreslit funkční schéma … -Žák umí postihnout smysl … -Žák umí zapojit větvený elektrický obvod podle předloženého

název 1. kapitoly

19

schématu. 2.4.4 Norma výkonu žáka Čtvrtým krokem je vymezení normy výkonu žáka. Jedná se o určení míry očekávaného výkonu žáka: o jeho přesnost, rychlost, pohotovost, automatizovanost. Jedná se odpověď na otázky: -Do jaké míry musí umět …? -Jak dokonale musí umět vykonat …? -Jak dokonale musí znát …? Odpovědi jsou vyjádřeny časovým intervalem, počtem, procentem správných řešení, povolenou odchylkou atp. Příklad normy výkonu žáka: -Za 5 minut. -8 správných odpovědí z 10 možných. -80 % úspěšných odpovědí. -S 5 % odchylkou od správné hodnoty. -Vždy, i kdybych Tě o půlnoci probudil. Poznámka: Je třeba uvést, že takto přesně kontrolovatelné a jednoznačně stanovené vzdělávací cíle je možné vymezovat a také žákovi sdělovat jen v kognitivní a psychomotorické oblasti osobnosti žáka. Vzdělávací cíle v oblasti afektivní nemůžeme takto jednoznačně stanovit a také je žákovi nesdělujeme. Ve skutečnosti jsou to cíle pro učitele, které vyjadřují, jakým způsobem má na osobnost žáka působit, jaké strategie zvolit, jak žáka podporovat, aby těchto cílů žák dosáhl. Příklad: Jedná se o cíle formulované takto: - Vzbudit u žáka zájem o … - Navodit u žáka prožitek z dobře vyřešeného úkolu. - Navodit u žáků prožitek z úspěšně provedené práce v malé skupině. Ve vymezení každého cíle je složka obsahová (týká se konkrétního odborného obsahu předmětu) a psychočinnostní, tj. činnosti žáka, výkon žáka, v němž se v souvislosti s obsahem utvářejí a projevují změny v jeho osobnosti, viz shrnutí v tabulce 2.1. V praxi se však často setkáváme se dvěma nesprávnými extrémy: - bezcílovostí obsahu, kde cíl je vymezen názvem tématu, např. "Gravitace" nebo „Hlodavci“. - bezobsahovostí cíle, kde cíl je vymezen například "Rozvíjet tvořivé myšlení". Z praxe lze zobecnit, že čím je cíl konkrétnější, tj. čím je na nižší úrovni hierarchické struktury cílů (viz pyramida cílů), tím větší počet složek by mělo jeho vymezení mít, aby bylo pro učitele i žáka neformálně užitečné. Hierarchická struktura cílů v jednotlivých složkách osobnosti žáka bude přehledně uvedena v následující podkapitole 2.5. Tabulka 2.1 Vymezování cílů - shrnutí Vymezení cíle Otázka Požadovaný výkon žáka – jednoznačně Co má žák umět, vykonat, znát, stanovené činnosti osvojit si …? Podmínka výkonu žáka – samostatně, Za jakých podmínek má žák umět ve spolupráci s někým, s pomocí vykonat …?

název 1. kapitoly

20 učebnice nebo skripta Rozsah výkonu žáka – žák má umět vyjmenovat, rozlišit, sestrojit, umět vypočítat, umět vyřešit problém určitého druhu Norma výkonu žáka – přesnost, rychlost, pohotovost, automatizovanost – čas, počet správných odpovědí – 80 % správných odpovědí, za pět minut, vždy, povolená odchylka

Co to znamená umět, vykonat, znát, osvojit si …? Jak poznám, že umí, zná, osvojil si …? Do jaké míry má žák umět, vykonat, znát, osvojit si …? Jak dokonale to musí umět vykonat …?

2.5 Taxonomie vzdělávacích cílů 2.5.1 Didaktická analýza obsahu učiva Vzdělávací cíle učitel vymezuje na základě didaktické analýzy obsahu učiva. Začíná vždy analýzou tematického celku, od něhož přechází k jednotlivým dílčím tématům a vyučovacím jednotkám, aby byl splněn požadavek konzistentnosti cílů. Klade si přitom otázky: - Jaké vzdělávací možnosti učivo poskytuje v oblasti kognitivní? - Jaké vzdělávací možnosti učivo poskytuje v oblasti afektivní? - Jaké vzdělávací možnosti učivo poskytuje v oblasti psychomotorické? Nelze například předpokládat, že žák samostatně vyřeší problémovou úlohu, jestliže si předtím pamětně neosvojil základní fakta daného tématu, neporozuměl jejich vazbám (souvislostem) při řešení jednodušších úloh. Neměly by však být opomíjeny i náročné cíle, například řešení problémů, problémových úloh ve spolupráci v malých skupinách při opakování většího celku, kdy nižších cílů již žák dosáhl. Vzhledem k časové náročnosti realizace těchto vyšších vzdělávacích cílů je možno je plnit jen úměrně k podmínkám vnitřním i vnějším a teprve po osvojení příslušného učiva žákem na nižších úrovních. V další části uvedeme odpovědi na následující otázky: - O jaké nižší úrovně vzdělávacích cílů se jedná? - Jaká je hierarchie vzdělávacích cílů? - Odkud a kam má učení studujících postupovat? 2.5.2 Taxonomie vzdělávacích cílů v jednotlivých oblastech Na předcházející otázky, tj. - O jaké nižší úrovně vzdělávacích cílů se jedná? - Jaká je hierarchie vzdělávacích cílů? - Odkud a kam má učení studujících postupovat? odpovídá taxonomie vzdělávacích cílů. Taxonomie je hierarchicky zpracovaná klasifikace, kde následující stupeň vyžaduje splnění předcházejícího stupně. A právě velmi vhodnou pomůckou pro vymezování konzistentních vzdělávacích cílů může být hierarchicky uspořádaný model cílů, který

název 1. kapitoly

21

abstrahuje od obsahu vzdělávání. Hierarchicky uspořádaných taxonomií vzdělávacích cílů byla zpracována ve světě celá řada. Největší počet taxonomií byl vytvořen v kognitivní oblasti. Uvedeme tři taxonomie v oblasti kognitivní, dvě z oblasti afektivní a jednu z oblasti psychomotorické. 2.5.2.1 Taxonomie vzdělávacích cílů v kognitivní oblasti Kognitivní oblast zahrnuje učení se znalostem, jejich pamětné znovuvybavování a znovupoznání, zahrnuje i intelektové dovednosti ústící ve schopnost logicky myslet. Tato oblast vzdělávacích cílů je rozpracována nejvíce. Nejčastěji jsou používány tři taxonomie vzdělávacích cílů v kognitivní oblasti, jejichž autory uvádíme: - Benjamin S. BLOOM, americký psycholog (1956), nejstarší taxonomie, 6 základních kategorií; - Bołesław NIEMIERKO, polský pedagog (1979), dvě základní kategorie: znalosti, dovednosti (umět použít ve stejné situaci, umět použít ve změněné situaci); - Dana TOLLINGEROVÁ, česká psycholožka (1969), taxonomie učebních úloh podle složitosti myšlenkových operací žáka vycházející z Bloomovy taxonomie, 5 základních kategorií, které jsou konzistentní. a) Niemierkova taxonomie vzdělávacích cílů v kognitivní oblasti Niemierkova taxonomie vzdělávacích cílů je ve srovnání s Bloomovou taxonomií mnohem jednodušší taxonomii vzdělávacích cílů v oblasti kognitivní. Zpracoval ji polský pedagog Boleslaw Niemierko (1975). Jednoduchost taxonomie, její srozumitelnost pro učitele i žáky, byla příčinou, že se stala dobře využitelnou pomůckou pro vymezování konzistentních vzdělávacích cílů v kognitivní oblasti žáka. Hierarchie cílů je zde budována na vzrůstající komplexnosti vzdělávacích procesů. Při vymezování cílů bude učitel spojovat jednotlivé obecné úrovně osvojení učiva žákem s konkrétním učivem. Uvádíme tuto taxonomii v překladu: 1. úroveň: ZNALOSTI A Zapamatování znalostí - připravenost žáka vybavit si určitá fakta, pojmy, zákonitosti, zákony, teorie nebo zásady činnosti; - zapamatování je spojeno s elementárním porozuměním znalostem, žák je nesmí mezi sebou zaměňovat a zkreslovat. B Porozumění znalostem - žák dovede zapamatované znalosti uvést v jiné formě než v té, ve které si je zapamatoval; - žák dovede znalosti - uspořádat, - zestručnit je a - učinit základem jednoduchých závěrů. 2. úroveň: DOVEDNOSTI C Používání znalostí v typových situacích - žák ovládl dovednost používat znalostí podle dříve předložených vzorů, - cíl použití znalostí však nesmí být příliš vzdálen od jejich používání při procvičování učiva.

22

název 1. kapitoly

D Používání znalostí v problémových situacích - žák ovládl dovednost: - formulovat problémy, - provádět analýzu a syntézu pro něj nových jevů, - formulovat plán činnosti, - vytvořit originální předměty nebo řešení, - hodnotit podle určitých kritérií. Uvedená Niemierkova taxonomie charakterizuje různé úrovně osvojení znalostí a dovedností. Přitom znalosti a dovednosti lze považovat za opravdu osvojené žákem teprve tehdy, je-li žák připraven k jejich aplikaci v různých, tj. známých i neobvyklých situacích a vytváří-li si k nim pozitivní vztah. Je tedy podstatný rozdíl mezi „znát“ určitý zákon, tj. umět jej reprodukovat, a umět zákon využít v praxi. b) Taxonomie učebních úloh podle Dany Tollingerové Další taxonomie vzdělávacích cílů v kognitivní oblasti vychází z Bloomovy taxonomie a pro naše české poměry ji zpracovala formou učebních úloh Dana Tollingerová (1970). Jedná se o pedagogicky velmi účinnou transformaci vzdělávacích cílů v kognitivní oblasti do operacionalizované podoby jakou jsou učební úlohy, čili jsou zaměřeny na učení se žáka. Taxonomie je známa pod názvem taxonomie učebních úloh podle jejich operační struktury, protože je uspořádána podle náročnosti na myšlenkové operace, které se uplatňují při jejich řešení. Učební úloha plní v činnostech žáka čtyři významné funkce: - navozuje činnost žáka, funguje jako příčina činnosti žáka, - vytváří prostor pro činnost žáka a do určité míry vymezuje operace, které má žák při řešení úlohy použít, - vystupuje jako podmínka utváření činnosti žáka, umožňuje dosažení jistého výsledku žákem a navíc vede i k osvojování činnosti, která k výsledku směřuje, - vystupuje jako prostředek, kterým lze činnost žáka řídit. Taxonomie učebních úloh podle jejich operační struktury zahrnuje celkem pět kategorií s postupně vzrůstající náročností na myšlenkové operace. Jednotlivé kategorie jsou rozpracovány do subkategorií, které mají také postupně vzrůstající nároky na složitost myšlenkových operací. Do první kategorie patří úlohy, které se převážně opírají o pamětní procesy a jejichž obsahem je znovupoznání nebo reprodukce jednotlivých faktů i jejich skupin a celků. Do druhé kategorie jsou zařazeny úlohy, jejichž řešení se neobejde bez určitých myšlenkových operací. Jsou to úlohy na zjišťování, vyjmenovávání, porovnávání, zobecňování atd. Do třetí kategorie jsou zařazeny úlohy, jejichž řešení vyžaduje složité myšlenkové operace. Jsou to úlohy na překlad nejen z jednoho cizího jazyka do druhého, ale obecně také z reálné situace do symbolických jazyků a naopak. Příklad úloh na překlad: - překlad slovního vyjádření do matematického vztahu a naopak, - překlad z reálného zapojení do schématu zapojení a naopak, - překlad z reálného optického zobrazení do schématu zobrazení a naopak,

název 1. kapitoly

23

obecně překlad z každé reálné situace do schematického zobrazení a naopak. Vyšší subkategorie v této třetí kategorii zahrnují úlohy na indukci, dedukci, interpretaci, verifikaci apod. -

Úlohy čtvrté kategorie vyžadují delší a systematické zpracování znalostí a dovedností, které ústí například ve vypracování přehledu, zprávy, referátu až do vypracování projektu. Do páté kategorie jsou zařazeny úlohy vyžadující tvůrčí myšlení. Pro učitele, který se připravuje na vyučovací hodinu, může taxonomie učebních úloh sloužit třem cílům: - Pomáhá učiteli, který není odborný psycholog, udělat si představu o tom, jak operačně náročné jsou úlohy, které zadává, co vlastně těmito úlohami od žáka vyžaduje. - Pomocí uvedené taxonomie úloh může učitel určit, jak náročně vzdělávací cíle v oblasti kognitivní žákovi předkládá, jak složité myšlenkové operace od žáka bude vyžadovat. - Úlohami daného typu může učitel ověřit, zda žáci dosáhli vzdělávacího cíle v kognitivní oblasti. Uvádíme taxonomii učebních úloh podle složitosti myšlenkových operací podle Dany Tollingerové: 1.0 Úlohy vyžadující pamětní reprodukci poznatků 1.1 úlohy na znovupoznání, 1.2 úlohy na reprodukci jednotlivých faktů, čísel, pojmů apod., 1.3 úlohy na reprodukci definic, norem, pravidel apod., 1.4 úlohy na reprodukci velkých celků, básní, textů, tabulek apod. 2.0 Úlohy vyžadující jednoduché myšlenkové operace s poznatky 2.1 úlohy na zjišťování faktů (měření, vážení, jednoduché výpočty apod.), 2.2 úlohy na vyjmenování a popis faktů (výčet, soupis apod.), 2.3 úlohy na vyjmenování a popis procesů a způsobů činnosti, 2.4 úlohy na rozbor a skladbu (analýzu, syntézu), 2.5 úlohy na porovnávání a rozlišování (komparace a diskriminace), 2.6 úlohy na třídění (kategorizace a klasifikace), 2.7 úlohy na zjišťování vztahů mezi fakty (příčina, následek, cíl, prostředek, vliv, funkce, užitek, nástroj, způsob apod.), 2.8 úlohy na abstrakci, konkretizaci a zobecňování, 2.9 řešení jednoduchých příkladů (s neznámými veličinami). 3.0 Úlohy vyžadující složité myšlenkové operace s poznatky 3.1 úlohy na překlad (translaci, transformaci), 3.2 úlohy na výklad (interpretaci), vysvětlení smyslu, vysvětlení významu, zdůvodnění apod., 3.3 úlohy na vyvozování (indukci), 3.4 úlohy na odvozování (dedukci), 3.5 úlohy na dokazování a ověřování (verifikaci), 3.6 úlohy na hodnocení. 4.0 Úlohy vyžadující sdělení poznatků 4.1 úlohy na vypracování přehledu, výtahu, obsahu apod., 4.2 úlohy na vypracování zprávy, pojednání, referátu apod., 4.3 samostatné písemné práce, výkresy, projekty apod.

24

název 1. kapitoly

5.0 Úlohy vyžadující tvořivé myšlení 5.1 úlohy na praktickou aplikaci, 5.2 řešení problémových situací, 5.3 kladení otázek a formulace úloh, 5.4 úlohy na objevování na základě vlastního pozorování, 5.5 úlohy na objevování na základě vlastních úvah. Příklad: Ve sbírkách úloh většinou nejsou uspořádány úlohy podle složitosti myšlenkových operací. Vyučující však většinou v prezenční výuce sami hierarchickým způsobem uspořádávají úlohy. Při analýzách některých středoškolských přírodovědných učebnic z hlediska složitosti úloh, které jsou v nich žákům předkládány, bylo zjištěno, že převažují úlohy 2. kategorie, vyšší kategorie jsou zvláštností. V provedených analýzách scházely například úlohy subkategorie 2.5 na porovnávání a rozlišování. Výsledkem u žáků bylo v tomto případě zaměňování blízkých pojmů. Úkol k zamyšlení: Zamyslete se, zda ve vašem přírodovědném předmětu jsou obsaženy úlohy všech kategorií. V případě, že některé kategorie a subkategorie scházejí, vymyslete vhodné úlohy tak, aby efektivnost předmětu byla vyšší. 2.5.2.2 Taxonomie vzdělávacích cílů v afektivní oblasti Hodnotová oblast vzdělávacích cílů zahrnuje vytváření zájmů, názorů a postojů. Dále zahrnuje vytváření morálních hodnot jako výsledků dovednosti hodnotit, dovednosti kritického myšlení, jako předpoklad k osobní a společenské aktivitě, k jednání a chování v dané společnosti. Hodnotová oblast vzdělávacích cílů předpokládá znalosti a intelektuální dovednosti, které jsou obsahem kognitivní oblasti vzdělávacích cílů. Takže dosažení kognitivních vzdělávacích cílů žákem je nutným předpokladem pro jeho následné jednání, které spadá již do afektivní oblasti. O taxonomii vzdělávacích cílů v afektivní oblasti se pokusil D. R. Krathwohl se spolupracovníky. Vytvořil následující taxonomii: 1. Přijímání (vnímavost) – žák je ochoten přijímat či vnímat. 2. Reagování – zvýšená aktivita žáka, zainteresovanost. 3. Oceňování hodnoty – pociťování závazku k hodnotě, která začíná ovlivňovat jednání žáka, uvedené cíle vyvolávají zájem a vytvoření kladného postoje. 4. Integrování hodnot (organizace) – žák integruje hodnoty do svého systému hodnot, určuje vztah mezi nimi a stanoví základní, dominantní hodnoty ve svém systému. Postupně si takto vytváří systém hodnot. Cíle v této kategorii znamenají začátek vytváření hodnotového systému žáka. 5. Internalizace (zvnitřnění) hodnot v charakteru – hodnoty získávají pevné místo v hodnotové hierarchii žáka, vytvářejí vnitřně ucelený systém, který dlouhodobě ovlivňuje jeho jednání. Systém hodnot se včleňuje do charakteru žáka, žák zobecňuje své postoje a vytváří si životní filozofii a svůj názor na svět. Oblast jednání zahrnuje schopnost společenské a osobní orientace, schopnost uplatňovat své názory a postoje v souladu s cíli společnosti, zahrnuje i uvědomělou společenskou tvořivou angažovanost.

název 1. kapitoly

25

2.5.2.3 Taxonomie vzdělávacích cílů v psychomotorické oblasti a) Davyho taxonomie vzdělávacích cílů v psychomotorické oblasti První taxonomii vzdělávacích cílů v psychomotorické oblasti vytvořil R. H. Davy (1967). Vycházel přitom z fází utváření pohybových dovedností od plné vědomé kontroly až k úplné automatizaci: 1. imitace, 2. manipulace, 3. zpřesňování, 4. koordinace, 5. automatizace. b) Taxonomie vzdělávacích cílů A. J. Harrowové (1972) v psychomotorické oblasti vychází z analýzy ontogenetického vývoje motoriky: 1. reflexní pohyby, 2. základní pohyby, 3. percepční schopnosti, 4. fyzické schopnosti, 5. adaptivní pohybové dovednosti, 6. výrazově neverbální komunikace. U mnoha oborů se uplatňuje hlavně 3. kategorie, ke které patří pohybová, zraková, sluchová a hmatová diskriminace a koordinace zraku a rukou. Diskriminační (rozlišovací) dovednosti lze plánovitě rozvíjet prostřednictvím laboratorních činností ve vyučování přírodovědným předmětům. c) Taxonomie E. J. Simpsonové v psychomotorické oblasti 1. vnímání – smyslová orientace v motorické činnosti, 2. zaměřenost – připravenost k psychomotorické činnosti, 3. řízení pohybové reakce imitace a zkoušky experimentem a omylem, 4. automatizace jednodušších pohybových dovedností, 5. automatizace komplexních pohybových dovedností, 6. schopnost motorické adaptace, 7. motorická tvořivost.

2.6 Znalost žáka versus vědomost žáka V poslední době do pedagogiky pronikl termín znalost. Je to dáno společenskou praxí, kde termín a obor „znalostní management“ je běžně používán. Jaký vztah má pojem znalost ke dříve používanému pojmu vědomost? První význam termínu znalost je totožný s významem pojmu vědomost. Znalosti jsou teoretické poznatky osvojené učením, především ve škole. Mohou být tříděny například podle vzrůstající kognitivní náročnosti na základě Bloomovy taxonomie cílů takto: - znalost termínů, - znalost dat, událostí, míst, osob, dějů, - znalost konkrétních zásad, pravidel, norem, - znalost trendů a posloupností, - znalost třídění, - znalost třídicích kritérií, - znalost metodologických postupů,

název 1. kapitoly

26

- znalost zákonů a zobecnění, - znalost teorií a celých poznatkových struktur. Druhý význam termínu znalost v širším významu (Tondl, 2002) postupně proniká do pedagogiky. a) Znalosti zahrnují nejen poznatky, ale také dovednosti a schopnosti k vykonávání určitých činností. Například: Znalost cizího jazyka zahrnuje nejen vědomosti o příslušném jazyce, ale také dovednost vykonávat s těmito vědomostmi určité řečové činnosti. b) Někdy se znalosti v tomto smyslu označují jako znalosti praktické nebo pracovní. Ty jsou nezbytné pro vykonávání různých profesních a tvůrčích činností. c) Podle jiné klasifikace se rozlišuje - deklarativní znalost, - kontextová znalost, - procedurální znalost.

2.7 Typy učebních přírodovědných činností tvorbě znalostí ve vazbě na ICT

při

Za znalosti žáků, které získávají v přírodovědných předmětech, jsou odpovědny činnosti žáků, které provádějí v těchto předmětech. Do dneška bylo identifikováno asi 40 typů přírodovědných činností (Blanchard, Harris, 2011). Znalosti jsou zde chápány v rozšířeném slova smyslu, viz podkapitola 2.6. Z těchto 40 typů činností je 28 typů činností zaměřeno na pomoc žákům při tvorbě jejich znalostí přírodovědných pojmů a procesů. Z těchto 28 typů činností sedmnáct zdůrazňuje pojmové učení a jedenáct z nich zahrnuje procedurální znalosti používané v učení přírodním vědám. Ze 40 typů činností pouze 12 typů popisuje činnosti, které podporují vyjádření znalostí žákem. Budeme se zabývat třemi skupinami přírodovědných činností žáků zaměřených na tvorbu znalostí žáků, tj. a) tvorba znalostí pojmů – pojmové znalosti (deklarativní), b) tvorba procedurálních znalostí – procedurální znalosti, c) vyjádření znalostí – deklarativní znalosti. V dnešní době je nutno do činností žáků v přírodovědných předmětech začlenit také digitální technologie, protože žáci trvale s nimi pracují doma mimo vyučování. Ve využívání sociálních sítí jsou žáci nesrovnatelně dále, než jejich rodiče a často i než jejich učitelé Proto v následujících třech tabulkách jsou uvedeny tři skupiny typů činnosti při osvojování daného typu znalostí žáky v přírodovědném učení žáka. První sloupec obsahuje příkaz navozující typ činnosti žáka, druhý sloupec udává stručný popis činnosti žáka často v malé skupině spolužáků nebo v celé třídě a třetí sloupec doporučuje vhodné digitální technologie, které mohou být použity pro podporu jednotlivých typů učební činnosti. U digitálních technologií není úmyslně uváděn konkrétní firemní software nebo webové stránky. Inspirací pro nás byla práce autorů Blanchard, Harris a Hoffer (2011).

název 1. kapitoly

27

a) Typy činností budující pojmové znalosti (deklarativní znalosti) Učitelé mají mnoho možností k tomu, aby žákům pomohli při tvorbě znalostí přírodovědných pojmů, jak je uvedeno v tabulce činností č. 2.2. Tabulka 2.2 Typy činností při tvorbě znalostí pojmů Typ činnosti Stručný popis činnosti Čti text!

Zúčastni se prezentace/demonstrace!

Dělej si poznámky!

Prohlížej si obrázky/předměty!

Diskutuj!

Účastni se simulace!

Prozkoumej zadané téma/realizuj souběžný výzkum!

Žáci získávají informace z učebnic, laboratoří, atd.; jak v tištěné, tak i v elektronické formě Žáci získávají informace od učitelů, pozvaných hostů a spolužáků, osobně nebo pomocí videa, ústně nebo z multimédií. Žáci si zaznamenávají informace z přednášky, prezentace nebo skupinové práce.

Dostupné digitální technologie Webové stránky, elektronické učebnice, online databáze, časopisy Prezentační software, digitální vizualizér, video

Textový editor, wikipedie, software pro tvorbu pojmových map Žáci si prohlížejí statické Digitální vizualizér, a dynamické (např. video, digitální animace) mikroskop, obrázky/předměty; digitální fotoaparát, v tištěné nebo video (např. v elektronické formě. dokumentární filmy nebo diskuse), webové stránky Žáci se zapojují do Online diskusní rozhovoru s jedním fórum, e-mail, chat, nebo s více spolužáky blog, nebo s celou třídou videokonference, synchronně/asynchronně interaktivní tabule Žáci pracují s fyzickou Software na nebo elektronickou podporu výuky ve simulací, která umožní třídě, simulace na žákům prozkoumat webových přírodovědný obsah. stránkách, systémy na zasílání odpovědí („clickers”) Žáci shromažďují Webové informace/realizují vyhledávače, souběžný výzkum, elektronické

název 1. kapitoly

28

Studuj!

využívají informační zdroje v tištěné nebo elektronické formě. Žáci studují terminologii, klasifikace, výsledky testů, atd.

Pozoruj jevy!

Žáci pozorují jevy, které vzbuzují vědecké otázky, které se týkají fyzických objektů, organismů nebo elektronických médií.

Rozlišuj pozorování od usuzování!

Žáci rozlišují mezi přímým smyslovým vnímáním a usuzováním, které vyžaduje určité znalosti zkoumané oblasti. Žáci rozvíjejí/přemýšlejí o předpovědích a vybírají odpovídající hypotézy, testovatelné otázky a proměnné veličiny. Žáci si vyberou postupy a vhodné nástroje na testování hypotéz a/nebo odpovídají na otázky.

Rozvíjej předpovědi, hypotézy, otázky, proměnné veličiny!

Vyber postupy!

Urči pořadí postupů!

Žáci seřadí postupy za účelem sběru odpovídajících dat.

Uspořádávej/klasifikuj data!

Žáci vytvářejí strukturu pro uspořádání sebraných dat.

Analyzuj data!

Žáci zkoumají zákonitosti, popisují vztahy, rozumí vztahu příčina a následek,

archivy Webové stránky, software na vytváření kvizů, online doplňky textu, wikipedie Videoklipy, digitální mikroskop, digitální vizualizér, prezentační software Interaktivní tabule, digitální vizualizér, videoklipy, audionahrávky Textový editor, interaktivní tabule, software pro tvorbu pojmové mapy, wikipedie „Probeware“, digitální směšovače, video/audio záznamník, digitální fotoaparát, grafické kalkulátory Simulace, třídní software, textový editor Databáze, tabulkový procesor, software pro tvorbu pojmové mapy Tabulkový procesor, dynamická

název 1. kapitoly

29 stanovují priority v důkazech, určují možné zdroje chyb/nesrovnalostí, atd.

Porovnej výsledky s předpověďmi/s hypotézami!

Žáci hodnotí své výsledky ve vztahu ke svým předpovědím/hypotézám.

Vytvoř propojení mezi výsledky a vědeckými pojmy/znalostmi!

Žáci spojují své výsledky s pojmy v textu/v publikacích z výzkumu.

platforma na výzkum dat, grafický kalkulátor, statistický software Tabulkový procesor, dynamická platforma na výzkum dat, online grafický organizér Webové vyhledávače

b) Typy činností budující žákovy procedurální dovednosti (procedurální znalosti) Při budování znalostí pojmů v přírodovědných předmětech je často vyžadováno, aby žáci používali materiály a „procesní“ dovednosti (Milar, Driver, 1987), protože si vytvářejí vědecké znalosti. Podstatné rysy bádání ve třídě je podporováno RVP ZŠ, protože často cíle pro žáka (výstup žáka v RVP ZŠ) vyžadují určité procedury a použití vědeckých zařízení. Tento druh porozumění je nazýván procedurální znalosti, které jsou v tabulce č. 2.3. Tabulka 2.3 Typy činností budující žákovy procedurální dovednosti (procedurální znalosti) Typ činnosti Stručný popis činnosti Dostupné digitální Uč se a procvičuj Žáci se učí, jak bezpečně a Videoklipy, digitální bezpečné postupy! vhodně zacházet se vizualizér zařízením. technologie Žáci se učí, jak provádět „Probeware“, Měř! měření s použitím interaktivní nástroje specifických nástrojů zaměřené na (např. zkumavka, senzor specifickou oblast pohybu). (např. „Explore Science“) Žáci procvičují používání Software fungující Procvičuj! zřízení, software, měření, přímo z webových testování toho, co navrhli, stránek nebo manuály atd. pro software, „probeware“, digitální vizualizérvizualizér, Žáci připravují zařízení nebo Digitální Připravuj se/ujasni si! informace pro práci dataprojektor v laboratoři.

30 Prováděj procedury!

Pozoruj!

Zaznamenávej data!

Generuj data!

Sbírej data!

Sbírej vzorky! Počítej!

název 1. kapitoly

Žáci opakují zkoušky nebo Simulace, software na jinak realizují kroky ve podporu výuky ve výzkumu (např. používají třídě elektronické váhy). Žáci provádějí pozorování Digitální vizualizér, reálných nebo elektronických webové kamery, experimentů. digitální video kamery, digitální mikroskopy Žáci zaznamenávají Tabulkový kalkulátor, pozorovaná a dříve získaná textový editor, data v tabulkách, grafech, databáze, kapesní PC, obrázcích a v laboratorních tablet záznamech. Žáci generují data (např. Software na podporu tepová frekvence, teplota výuky ve třídě, ochlazované vody) pomocí grafické práce se zařízením nebo kalkulátory, pomocí animace. „probeware“, digitální váhy Žáci sbírají data pomocí Grafické kalkulátory, reálných objektů nebo video, pomocí simulace. audio, digitální fotoaparáty, digitální mikroskopy, Žáci získávají Digitální fotoaparáty, datové soubory vzorky/položky ke studiu videa, dostupné z webu (např. půda, zpěv ptactva, diktafon filmový záznam). Žáci počítají výsledky z dat. Kalkulačka na složitější výpočty, tabulkový kalkulátor

c) Typy činností budující u žáka sdělování poznatků (deklarativní znalosti) Učitelé převážně chtějí, aby jejich žáci vyjadřovali obdobná pochopení obsahu daného tématu. Někdy však učitelé budou chtít povzbudit žáky, aby vytvořili a vyjádřili své vlastní pochopení danému tématu. Následující typy činnosti sdělování poznatků dávají žákům možnost ke sdílení a dalšímu rozvoji běžného porozumění pojmům, procedurám a vztahům, viz tabulka 2.4 Tabulka 2.4 Typy činností budující u žáka sdělování poznatků Typ činnosti Stručný popis Dostupné technologie Odpovídej na otázky! Žáci odpovídají na otázky učitele Software na podporu nebo na napsané otázky svých výuky ve třídě, textový spolužáků v tištěné nebo editor, software na tvorbu elektronické formě (např. otázky kvizů, webové stránky, vyžadující pouze krátké online diskusní fórum odpovědi, krátká vysvětlení nebo spolupráci).

název 1. kapitoly

31

Napiš zprávu!

Žáci píší laboratorní nebo výzkumnou zprávu.

Vytvoř obrázek!

Žáci tvoří obrázek, v němž prezentují svou znalost přírodovědného pojmu a/nebo procesu.

Prezentuj nebo názorně ukaž!

Odpověz na otázky kvizu nebo testu!

Žáci prezentují nebo názorně ukazují laboratorní výsledky nebo výsledky z výzkumu nebo jiné části učení (např. ústrojí lidského těla). Žáci odpovídají na otázky v kvizu nebo testu.

Textový editor, prezentační software, software na tvorbu videa, wikipedie, zvukový podkasat Software na kreslení, digitální fotoaparát, software na tvorbu komiksů Prezentační software, software na tvorbu videa, digitální vizualizér, zvukový podkast, „Glogster“ Software na podporu výuky ve třídě, textový editor, software na tvorbu kvizů nebo testů, webové stránky, školní software pro odpovědi žáků

Žáci diskutují o protichůdných Videokonference, názorech obsažených v obsahu elektronická diskusní přírodovědných znalostí, které se platforma, systém pro týkají etiky, povahy přírodních osobní odezvu žáků. věd, osobních preferencí, atd. Žáci reálně nebo Software pro modelování, Vymysli nebo vytvoř politiky elektronicky vytvářejí software pro kreslení, model! modely pro předvedení software pro tvorbu obsahu znalosti, provádějí pojmových map experimenty atd. (např. model buňky, model auta gumičku). Žáci kreslí nebo vytvářejí Software pro kreslení, Kresli/tvoř obrázky! na obrázky v reálné nebo digitální fotoaparát, elektronické formě (z laboratoří, software na úpravu z pozorování atd. obrázků Žáci se podílejí nebo sami Software pro tvorbu Vytvoř pojmovou vyvíjejí grafické organizéry, pojmové mapy, mapu! sémantické mapy atd. interaktivní tabule, software na kreslení Žáci se účastní her, individuálně Software na podporu Hraj hru! nebo skupinově, fyzicky nebo výuky ve třídě, školní elektronicky, originálních nebo systém pro osobní předem připravených. odezvu žáků, hry dostupné z webu Žáci vytvářejí fyzickou nebo Vytvoř hru! Textový editor, elektronickou interaktivní hru. software pro vytváření (dynam.) webových stránek, software pro vývoj videoher – MIT MediaLab MediMediaMedia Lab) Diskutuj!

název 1. kapitoly

32 Vytvoř/předveď!

Žáci vytvářejí a/nebo předvádějí: Video, diktafon, digitální projev, píseň, báseň, sbírku, fotoaparát, digitální plakát, vynález, výstavu, atd. vizualizér, textový editor, „Glogster“, software na vytváření videa, wikipedie, software pro vytváření webových stránek, prezentační software

Shrnutí kapitoly V projektování vzdělávání hrají klíčovou roli vzdělávací cíle. Vzdělávací cíle jsou vlastně anticipované (předjímané) výsledky vzdělávání. Proto musejí být vzdělávací cíle stanovovány operacionálně, tzn. v pojmech výkonu žáka. Stanovení cílů vzdělávání je důležité jak pro řízení vzdělávání učitelem, tak i pro řízení vlastního učení se žáka. Vzdělávací cíle ve formě výkonu žáka: Co má žák na konci vzdělávací jednotky umět, definovat, co má umět porovnat, vypočítat? Vzdělávací cíle v oblasti kognitivní a psychomotorické musejí být pro žáka explicitně vyjádřeny, aby žák k jejich splnění mohl orientovat své učení. Žák musí předem vědět, jaký výkon se od něj na konci očekává. Vzdělávací cíle, tj. co má žák umět na konci vzdělávací jednotky udělat, nesmějí být žákovi zatajeny, protože slouží k autoregulaci jeho učení. K vymezování cílů v jednotlivých oblastech osobnosti žáka, tj. v oblasti kognitivní, v oblasti afektivní a v oblasti psychomotorické jsou vhodnou pomůckou taxonomie. Taxonomie je hierarchicky zpracovaná klasifikace, kde následující stupeň vyžaduje splnění předcházejícího stupně. Při vymezování cílů v kognitivní oblasti je používána - Bloomova taxonomie, - Niemierkova taxonomie, - Taxonomie učebních úloh D. Při vymezování cílů v afektivní oblasti, která předpokládá již vědomosti a intelektuální dovednosti, je nejpoužívanější - Krathwohlova taxonomie – přijímání, reagování, oceňování hodnoty, integrování hodnot, internalizace hodnot v charakteru. Při vymezování cílů v psychomotorické oblasti je používána - Davyho taxonomie od plné vědomé kontroly až k úplné automatizaci – imitace, manipulace, zpřesňování, koordinace, automatizace. - Taxonomie Harrovové vychází z analýzy ontogenetického vývoje motoriky. Při tvorbě znalostí v obecném slova smyslu bylo rozlišeno 40 typů učebních přírodovědných činností. Na konci kapitoly jsou uvedeny ve vazbě na ICT tabelární formou, kde první sloupec obsahuje příkaz navozující typ činnosti žáka, druhý sloupec udává stručný popis činnosti žáka často v malé skupině spolužáků nebo v celé třídě a třetí sloupec doporučuje vhodné digitální technologie, které mohou být použity pro podporu jednotlivých typů učební činnosti.

název 1. kapitoly

33

Úkoly k textu ÚL 1 Co je vaším osobním cílem při studiu této opory? Zkuste odpovědět. ÚL 2 a) Uveďte dovednosti, které by měl získat učením žák vašeho předmětu. b) Jak budete podporovat rozvoj těchto dovedností u žáka? ÚL 3 a) Uveďte návyky, které by měl získat žák vašeho předmětu. b) Jak budete podporovat vytváření těchto návyků u žáka? ÚL 4 a) Rozvoj kterých klíčových kompetencí, budete především u žáka dále rozvíjet ve vašem předmětu? b) Uveďte způsob, jak budete jejich rozvoj u žáka podporovat. Otázky k zamyšlení: Zamyslete se nad novým pojetím pojmu znalost v pedagogice. Co nového pro vás osobně přináší? 2. Zamyslete se nad skupinami typů činností žáků pro tvorbu znalostí pojmů, tvorba procedurálních znalostí a vyjádření znalostí ve vašem předmětu. 1.

Korespondenční úkoly KÚ 1 Formulujte pro vámi vybraný tematický celek (modul) pro žáky cíle v kognitivní oblasti tak, aby jejich splnění vyžadovalo od žáka stále složitější a složitější myšlenkové operace (činnosti). KÚ 2 Formulujte pro vámi vybraný tematický celek (modul) pro žáka cíle v psychomotorické tak, aby se žák v psychomotorické oblasti postupně rozvíjel. KÚ 3 Pro jeden tematický celek zpracujte, na základě nového pojetí pojmu znalost, činnosti ve třech skupinách tvorby znalostí včetně konkrétního software, které máte k dispozici. Citovaná a doporučená literatura -

BLANCHARD, M. R., HARRIS, J., HOFER, M. Science learning activity types. Retrieved from College of William and Merry, School of Education, Learning Activity Types Wiki: 2011. http://activitytypes.wmwikis.net/file/view/ScienceLearningATs-Feb2011.pdf

-

-

-

BYČKOVSKÝ, Petr, KOTÁSEK, Jiří, MAZÁK, Eduard. Klasifikace a vymezování výukových cílů. Studijní zpráva výzkumného úkolu V-09-02-01 „Racionalizace zjišťování výsledků výuky“. Publikace VÚIST č. 294. Praha : VÚIST, 1981. 60 s. KLOPFER, Leopold E. Evaluation of Learning in Science. In BLOOM, Benjamin S., HASTINGS, J. Thomas, MADAUS, George, F. Handbook on Formative and Summative Evaluation of Student Learning. Ch. 18. New York : McGraw-Hill, 1971, 559-641 p. KURELOVÁ, M. aj. Pedagogika II. Kapitoly z obecné didaktiky. Ostrava: PdF OU, 1999. ISBN 80-7042-156-8. MALACH, J. Didaktika pro doplňující pedagogické studium. Studijní opora. Ostrava: PdF OU, 2003. MILLAR, R., DRIVER, R. Beyond processes. Studies in Science

34

-

-

název 1. kapitoly

Education, 14, 1987, 33-62. Národní program rozvoje vzdělávání v České republice. Praha: MŠMT ČR, 2001. NIEMIERKO, B. ABC testów ośiagniac szkołnych. Warszawa : Wydawnictwo szkolne i pedagogiczne, 1975. 191 s. Rámcový vzdělávací program gymnaziálního vzdělávání. Praha: VUP, 2007. www.vuppraha.cz Rámcový vzdělávací program odborného vzdělávání. Praha: NUOV, 2007. www.nuov.cz Rámcový vzdělávací program základního vzdělávání. Praha: VUP, 2007. www.vuppraha.cz TOLLINGEROVÁ, D. a MALACH, A. Metody programování. Úvod do teorie a praxe programované výuky a výcviku. Příloha časopisu. Odborná výchova, XXI, No 2-5, 1970-71. TONDL, L. Znalost a její lidské, společenské a epistemické dimenze. Praha: Filosofia, 2002.

název 2. kapitoly

35

3 Vyučovací metody z hlediska aktivity žáka V této kapitole se dozvíte:  o dělících kritériích vyučovacích metod,  o vyučovacích metodách se stupňující se aktivitou žáka,  o projektovém vyučování v přírodovědných předmětech,  o badatelsky orientovaném přírodovědném vyučování. Po jejím prostudování byste měli být schopni: 

vysvětlit, jak postupně zvyšovat nárok na činnosti žáka ve vyučovacích hodinách,  začlenit projektové vyučování do svých metod, objasnit žákům smysl projektu a jeho etapy,  charakterizovat badatelky orientované přírodovědné vyučování a začlenit je včetně digitálních prvků do své výuky. Průvodce studiem Vyučovací metody lze členit z několika hledisek, zajímavé je zaměření na rostoucí aktivitu žáka. Z tohoto hlediska nejvyšší úroveň zaujímá projektové vyučování a z hlediska metodologie badatelsky orientované přírodovědné vyučování s podporou ICT.

3.1 Vyučovací metody v přírodovědném vyučování Vyučovací metody jsou cesty dosahování vzdělávacích cílů. Cíle vyučovací hodiny vyjadřují znalosti (viz kapitola 2 a zejména podkapitoly 2.5 a 2.6), kterým by se měl žák v rámci vyučovací hodiny naučit. Každá znalost v širším slova smyslu musí být žákovi vysvětlena, předvedena, procvičována a kontrolována. Vyučovací metody stanovují konkrétní činnosti učitele a žáků, kteří formou vzájemné interakce, interakce žáka s učivem, dospějí k osvojení si vědomostí a dovedností žákem, k získání zkušeností žákem, k formování žákových kompetencí, ke změně postojů a hodnot žáka. Existuje mnoho třídění vyučovacích metod podle různých kritérií, např. podle: - etap procesu vyučování, - pramene poznání, - logických postupů, - míry aktivity a samostatnosti žáků při osvojování učiva, - podílů dvou hlavních subjektů na procesu poznání, - oborové a předmětové specializace metod atd. Pro výuku přírodovědných předmětů je vhodná klasifikace vyučovacích metod podle Lernera (1986), která vychází z charakteru poznávací činnosti žáka při osvojování obsahu vzdělání a se zaměřením na činnosti učitele, který tuto činnost žáků organizuje – klasifikace metod podle aktivity žáka a učitele při osvojování obsahu vzdělání. Analýzu této klasifikace provedeme poněkud podrobněji.

název 2. kapitoly

36

3.2 Vyučovací metody v přírodovědném vzdělávání z hlediska aktivity žáka a učitele Vyučovací metoda předpokládá stálou součinnost učitele a žáků, v jejímž průběhu učitel organizuje práci žáků při vyučování a v důsledku toho se realizuje osvojování vzdělávacího obsahu žáky. Každá metoda předpokládá předem stanovené cíle pro žáka, činnosti žáka odpovídající těmto cílům, přiměřené materiální didaktické prostředky a nakonec dosažené cíle žáka, tj. výstupy žáka. Z hlediska současných potřeb je vhodná klasifikace, která vychází z charakteru poznávacích činností při osvojování obsahu vzdělání žákem a ze zaměření činností učitele, který tuto činnost žáků organizuje (Lerner, 1986). Uvedené metody mohou být rozděleny do dvou skupin (Nezvalová, 1988): A. reproduktivní metody, při nichž si žák osvojuje hotové vědomosti a reprodukuje je, B. produktivní metody, které se vyznačují tím, že žák získává subjektivně nové poznatky jako výsledek tvořivé činnosti. Problémový výklad patří k přechodné skupině metod, protože předpokládá ve stejné míře jak osvojování hotových informací, tak i prvky tvořivé činnosti. Přehled metod je v následující tabulce 3.1. Tabulka 3.1 Vyučovací metody Skupiny vyučovacích metod Vyučovací metody A Reproduktivní metody 1. Informačně receptivní metoda 2. Reproduktivní metoda 3. Metoda problémového výkladu B Produktivní metody 4. Heuristická metoda 5. Výzkumná metoda Budeme podrobněji charakterizovat a analyzovat jednotlivé metody. Nejdříve uvedeme činnosti učitele a následně činnosti žáka. U každé skupiny bude navíc uvedena i forma činnosti. 1. Informačně receptivní metoda Svou didaktickou podstatou je předáváním hotových poznatků žákům, viz tabulka 3.2. Tabulka 3.2 Informačně receptivní metoda Činnosti Formy činnosti Učitel předává hotové informace - ústního výkladu (vysvětlování, žákům formou přednáška) - tištěného textu – učebnice - názorných pomůcek – obrazy, multimediální neinteraktivní programy - praktických ukázek způsobů činnosti – demonstrační experiment Žák předávané informace - pozorně poslouchá - pochopí - zapamatuje si

název 2. kapitoly

37

2. Reproduktivní metoda Učitel konstruuje systém cvičení na reproduktivní činnosti, které byly žákům předány prostřednictvím informačně receptivní metody. Žák, který plní tyto úlohy, provádí reproduktivní činnosti formou – ústní reprodukce, – řešením typových přírodovědných úloh, – postupem při řešení laboratorní úlohy podle přesného návodu A. Shrnutí o reproduktivních metodách Žák si v rámci reproduktivních metod osvojuje poznatky na úrovni „aplikace podle vzoru“. Reproduktivní metody ve školní praxi převažují. Pozitiva reproduktivních metod: – nejekonomičtější, – nejúčelnější, – nejrychleji vedou k cíli, – nejméně náročné na činnosti učitele. Negativa reproduktivních metod: – nemohou naučit žáka tvůrčí činnosti. Reproduktivní metody jsou nutné, aby si žák vytvořil: – poznatkovou bázi, – základní dovednosti, – základní návyky. 3. Metoda problémového výkladu Učitel – uvádí problém, – sám řeší problém, – odhaluje své myšlenkové postupy, – uvádí konečné řešení problému. Takto ukazuje příklad vědeckého řešení problému. Žák kontroluje přesvědčivost a logiku tohoto postupu učitele. 4. Heuristická metoda – objevitelská Heuristická metoda v přírodovědné oblasti spočívá v řešení problémové situace. Žák si osvojuje zkušenosti tvořivé činnosti řešením dílčích problémů, na které je problémová situace rozčleněna. Problémová situace je vytvořena z okruhu učiva a životních zkušeností žáků tak, aby navozovala nějaký rozpor nebo představovala nějakou obtíž. Každá problémová situace působí žákům obtíže, které si uvědomují. Způsob odstranění těchto obtíží si však žáci musejí sami najít. Ne každá situace však bývá problémovou situací. Příklady: Navozování problémových situací ve vyučování fyzice (Mechlová, 1988): – problémovou situací z praxe, tzv. autentická úloha, – demonstračním experimentem, který provádí učitel, – frontálním žákovským experimentem, – historickým experimentem, – minulou zkušeností žáka, – problémovou úlohou - s chybějícími údaji,

název 2. kapitoly

38 -

s nadbytečnými údaji, na konstrukci zařízení, výpočtovou úlohou, experimentální úlohou, na zjištění nějakého vztahu, na konstrukci a zjištěni funkce nějakého zařízení.

Tabulka 3.3 Etapy procesu řešení problémové situace v přírodovědné oblasti Etapy procesu řešení problémové situace: Učitel Žáci 1. Problémová situace, kterou uvede učitel, klade otázky X 2. Analýza (rozbor) problémové situace X X 3. Formulace dílčích problémů převážně žáky X X 4. Vyslovování hypotéz řešení (domněnek řešení) dílčích X problémů žáky a jejich zápis na tabuli 5. Zdůvodňování hypotéz řešení X 6. Výběr hypotéz řešení X 7. Ověření hypotéz řešením úloh, reálným experimentem X 8. Konečné ověření řešení X 9. Zhodnocení výsledků řešení, porovnání s hypotézami X 10. Objevení obecnějšího závěru, tj. přírodovědné zákonitosti X nebo zákona Je nutno, aby 4. etapa, tj. vyslovování hypotéz řešení dílčích problémů žáky a jejich zápis na tabuli, byla oddělena od dalších etap, aby žáci mohli tvořivě myslit (divergentní myšlení) a nezaměřovali se na to, aby neudělali chybu. Aktivita žáků při heuristické metodě je větší, než aktivita učitele. Věcný obsah problémové situace nemusí u každého žáka ústit v problém pro svou přílišnou obtížnost nebo naopak pro svou přílišnou snadnost, samozřejmost. 5. Výzkumná metoda Učitel sestavuje a zadává učební úlohy, které by u žáků měly zajistit tvořivé aplikace vědomostí a osvojování rysů tvořivé činnosti. Žáci provádějí činnosti z větší části nebo zcela samostatně. Učební úlohy, které učitel zadává, z časového hlediska se mohou lišit: – časově nenáročné úlohy – řešení vyplní jen část vyučovací hodiny, – časově náročnější úlohy – řešení vyplní celou vyučovací hodinu nebo i delší časový úsek. B. Shrnutí o produktivních metodách Pozitiva – žáci si při produktivních metodách osvojují – zobecněné poznatky: pojmy, zákony, principy, teorie, – zobecněné činnosti: rozpoznání podstaty jevů, objevování vztahů mezi pojmy, zákony, principy a teoriemi. Negativa – žáci si méně osvojují konkrétní znalosti: fakta, názvy, konstanty, kvantitativní údaje. Ve školní praxi hledáme optimální propojení reproduktivních metod (tradičních metod) a produktivních metod (aktivizujících metod). Ve vyučovací hodině učitel nevyužívá jedné metody, ale jejich vhodné kombinace.

název 2. kapitoly

39

Při konkretizace produktivních metod na základních školách učitel postupuje v následujících etapách: 1. stanovení cílů vyučovací hodiny z pozic žáků, 2. organizace činností žáků prostřednictvím učebních úloh formulovaných učitelem, 3. řízení dialogu se žáky, korekce případných odchylek řešení, 4. systematizace, shrnutí vyvozených závěrů, zobecnění poznatků. Pokud se týká výběru metod, učitel přírodovědného předmětu volí vhodné metody podle cílů vyučovací hodiny (zpravidla je jich několik) a podmínek vyučovacího procesu ve škole. Proto ve vyučovací hodině učitel přírodovědného předmětu zpravidla nepoužívá pouze jednu metodu, ale v každé části hodiny jinou metodu. Učitel přírodovědného předmětu hledá optimální propojení reproduktivních metod, kterým se také říká tradiční metody, a produktivních metod, kterým se také říká aktivizační metody. Obě skupiny mají své oprávněné místo ve vyučování přírodovědných předmětů, jak vyplynulo ze shrnutí pozitiv a negativ těchto dvou skupin metod a z pedagogické praxe.

3.3 Projektové vyučování v přírodovědném vzdělávání Existují metody, které přesahují rámec výše uvedených metod, protože se jedná o celkovou strategii vyučování. Mezi tyto metody patří problémové vyučování, programované vyučování, které dnes vyústilo v e-learning (Mechlová, 2006) a projektové vyučování (Valenta, 1993). Projektové vyučování má blízko k výzkumné metodě. Projektové vyučování integruje jednotlivé přírodovědné vyučovací předměty do jedné činnosti, kterou přibližuje reálnému životu. Projekty, které jsou východiskem metody, jsou autentické (původní), protože vycházejí ze zkušeností žáků, ze života žáků, ze zajímavostí, na které žáci narazí a chtějí je pochopit. Projekt je potom částí učiva, která směřuje k dosažení určitého konkrétního cíle, například ke zlepšení něčeho (ušetření nákladů za elektrickou energii rodiny, ušetření nákladů za všechny energie rodiny, školy), zdokonalení něčeho, naučení se něčemu, zhotovení něčeho, vypracování něčeho. Žáci jsou vedeni k samostatnému zpracování určitých projektů a získávají zkušenosti praktickou činností a experimentováním. Projektové vyučování podporuje motivaci žáků a kooperativní učení. Projekty jsou výrazem školy, která je dílnou poznání a ne chrámem poznání (Onderová, 2000). Podat přesnou definici projektu není jednoduché. Vzhledem na vztah mezi projektem a vyučovacím procesem je možno charakterizovat projekt, jako práci na dané téma, o jehož obsahu a úpravě rozhoduje jen žák, tj. autor projektu. Učitel nebo učebnice uvedou jen dané téma projektu. Někdy se nevhodně rozumí projektovou metodou „vyučovací metoda, při níž jsou žáci vedeni k řešení komplexnějších problémů a získávají zkušenosti praktickou činností a experimentováním“ (Turek, 1997). Podle Pedagogického slovníku „projektová metoda je vyučovací metoda, v níž jsou žáci vedeni k samostatnému zpracování určitých projektů a získávají zkušenosti praktickou činností a experimentováním“ (Průcha, 2001). Projekty žáků mohou mít formu integrovaných témat, praktických problémů ze životní reality nebo praktické činnosti vedoucí k vytvoření

40

název 2. kapitoly

nějakého výrobku nebo produktu. Vhodné je zaměření projektů na průřezová témata v rámcových vzdělávacích programech. V Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání jedním z průřezových témat je environmentální výchova, která přímo vybízí k tvorbě projektů. Projekty žáků nejsou nic nového v našem školství S. Vrána (1936) v publikaci Učebné metody o projektu uvádí: „Projekt je totéž co podnik. Projekt ve škole je podnik žáka nebo skupiny žáků. Je to podnik, za jehož výsledky převzal žák odpovědnost. Je to podnik, který jde za určitým cílem.“ Práce třídy se při projektu velmi přibližuje práci reálného výzkumného týmu. V průběhu řešení projektu žáci objevují řadu souvislostí a informací, učí se spolupracovat, získávají lásku k objevování nepoznaného. Úkol k zamyšlení: Proč je práce na projektu pro žáka motivující? Část pro zájemce: Konference Projekty v teorii a praxi vyučování fyzice (Nezvalová, 2005) byla dobrým impulsem v oblasti teorie a zejména praxe projektů zaměřených jak do vzdělávací oblasti „Člověk a příroda“ v rámcových vzdělávacích programech, tak zejména uvedením příkladů dobré praxe, které zde byly publikovány. V teoretické oblasti Dana Nezvalová (2005) v rámci projektu GAČR se zaměřila na Konstruktivismus a jeho aplikace v integrovaném přírodovědném vzdělávání, Oldřich Lepil (2005) položil otázku, zda Jsou projekty integrované přírodovědy cestou vývoje fyzikálního vzdělávání v 21. století a Renata Holubová (2005) teoreticky uvedla Projekty ve vyučovací praxi. Mezi příklady dobré praxe patří bezesporu referát Evy Müllerové (2005) Projekty ve vyučování fyzice, v němž uvedla řadu dobrých a ověřených námětů pro projekty, Petra Smyčka a Adama Dragona (2005) Projektové vyučování fyzice, kde navíc autoři uvedli skutečně problematiku projektového vyučování jako strategii učitele s náměty a praktickou ukázkou vzorového projektu „Pryž (guma) i jako pracovní látka tepelného stroje“, Vojtěcha Žáka (2005) Jaderné přeměny versus proměny v nás, kde uvádí vlastní zkušenost a dokládá tímto, že motivace žáků vlastní prací na projektu je dlouhodobá, Perly Buryšové (2005) Aplikace biomechaniky do výuky fyziky na ZŠ, kde je v rámci projektu integrace předmětu velmi oblíbeného žáky – tělesné výchovy – a předmětu z opačné strany žebříčku oblíbenosti – fyziky a dva projekty Františka Špuláka (2005), které ověřoval s debrujáry – Živá fyzika a Voda a její svět.

3.4 Pedagogické a psychologické důvody pro projektové vyučování Jedním z hlavních důvodů použití strategie projektového vyučování je motivace. Kladná motivace je předpokladem úspěšného zvládnutí učiva a práce na projektu je velmi užitečným prostředkem pro vytvoření kladné motivace. Osobní zkušenosti žáka jsou nejdůležitější příčinou kladné motivace. Žák vkládá do projektu mnoho vlastního, často v něm píše o svých vlastních zkušenostech, vyjadřuje své názory. Učení se prostřednictvím činnosti. Žák v rámci řešení projektu sbírá informace, kreslí diagramy, grafy, tabulky nebo obrázky, provádí výzkumy a

název 2. kapitoly

41

rozhovory, graficky upravuje texty, tabulky, grafy a obrázky, navrhuje a tvoří modely, reálné předměty nebo videozáznamy. Ctižádost. Projektová metoda je vhodná pro běžnou třídu, ve které jsou žáci různých úrovní. Každý žák může pracovat svým vlastním tempem a na své úrovni. Vyspělejší žáci mohou být hrdi na to, že mohou ukázat, co nastudovali. Slabší žáci jsou hrdi na své projekty například vzhledem k neobvyklému zpracování, grafické nebo výtvarné úpravě. Projektové vyučování může být využito nezávisle na kvalitě a kvantitě vědomostí žáků, protože obsah a formu projektu si žák přizpůsobuje svým znalostem, dovednostem a schopnostem. Spojitost s reálným světem (autentičnost) je významným přínosem projektového vyučování. Pro žáka je důležité, když nově získané vědomosti může uplatnit ve svém vlastním okolí. Zejména ve fyzice si žáci často myslí, že učivo obsahuje pouze teorii, která jim nikdy k ničemu nebude, protože nevidí uplatnění toho, co se učí, v praxi. Navíc projektové vyučování podněcuje žáky k uplatnění vědomostí ne pouze z fyziky, ale i z jiných přírodovědných předmětů. Umožňuje jim hovořit a psát o věcech, které jsou důležité pro jejich vlastní život. Vzdělávací hodnoty jsou dalším kladem projektového vyučování. Dnešní společnost vyžaduje od učitele fyziky, aby rozvíjel aktivitu žáků, jejich nezávislost, jejich sebedisciplínu, spolupráci, kritické myšlení, schopnost učit se a řešit problémy. Projektové vyučování vše toto umožňuje a navíc přispívá k rozvoji tvořivosti (Pišút, 2000), protože projekty jsou tvořivé obsahem i formou. Samotné projekty žáka přinutí sáhnout po literatuře vhodné pro věk žáka, nebo sbírat informace z různých zdrojů včetně internetu a digitálních knihoven. Při zpracování projektů se projeví „vědecké typy“ žáků stejně, jako žáci výtvarně nadaní nebo žáci, kteří jsou schopni projekt zajímavě graficky upravit. Rozvíjení mezipředmětových vztahů je zcela přirozenou součástí projektového vyučování. Projektové vyučování umožňuje integraci předmětů, které jsou při tradičním vyučování odděleny. Při tvorbě projektů žáci potřebují využívat znalostí a dovedností, které získali v jiných vyučovacích předmětech, přičemž často dochází k prohloubení a upevnění učiva v dané oblasti ve všech použitých předmětech. 3.4.1 Postup a úloha učitele přírodovědného předmětu při projektovém vyučování Zpravidla se postup při projektovém vyučování skládá ze tří po sobě následujících etap: přípravné fáze, realizační fáze a hodnotící fáze. 1. Přípravná fáze Volba tématu projektu, jeho specifikace a určení cílů projektu Zvolení tématu projektu vyžaduje dlouhodobou přípravu učitele přírodovědného předmětu, který potom žákům nabídne vhodná témata pro školní práci. Učitel musí uvážit, zda projekt odpovídá psychickému a fyzickému rozvoji žáků, zda vyvolává a stupňuje zájem žáků, cvičí a rozvíjí jejich schopnosti a dovednosti, zda žákům dá něco užitečného pro život a jejich budoucnost. Plánování projektu

název 2. kapitoly

42

V plánování projektu jsou rozvíjeny organizační schopností učitele i žáků. Je nutno zpracovat postup, plán řešení projektu, jeho rozdělení na dílčí úlohy, které budou řešit jednotlivé malé skupiny, rozdělení žáků do skupin, přidělení úloh skupinám, určení časových limitů atd. Když žák ví, co má dělat, musí také vědět, jak to má dělat. Učitel přírodovědného předmětu by měl v této etapě prodiskutovat se žáky pomůcky a materiály, které budou žáci potřebovat. V případě, že je součástí projektu experiment, graf, tabulka, rozhovor, měl by učitel fyziky zjistit, zda žáci vědí, jak postupovat. Je však třeba si uvědomit, že nejlépe rozumíme plánu, který jsme si sami vymysleli, což se týká také žáků. Žáci mají často dobré nápady, lepší a pružnější představivost nebo fantazii, než učitel. Mají-li se žáci naučit plánovat, musejí to zkusit sami. Učitel zde sehrává spíše roli manažera a pomocníka současně. Jeho hlavní úlohou při plánování projektu je upozornit žáky na nutnost plánování a řídit co nejméně. Žák, který plánuje, si navyká uvažovat nad prováděnou činností, hodnotit cesty k její realizaci, postupovat trpělivě krok za krokem, být připraven na problémy a nebát se jich. 2. Realizační fáze Řešení projektu Při řešení projektu se jedná o realizaci plánu, při kterém rozhodující roli hrají žáci, zatímco učitel přírodovědného předmětu je spíše v pozadí. Jedině v případě potřeby hraje učitel roli pomocníka, oponenta, zprostředkovatele, rozhodčího, organizátora. Učitel přírodovědného předmětu podporuje aktivity a odpovědnost žáků a zajišťuje jejich vhodné chování. Zároveň se však v jednotlivých fázích řešení sám učí, protože nemůže vědět všechno předem. Aktivity žáků a jejich samostatnost neřídí autoritativně, jeho úlohou je spíše být zvědavým, povzbuzujícím pomocníkem a partnerem žáků. 3. Hodnotící fáze Zveřejnění výsledků řešení projektu, zhodnocení práce na projektu Prezentace projektu před třídou je důležitou součástí projektového vyučování. Je vhodné vyčlenit projektovou nástěnku, kde výsledky řešení projektu mohou vidět i žáci jiných tříd. Je to současně prvek motivace, hlavně pro žáky nižších tříd, kteří se s daným učivem teprve setkají. Nejcennějším je však představení projektu ve své třídě. Žák, který má se svým projektem seznámit třídu, je výrazně motivován, aby pracoval co nejlépe při řešení projektu. Projekt i jeho prezentaci by měl učitel přírodovědného předmětu ohodnotit. Doporučuje se hodnotit projekt kladně, protože výsledek řešení projektu jako výsledek žákovy činnosti ve většině případů odpovídá maximu jeho schopností a dovedností. Projekt představuje pro žáka výsledek práce, do něhož vložil mnoho námahy a času. Hodnocení projektu by mělo být hodnocením projektu jako celku, hodnocením úrovně tvořivosti, kterou žáci projektem prokázali, hodnocením úrovně prezentace a hlavně hodnocením úsilí, které žáci vyvinuli při řešení projektu. Aby se předešlo chybám v oblasti hodnocení, je třeba přesné zadání projektu učitelem a zároveň jeho interpretace žáky na začátku projektu a průběžná kontrola práce žáků na projektu.

název 2. kapitoly

43

Úspěšné vyřešení projektu závisí na mnoha předpokladech, z nichž nejpodstatnější jsou následující: - potřeby a zájmy žáka – místo toho, co považuje za důležité učitel, - interdisciplinarita – místo izolovaných znalostí a dovedností, které jsou důsledkem vyučování izolovaných předmětů, nabízí projektové vyučování celistvé poznání určitých oblastí, - seberegulace žáka při učení – řídicí role učitele se mění na roli konzultační, - aktuálnost – podnětem k práci na projektu může být zpráva v médiích nebo událost z okolí žáka, - orientace na produkt – žákovský projekt míří co nejvíce do života, v němž činnost a práce přinášejí také produkt, - skupinová realizace – projektové vyučování znamená vzájemné propojení činností žáků v týmové práci, - společenská relevance (závažnost) – projektové vyučování může být jedním z můstků spojujících život školy se životem obce, města i širší komunity. 3.4.2 Využití projektové metody v přírodovědném předmětu na základní škole Přednosti projektové metody byly ověřovány ve vyučování fyzice na základní škole (Onderová, 2000). Při ověřování byl zvolen dvojí přístup: dobrovolné samostatné domácí projekty a malé krátkodobé projekty uplatňované v rámci vyučovacích hodin, případně jako dobrovolné domácí úkoly. Uvádíme stručně zjištění Ľ. Onderové. a) Dobrovolné samostatné domácí projekty Cílem těchto projektů byla aktivizace žáků a získávání nových informací vlastní aktivitou žáků. Příklady fyzika: Projekty na základní škole byly většinou zaměřeny na vyhledávání a zpracovávání informací. Na začátku probírání tematického celku učitelka fyziky vypsala několik témat, ze kterých si žáci vybírali podle vlastního zájmu. Takto zpracovávali projekty z meteorologie – Počasí, Oblaka, Vítr a z astronomie – Mars, Merkur, Zamění Slunce, Zatmění Měsíce pod. Systematické využívání projektové metody se odrazilo na stoupající úrovni vyřešených projektů. Od prvních projektů žáci pracovali stále lépe a tvořivěji, čerpali z různých zdrojů informací, encyklopedií, časopisů i z internetu. Žáci si projekty rychle oblíbili, protože si vybírali témata blízká jejich zájmům, projekty jim umožnily realizovat se, prožívat radost z vlastní práce, těšit se z objevování nových věcí a jevů. b) Malé krátkodobé projekty uplatňované v rámci vyučovacích hodin, případně jako dobrovolné domácí úkoly (fyzika) Učitel, který chce začít s projektovým vyučováním, by měl pokusně zařadit do vyučování malé projekty nebo jen jejich části, aby se zredukovala rozmanitost cílů, které by byly pro začátečníka-žáka nezvládnutelné. Realizace takových projektů, jejichž cílem by byla integrace, zopakování a prohloubení poznatků, připravila by žáky na zvládnutí náročnějších a produktivnějších projektů. Takto byly navrženy a ve vyučování zpracovány projekty k tématům základní školy. Pro 6. ročník se jednalo a témata: Látky a tělesa, Měření délky, Měření objemu

44

název 2. kapitoly

a hmotnosti tělesa, Měření teploty, Magnetické vlastnosti látek, Jednoduchý elektrický obvod, Elektrospotřebiče. V 7. ročníku byly navrženy a zpracovány projekty k tématům: Pohyb tělesa, Těžiště tělesa, Třecí síla, Archimedův zákon v kapalinách a v plynech. Pro 8. ročník se jednalo o projekty k tématům: Změna vnitřní energie při tepelné výměně, Měrná tepelná kapacita, Využití pístových spalovacích motorů, Elektrický příkon. Návrhy projektů začínaly motivačními příběhy ze života, které měly přivést žáky k problému, k otázce a z toho vyplývající úloze. Příběhy vycházely z každodenního života a zkušenosti žáků. Někdy se jednalo o úryvky z dobrodružné literatury, což zároveň některé žáky motivovalo ke čtení. Žáci si vyučovací hodiny fyziky s projektovým vyučování rychle oblíbili a již dopředu se na ně těšili. Projekty ve fyzice umožnily žákům všímat si a poznávat věci a jevy, se kterými přicházeli do styku v běžném životě a objevovat fyzikální principy, které s nimi souvisejí. Takto realizované vyučovací hodiny fyziky však obohatily i učitele fyziky, umožnily mu lépe poznat schopnosti a zájmy žáků a zároveň jej inspirovaly k dalším nápadům pro pedagogickou činnost. V projektu je důležitá kolektivní spolupráce, do které by měl každý žák přispět svým dílem podle talentu a schopností. Všichni žáci pracují na stejné výzkumné úloze, ale z různých pohledů. Při práci na projektu jsou nejcennější právě činnosti žáků, které jsou tvořivější, než klasické plnění návodu laboratorní práce. Žáci si totiž jen za minimální pomoci učitele, která spočívá v technické pomoci, musejí navrhnout: - Co budou pozorovat nebo měřit? - Jaké pomůcky a metody použijí? - Kde získají základní materiál a měřicí přístroje? - Jak budou prezentovat své výsledky? Průběh projektu: 1. Setkání všech žáků daných předmětů za účelem vybrání tématu projektu formou brainstormingu. 2. Práce na projektu v rámci předmětů. 3. Společná prezentace a vyhodnocení výsledků projektu. Brainstorming: Téma projektu si žáci vybírají v průběhu jedné až dvou vyučovacích hodin. V těchto hodinách je zpravidla rušná pracovní atmosféra. Výběr tématu je důležitý. Učitel i žáci musejí mít na paměti, že zvolené téma projektu musí být mezipředmětové, tj. musí být řešitelné prováděním experimentů z biologie, chemie i fyziky. Při výběru společného projektu vzniká nebezpečí tím, že některé téma je nevhodné pro některý z předmětů nebo téma nevede k týmové spolupráci. Když se podaří vybrat téma projektu, které žáky skutečně zajímá, jsou potom schopni i ochotni na projektu pracovat i ve svém volném čase a šířit nadšení z vědeckého výzkumu do svého okolí, což dodává práci neopakovatelnou atmosféru. Činnosti v projektu v rámci předmětu: Definování aktivit: Tato fáze již probíhá jen v rámci jednoho předmětu. Po výběru tématu musejí být přesně definovány výzkumné činnosti. Žáci si určí dílčí úlohy, sestaví pracovní skupiny a rozdělá dílčí úlohy skupinám. Většinou sami žáci přijdou na to, že potřebují nějakého koordinátora činností. Nemusí to být nutně žák výborný v daném předmětu, ale spíše dobrý manažer,

název 2. kapitoly

45

jehož slovo má v kolektivu váhu. Mohou vzniknout i jiné funkce jako například: teoretik, zručný expert, zapisovatel, fotograf, kameraman, specialista na počítač, internet atd. Žáci dokáží provést toto rozdělení rolí velmi rychle, protože se dobře znají a vědí, kdo je v čem dobrý. Sběr dat (údajů) a příprava prezentace: Fáze probíhá v běžných vyučovacích hodinách a to diferencovaně tak, že fyzikální výzkum je prováděn ve vyučovacích hodinách fyziky, přírodovědný výzkum v hodinách přírodopisu, chemický výzkum v chemii atd. Projekt se provádí v rámci všech předmětů dané skupiny předmětů, např. jsou v něm tedy zapojeni všichni žáci daného ročníku, nejen žáci jedné třídy. Žáci proto mohou o tématu diskutovat i mimo vyučovací hodiny, což přináší velmi dobré výsledky. Časový interval v rámci vyučování jednoho přírodovědného předmětu věnovaný projektu je dva týdny až měsíc. Je to nutné proto, aby „dozrály“ myšlenky žáků, aby byly zajištěny materiály, ke vzájemné komunikaci žáků, ke komunikaci žáků i se žáky jiných předmětů, k analýze dat, k přípravě a technickému zajištění prezentace, apod. Vzájemné předávání informací mezi žáky může být různé, např. přímý osobní kontakt, nástěnka a velmi často využívaný e-mail a sociální sítě (blog). Během této fáze je důležité, aby žáci dodržovali bezpečnostní pravidla, řídili se etickými a environmentálními principy. Po naměření a zpracování údajů, jejich analýze, přichází na řadu příprava prezentace výsledků. Ta by měla především uzavírat společně téma z hlediska všech předmětů zapojených do projektu. Je vhodné, když se prezentace výsledků projektu účastní i další žáci školy (motivace a vzor pro jejich práci na projektu), učitelé (budou překvapeni, co vše „jejich“ žáci dokáží), rodiče (budou hrdi na „své“ úspěšné děti) a další. V této fázi je možno využít a ukázat talent a schopnosti žáků, kteří ve fyzice, v chemii nebo v přírodopise běžně příliš nevynikají. Tito žáci mohou být například vynikající v oblasti fotografování, videozáznamu, přípravy webových stránek projektu, nástěnky projektu, přípravy posterů, napsání fyzikálního nebo přírodopisného nebo chemického příběhu o projektu nebo pohádky z prostředí projektu, nakreslení vtipů s danou tematikou nebo vtipů z procesu sbírání dat v projektu atd. Shrnutí a prezentace: Velmi důležitá část projektu, musí jí být věnována náležitá pozornost. Příklady integrovaných přírodovědných témat: prací prášky, čisticí prostředky, koka-kola, beton, netopýři, lyžování, věda v divadle, faktory ovlivňující výkon v běhu na 400 m, přeprava žáků do školy, automobilová sedadla, tiskařské technologie, vlivy a efekty na pobřežní zvětrávání, dětská výživa, jídlo ze školní jídelny, rozdíl mezi máslem a margarínem, šetření vody ve škole a jejím okolí, školní bazén, znečišťování ve městě, produkování bioplynu z organického materiálu, vlasy. Na vlasech například žáky zajímala: tloušťka, pevnost (před umytím, po umytí, po zamrazení), pevnost uložení vlasu v pokožce, barva, maštění vlasů, růst vlasů, povrch vlasů – snímek z elektronového mikroskopu, elektrostatický náboj vlasů, hustota vlasů, elektrická vodivost vlasů, tepelně izolační vlastnosti vlasů.

název 2. kapitoly

46

3.5 Badatelsky orientované vyučování přírodním vědám Badatelsky orientované vyučování patří mezi aktivizující metody učení. Úzce souvisí s činnostním učením, při kterém žáci objevují zákonitosti a principy pozorovaných jevů. Žáci vytvářejí za pomoci učitele hypotézy, které se snaží vlastními silami buď ověřit, že platí, nebo vyvrátit. Žáci získávají pro sebe nové poznatky a praktické zkušenosti díky vlastní práci s různými pomůckami. V průběhu vlastního bádání a poznávání jevů z běžného života se žáci učí sebehodnotit sami sebe, spolupracovat v malé skupině a prezentovat své vlastní výsledky, které sami získali a kterým v průběhu činnosti porozuměli. 3.5.1 Činnostní učení Činnostní učení je založeno na metodě objevování, která je základem pro badatelsky orientovanou výuku. Žáci se postupně a systematicky připravují na vlastní bádání (výzkum), které je v činnostním učení zastoupeno jako daný postup činností, kterými žáci procházejí. Činnostní učení je podle Tvořivé školy (http://www.tvorivaskola.cz/) v praxi ověřený soubor činnostních metod a forem učení, který dává žákům prostor ke konkrétním činnostem, samostatným úvahám a tvorbě vlastních otázek. Základním principem je získávání nových poznatků a dovedností žáky jejich vlastní činností a prožíváním pomocí vhodných učebních materiálů a pomůcek. Činnostní učení v sobě zahrnuje tyto postupy (Stuchlíková, 2010): – Samostatná činnost všech žáků. Každý žák má svou pomůcku, se kterou za asistence učitele pracuje. – Pozorování, rozhovor žáků o pozorovaném a vyvozování závěrů. Učitel vede žáky k uvažování a rozhovoru o pozorovaných jevech, k vyjadřování názorů, závěrů a formulaci otázek. – Činnostní procvičování učiva. Postup, kdy žáci jsou vedeni k samostatné práci s různými didaktickými pomůckami a procvičují si získané znalosti a dovednosti. 3.5.2 Badatelsky orientovaná výuka s podporou ICT Badatelsky orientovaná výuka je v oblasti přírodovědných předmětů často používaný pojem. Badatelsky orientovaná výuka má čtyři úrovně (Eastwell, 2009). Jsou to tyto úrovně: 1. potvrzující bádání, 2. strukturované bádání, 3. nasměrované bádání, 4. otevřené bádání. Jednotlivé úrovně bádání (výzkumu) navzájem na sebe navazují, jedná se o žákem postupně získávané dovednosti v procesu činnostního učení. Příklady jednotlivých úrovní bádání v přírodovědných předmětech Zdrojem informací je reálný experiment, který je v přírodovědném bádání nezastupitelný. Eastwell (2009) navrhl obsah následujících čtyř úrovní bádání takto:

název 2. kapitoly

47

Potvrzující bádání. – Otázka i postup jsou žákům poskytnuty, výsledky jsou známy. Žáci uvedené výsledky mají ověřit vlastním experimentálním bádáním. Žáci znají postup práce a vědí, k čemu mají dospět. Příklad: Žákům je popsán experiment s oxidem uhličitým jako skleníkovým plynem. Žáci vědí, které pomůcky si mají připravit, co se stane v průběhu experimentu a jaký bude výsledek. Výsledek ověří vlastním reálným experimentem. Strukturované bádání. – Otázku i možný postup uvádí učitel, žáci na základě znalostí formulují vysvětlení studovaného jevu. Žáci musejí sami přijít na to, proč daný experiment mají provádět, mají uvést, co pozorovali během experimentu, vyvodit závěry z experimentu, a uvést, co z daného výsledku vyplývá. Žáci mají k dispozici všechny pomůcky, vědí, co si mají připravit, uvažují o výsledku, jsou předem teoreticky připraveni. Z pozorovaných skutečností musí vyvodit závěr. Poznámka: Žáci většinou neumějí popsat, co pozorovali, potom je nutno experiment znovu provést. Nasměrované bádání. – Učitel klade výzkumnou otázku (problém), žáci vytvářejí metodický postup a realizují jej. Učitel se zeptá na to, co se stane v případě, když daný experiment provedou. Žáci navrhují postupy experimentu, stanovují hypotézy (výsledky experimentu, tj. co se stane), sami experimenty realizují, učitel jim poskytne potřebné pomůcky, v případě potřeby jim pomůže a usměrní jejich postupy. Žáci nevědí, jak experiment dopadne, pro žáky se jedná o metodu experiment – omyl. Otevřené bádání. – Žáci si kladou sami problémovou otázku, promýšlejí postup, provádějí výzkum a formulují výsledky. Tj. žáci v rámci probíraného tématu kladou sobě otázky a uvádějí různé hypotézy (výsledky jejich řešení), sami uvažují o jejich provedení a navrhují metodiku experimentu a realizují jej. Badatelsky orientovaná výuka ve čtyřech úrovních poskytuje možnost zvolit učiteli tu nejvhodnější formu, která je v dané chvíli, pro danou skupinu žáků a dané téma nejvhodnější (Bell, Smetana, 2005). Učení cestou samostatného objevování neboli bádání představuje neobyčejně významný způsob poznávání a osvojování znalostí. Pro jeho úspěšnost v podmínkách školy je nezbytné, aby žáci byli vybaveni předběžnými výchozími znalostmi a dovednostmi a aby cíl, kterého chtějí dosáhnout, jim byl jasný, ale aby byl také přiměřený jejím schopnostem (Maňák, Švec, 2003). 3.5.3 ICT v jednotlivých úrovních badatelsky orientované výuky Budeme se podrobněji zabývat badatelsky orientovanou výukou s podporou ICT, která je didakticky méně propracována (Mechlová, Přinosilová, 2012). Bádání na čtyřech úrovních má svá jasná specifika a pravidla včetně podpory ICT. Ne každá úroveň bádání je vhodná pro všechny žáky nebo skupinu žáků. Každá úroveň badatelsky orientované výuky se může lišit prostředky ICT, které se zde dají využít. Tyto prostředky jsou ovšem na každé škole jiné a značně variabilní, ale v dnešní době již se dá říci, že jsou žákům k dispozici. 1. Potvrzující bádání a) Internet – vyhledávání informací žákem a kontrola vlastních odpovědí žáka, popřípadě doplnění dalších informací k zadanému tématu. Učitel poskytne žákovi internetové stránky, na kterých informace nalezne. Žák informace v etextu nalezne. b) Výukové programy – procvičování již probraného tématu.

48

název 2. kapitoly

c) Práce s čidly – žáci postupují podle návodu, znají výsledek. Jedná se o to, aby se žáci seznámili s technologiemi, které mohou být v experimentu použity a ověřili správnost prováděného postupu podle předem známých výstupů experimentu. 2. Strukturované bádání a) Práce s čidly podle zadání úlohy – výsledky experimentu musí žák sám na základě měření vyvodit. Žák musí nad výsledky přemýšlet a vyslovit závěr konkrétně formou odpovědí na otázky: Proč experiment prováděl? Co zjistil na základě experimentu? b) Příprava prezentací vlastních výsledků a jejich zdůvodnění – vyhledávání informací k experimentu na internetu s cílem potvrdit vlastní zjištěné výsledky. 3. Nasměrované bádání a) Práce na internetu – vyhledávání informací potřebných k provedení experimentu, sledování různých simulací a animací souvisejících s experimentem, snaha přizpůsobit experiment podmínkám ve školní laboratoři nebo i mimo ni jako reálný vzdálený experiment nebo virtuální experiment. b) Prezentace celého experimentu žákům celé třídy, zdůvodnění postupu. c) Práce s čidly – žáci na základě úlohy zadané učitelem provádějí experiment. Žáci sami zvolí vhodná čidla. Předem promyslí strategii postupu experimentu, provedou reálný počítačem podporovaný experiment. Závěrem uvedou: vlastní cíl experimentu, zdůvodní způsob provádění experimentu. d) Využití všech dostupných technologií na škole i mimo školu – návrhy řešení problémové úlohy jednotlivými žáky, do jisté míry i novátorské postupy práce. Publikování výsledků práce a diskuse k nim (sociální sítě, školní www síť), příprava materiálů pro interaktivní tabuli – doplňování výsledků reálného počítačem podporovaného experimentu. 4. Otevřené bádání a) Vlastní návrhy experimentů žáky na téma, které učitel uvede ve výuce. Žáci navrhují vlastní experimenty. Snaží se využít dostupná čidla na škole, ale snaží se rovněž navrhnout, která čidla by byla ještě potřebná. Snaží se zjistit, zda vůbec jimi navržená čidla existují pomocí učitele, internetu apod. b) Využití všech dostupných technologií na škole i mimo školu – návrhy řešení problémové úlohy jednotlivými žáky, novátorské postupy práce. Publikování výsledků práce žáky. Diskuse k výsledkům práce s ostatními žáky (sociální sítě, školní www síť). Příprava materiálů pro interaktivní tabuli – doplňování výsledků reálného počítačem podporovaného experimentu. 3.5.4 ICT ve výuce při řešení problémových úloh Při řešení problémových úloh jsou používány tyto metody a formy práce žáků s ICT: - práce s měřicími čidly a vhodným softwarem, pomocí něhož je reálný počítačem podporovaný experiment nebo reálný vzdálený experiment realizován, - příprava prezentací žáků s výsledky reálného počítačem podporovaného experimentu, - sdílení výsledků reálného počítačem podporovaného experimentu s ostatními žáky na sociálních sítích a různých blozích, - příprava prezentací žáky a učiteli k danému tématu, - příprava materiálů pro interaktivní tabuli žáky a učiteli, - vyhledávání informací a práce s informacemi,

název 2. kapitoly

49

- publikování materiálů na různých portálech souvisejících s výukou (např. www.rvp.cz, DUMy – digitální učební materiály). Tabulka 3.3 Návrh míry zastoupení ICT aktivit na čtyřech úrovních badatelsky orientované výuky (0 – nikdy, 5 – velmi často) Úroveň bádání 1. 2. 3. 4. ICT aktivity Práce s internetem Práce s výukovými programy Práce s čidly – provádění experimentu (reálný, virtuální, vzdálený) Příprava prezentací k danému tématu Prezentace provedeného experimentu s použitím dostupného software, nástrojů a aplikací Publikování výsledků experimentů a diskuse k nim (sociální sítě, školní www síť atd.) Příprava materiálů pro interaktivní tabuli

potvrzující

strukturované

nasměrované

otevřené

5 5

5 5

5 3

5 3

5

5

5

5

3

4

5

5

2

3

5

5

1

2

4

5

1

2

4

5

Informační a komunikační technologie mají v badatelsky orientované výuce své nezastupitelné místo. S příchodem nových technologií mohou učitelé i žáci různými způsoby řešit problémové úlohy a provádět experimenty, které tímto získávají zcela nový rozměr. Aktéři vyučovacího procesu mají tedy několik způsobů, jak k technologiím přistupovat a to z pohledu aktivit ICT a z pohledu různých úrovní badatelsky orientované výuky. V praxi žáci uplatňují informační a komunikační technologie, a to velmi významně. V současné době jsou částečně připraveny didaktické materiály pro využití ICT ve výuce v oblasti přírodovědným předmětům. Žáci díky konkrétnímu využívání badatelsky orientované výuky získají dovednosti, jak využívat ICT v jednotlivých úrovních bádání a to v bádání potvrzujícím, strukturovaném, nasměrovaném a zejména otevřeném, které je pro jejich život nejdůležitější. Badatelsky orientovaná výuka je jedním ze způsobů, jak přiblížit a vysvětlit žákům jevy, se kterými se setkávají v běžném životě. Příprava žáků v jednotlivých procesech činnostního učení je nezbytnou součástí následné badatelsky orientované výuky, se kterou se v rozdílných úrovních setkávají v přírodovědném vzdělávání.

Shrnutí kapitoly Při výběru vyučovacích metod v přírodovědném vyučování vycházíme z výchovně vzdělávacích cílů, tj. z očekávaných výstupů žáka v daném tematickém celku. V rámcovém vzdělávacím programu jsou uvedeny

název 2. kapitoly

50

minimální požadavky na žáka, tzn. minimální výstupy žáka. Podle cílů uvedených ve školním vzdělávacím programu, který je přizpůsoben místním podmínkám školy, přesně vymezíme výstupy pro žáka. Na tomto základě začneme řešit otázku návrhu vyučovacích metod, které použijeme, aby každý žák mohl na konci výuky prokázat své alespoň minimální výstupy, tj. znalosti tří typů: pojmové, procesuální a expresívní. Projektové vyučování je spíše strategií, než metodou. Je realizováno ve třech fázích – v přípravné fázi, v realizační fázi a v hodnotící fázi. Badatelsky orientovaná výuka může být realizována ve třech úrovních: v potvrzujícím bádání, ve strukturovaném bádání a v otevřeném bádání. Je doporučeno, jak v jednotlivých úrovních bádání lze používat ICT, zejména reálné počítačem podporované experimenty. Kontrolní otázky a úkoly: Uveďte kritéria členění vyučovacích metod. Proveďte analýzu členění metod podle aktivity učitele a žáka. Na základě čeho volíte vyučovací metodu? Které fáze má projektové vyučování? Jakým způsobem budete jednotlivé fáze podporovat? 5. Jaký je obsah jednotlivých úrovní badatelsky orientované výuky? Otázky k zamyšlení: 1. 2. 3. 4.

1. Uveďte metodiku použití vybraného multimediálního digitálního objektu v rámci zvolené vyučovací metody. 2. Může být multimediální digitální objekt ve výuce zneužit? Uveďte jak. Korespondenční úkoly KÚ 1 Připravte návrh projektu. Vycházejte z předpokladů úspěšného vyřešení projektu. Uvažujte o uplatnění projektového vyučování ve škole, v obci. Diferencujte projekty podle doby trvání na 12 až 60 hodin. - KÚ 2 Navrhněte badatelsky orientovanou výuku s podporou ICT ve svém předmětu. Stačí navrhnout alespoň jednu úroveň bádání žáků. Které prostředky vám scházejí? Citovaná a doporučená literatura - BELL, R., L. SMETANA, I. BINNS. Simplifying inquiry instruction. The Science Teacher . 2005, 72(7): 30–34. - BERTRAND, Y. Soudobé teorie vzdělávání. Praha: Portál, 1998. ISBN 807178-216-5. - BURYŠOVÁ, P. Aplikace biomechaniky do výuky fyziky na ZŠ. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii a praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 113-117. ISBN 80-244-1180-6. - DROZD, Z., BROKMEYEROVÁ, J. Experimenty z volné ruky. Praha: Prometheus, 2006. - EASTWELL, P. Inquiry learning: Elements of confusion and frustration. The American Biology Teacher, vol. 71(5), 2009, s. 263-264. - HOLUBOVÁ, R. Projekty ve vyučovací praxi. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii a praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 74-78. ISBN 80-244-1180-6. - KASÍKOVÁ, H. Kooperativní učení, kooperativní škola. Praha: Portál, 1997.

název 2. kapitoly

51

- KONÍČEK, L. Počítačem podporovaná výuka a experiment. Studijní opora. Ostrava: OU, 2003. ISBN 80-7042-965-8. - KONÍČEK, L. Počítačem podporované experimenty v přírodních vědách. Studijní opora. Ostrava: OU, 2006. - KUBICOVÁ, S., PŘINOSILOVÁ, J. Inquiry-Based Science Education with the support of ICT in Environmental Education. In Information and Communication Technology in Education: Ph.D. student´s section. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2011. - LEPIL, O. Jsou projekty integrované přírodovědy cestou vývoje fyzikálního vzdělávání v 21. století? In NEZVALOVÁ, D. (Editor) v teorii a praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 47-56. ISBN 80-244-1180-6. - LERNER, IJ. Didaktické základy metod výuky. Praha: SPN, 1986. - Maňák, J., Švec V. Výukové metody. PAIDO, 2003, Brno, ISBN: 80-7315039-5 - MECHLOVÁ, E. Problémové vyučování ve fyzice. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Vyučovací metody ve fyzice. Olomouc: KPÚ, 1988, s. 19-34. - MECHLOVÁ, E., PŘINOSILOVÁ, J. ICT on four levels of Inquiry-Based science environmental education. In Information and Communication Technology in Education. Ostrava: University of Ostrava, 2012, s.185-192. ISBN 978-80-7464-135-0. - MÜLLEROVÁ, E. Projekty ve vyučování. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 79-86. ISBN 80-244-1180-6. - NAHODIL, J. Fyzika v běžném životě. Praha: Prometheus, 2004. - NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii a praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 47-56. ISBN 80-244-1180-6. - NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii a praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005. ISBN 80-244-1180-6. - NEZVALOVÁ, D. Projekt GAČR: Konstruktivismus a jeho aplikace v integrovaném pojetí přírodovědného vzdělávání. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 3746. ISBN 80-244-1180-6. - NEZVALOVÁ, D. Vyučovací metody ve fyzice. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Vyučovací metody ve fyzice. Olomouc: KPÚ, 1988, s. 6-18. - ONDEROVÁ, Ľ. Projektové vyučovanie jako prostriedok plněnka cieľov vyučovanie. In DIDFYZ2000 Ciele vyučovanie v novom miléniu. Nitra: FPV UKF, 2001 ,s.285-290. - PETTY, G. Moderní vyučování. Praha: Portál, 1996. ISBN 978-80-7367427-4. - PIŠÚT, J., JURČOVÁ, DOHŇANSKÁ. Rozvíjanie tvorivosti žiakov a studentov. Bratislava: UKo, 2000. - SMYČEK, P., DRAGON, A. Projektové vyučování ve fyzice. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 87-94. ISBN 80-244-1180-6. - STUCHLÍKOVÁ, I. In DiBi 2010: didaktika biologie v České republice 2010 a badatelsky orientované vyučování. Sborník příspěvků semináře 25. a 26. března 2010. 1. vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita, 2010. ISBN 978-80-7394-210-6.

52

název 2. kapitoly

- STUCHLÍKOVÁ, I. O badatelsky orientovaném vyučování. Didaktika biologie v České republice 2010 a badatelsky orientované vyučování. České Budějovice: JČU, 2010. ISBN 978-80-7394-210-6. - ŠPULÁK, F. Voda a její svět. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii a praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 124-127. ISBN 80244-1180-6. - ŠPULÁK, F. Živá fyzika. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii a praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 118-123. ISBN 80-2441180-6. - Tvořivá škola. http://www.tvorivaskola.cz/ - VALENTA, J., aj. Pohledy. Projektové metody ve škole i za školou. Praha: Ipos Artama, 1993.

název 3. kapitoly

53

4 Organizační formy ve vyučování přírodovědným předmětům V této kapitole se dozvíte:  o organizačních formách vyučování,  o skupinovém vyučování. Po jejím prostudování byste měli být schopni:  navrhnout a použít skupinové vyučování ve vašem předmětu,  vytvořit heterogenní skupiny žáků pro skupinové vyučování. Průvodce studiem Výběr organizačních forem učitelem závisí na cílech vyučovací hodiny z hlediska žáka. Nejefektivnější výuka v přírodovědných předmětech je při použití skupinového vyučování, přičemž skupiny jsou heterogenní, čtyř až pětičlenné a v každém přírodovědném předmětu trvalé. Při tvorbě skupin je třeba brát v úvahu sociální vazby ve třídě. Organizační formy vyučování jsou chápány jako vnější stránka vyučovacích metod. Progresivní je komplexní systémové pojetí řízení a uspořádání výuky v určité vzdělávací situaci. Organizační formy vyučování můžeme chápat jako systém pravidel a postupů, podle kterých vedení školy a učitelé organizují průběh vyučování se záměrem naplnit výchovně vzdělávací cíle příslušného vzdělávacího předmětu. Konkrétně se jedná o způsob organizace vyučovacího procesu, tj. jeho uspořádání z hlediska - času – vyučovací hodina, - prostředí – výuka ve třídě, v učebně přírodovědného předmětu, v laboratoři přírodovědného předmětu, mimo školu, - počtu žáků a jejich uspořádání – frontální vyučování, skupinové vyučování, individualizované vyučování, - závaznosti výuky – povinné, volitelné, nepovinné s ohledem na obsah a metody vyučování.

4.1 Vyučovací hodina ve třídě, v laboratoři, exkurze Základní organizační formou je vyučovací hodina, která trvá 45 minut. Alespoň jedna vyučovací hodina přírodovědného předmětu by měla být realizována ve speciální učebně přírodovědného předmětu, kde jsou kvalitní podmínky pro provádění demonstračních experimentů učitelem a provádění frontálních žákovských experimentů. Laboratorní práce v přírodovědných předmětech by žáci měli provádět v laboratoři přírodovědného předmětu nebo v učebně přírodovědného předmětu. Vzhledem k bezpečnostním předpisům pro laboratoře, musí se třída žáků dělit na tyto práce na dvě skupiny. Proto je nutné, aby polovina žáků mohla buď přijít o jednu hodinu později do školy, nebo odejít poslední hodinu z vyučování. Proto je nutno zajistit předem v rozvrhu, aby uvedeným

54

název 3. kapitoly

přírodovědným předmětem jednou týdně začínal nebo končil rozvrh hodin žáků. Exkurze žáků z přírodovědných předmětů jsou žádoucí formou. Každou exkurzi je třeba kvalitně připravit, realizovat a zhodnotit. Příprava exkurze učitelem spočívá ve výběru místa exkurze, návštěvou místa exkurze a absolvováním exkurze s jasným stanovením cíle exkurze. Příprava žáků před exkurzí je založena na instrukci učitele poslední hodinu přírodovědného předmětu před exkurzí, seznámení s cílem exkurze, zadáním úkolů na exkurzi, poučením o bezpečnosti práce, o vhodném oblečení na exkurzi a oznámením, že odchod na exkurzi je z místa školy. V případě, že někteří žáci chtějí přijít na místo exkurze z domova, musí učitel dopředu sdělit rodičům místo srazu a předpokládaného ukončení akce a sám učitel musí být na tomto místě alespoň 15 minut předem. V praxi to znamená alespoň den dopředu napsat rodičům upozornění do žákovských knížek. Doporučení: žáci musejí ještě před exkurzí přinést potvrzení od rodičů, že s tímto souhlasí, protože učitel je odpovědný za žáky po celou dobu vyučování. Při provedení exkurze je nutno stanovit první dvojici žáků, před kterou nikdo nesmí jít a poslední dvojici žáků, za kterou nikdo nesmí jít. Výklad průvodce na exkurzi musí učitel dopředu domluvit tak, aby odpovídal věku a úrovni žáků. Po exkurzi učitel i žáci se zpět vrátí do školy. Zhodnocení exkurze provede učitel přírodovědného předmětu se žáky následující vyučovací hodinu. Zhodnotí, zda exkurze splnila cíle, a jaký přínos měla exkurze pro žáky. V případě písemného plnění úkolů žáků, vyhodnotí učitel s celou třídou této úkol. Vhodná místa pro exkurze z přírodovědného předmětu: volba závisí na nejbližším okolí školy nebo snadno dosažitelném místě. Například vhodná je meteorologická stanice, elektrárna, planetárium, zoologická zahrada. Z hlediska bezpečnosti práce by každý učitel podle Vyhlášky Českého úřadu bezpečnosti práce a Českého báňského úřadu č. 50/78 Sb., o odborné způsobilosti v elektrotechnice, měl absolvovat školení o tom, že může pracovat s elektrickými spotřebiči a zdroji.

4.2 Mimotřídní a mimoškolní organizační formy Mimotřídní a mimoškolní organizační formy tvoří soutěže a olympiády. Jako příklad uvádíme fyzikální olympiádu, chemickou olympiádu a přírodovědnou olympiádu. Každá olympiáda nebo soutěž má svá specifická pravidla, která bývají zveřejněna na internetu, stačí zadat do vyhledávače název soutěže.

4.3 Hromadné, skupinové a individuální vyučování Hromadné vyučování je převažující formou výuky ve vyučování přírodovědným předmětům. Jeden učitel učí větší počet žáků. Aby bylo při hromadném vyučování zajištěno efektivní využití času a aktivity žáků, je třeba volit v průběhu vyučovací hodiny různé metody výuky. Výhodou hromadného vyučování je ekonomičnost výuky a možnost navázání a rozvíjení osobních vztahů mezi žáky navzájem. Nevýhodou je menší možnost vedení dialogu se všemi žáky, udržení kázně a nedostatku času na ústní zkoušení žáků. Skupinové vyučování umožňuje žákům spolupracovat v malých skupinách čtyř až pětičlenných. Učitel vytváří pro výuky přírodovědnému předmětu stálé

název 3. kapitoly

55

skupiny. Pro výuku jsou vhodné heterogenní skupiny, tzn., že ve skupině jsou žáci všech prospěchových kategorií. Ve třídě může být maximálně 8 skupin. Tvorba skupin: Ve výzkumu bylo zjištěno, že nejefektivněji pracují skupiny čtyřčlenné až pětičlenné. Efektivnost byla měřena testem na konci školního roku a testem trvalosti vědomostí po uplynutí tří měsíců při řešení problémových úloh, přičemž učivo nebylo opakováno. Ve skupině by měli být žáci všech prospěchových kategorií. a) Je vhodné vycházet ze sociogramu třídy, prospěchu jednotlivých žáků v daném nebo podobném předmětu. Součet známek z daného předmětu žáků ve skupinách by měl být přibližně shodný, aby byly skupiny výkonnostně rovnocenné. Tvorba takových skupin trvá učiteli den až dva. b) Osvědčila se však rychlejší a jednodušší forma, jejíž výsledky byly shodné. Učitel vybral předpokládané vedoucí skupin, tj. žáky s dobrými organizačními schopnostmi a lepším výkonem v daném předmětu o počtu celkem 8, nechal je postavit k tabuli. Potom vyzval žáky s klasifikací 4 z daného předmětu, ať si vyberou, s kým chtějí spolupracovat v daném předmětu a to tak, aby k jednotlivým žákům u tabule se rovnoměrně rozmístili. Potom totéž opakoval u žáků s prospěchem 3, následně 2 a nakonec 1. Fáze skupinového vyučování: Skupinové vyučování má tři fáze: úvodní fázi formou hromadné práce celé třídy, fázi práci ve skupinách a hromadnou práci celé třídy. V úvodní fázi formou hromadné práce celé třídy učitel provádí motivaci a zadává úkoly skupinám. Fáze práce v malých skupinách probíhá podle předem zadaných pokynů, kdy žáci většinou řeší problémové úlohy, problémové experimentální úkoly nebo projekty. Práce skupin v jedné vyučovací hodině je časově omezena, od 10 minut do 30 minut. Spolupráci ve skupině se žáci postupně učí. Učí se komunikovat tak, aby byl dán prostor všem žákům – diskuse ve skupině je demokratická a řídí ji vedoucí skupiny. I nesmělí žáci v malé skupině začnou vyjadřovat své názory. Žáci se učí odpovědnosti za vyřešení úlohy, organizaci a dělbě práce. Po ukončení práce skupin následuje závěrečná fáze formou celotřídní diskuse, kdy skupiny seznamují s výsledky své práce celou třídu, výsledky práce skupiny uvádí mluvčí skupiny, kteří se střídají. Skupinové vyučování v přírodovědném předmětu je efektivní a prokazuje vysokou efektivnost zejména vzhledem k trvalosti znalostí a dovedností a při řešení problémových úloh (Mechlová, 1984, 1986, 1989). Zahrnuje kooperativní učení, které je založeno na spolupráci žáků při řešení složitějších úloh (Kasíková, 1997). Individuální vyučování přírodovědnému předmětu je realizováno tehdy, když jednoho žáka učí jeden učitel. Ve školní praxi se toto děje při dlouhodobé neúčasti žáka ve výuce nebo při přípravě žáka na soutěž nebo olympiádu. Do individuálního vyučování bychom mohli zařadit individualizované vyučování, kdy v rámci hromadného vyučování se učitel snaží co nejvíce respektovat individuální zvláštnosti žáků a jejich styl učení. Mezi možné

název 3. kapitoly

56

způsoby individualizace vyučování ve přírodovědných předmětech patří samostatná práce žáků a daltonský plán.

Shrnutí kapitoly Organizační formy vyučování můžeme chápat jako systém pravidel a postupů, podle kterých vedení školy a učitelé organizují průběh vyučování se záměrem naplnit výchovně vzdělávací cíle příslušného vzdělávacího programu. Konkrétně se jedná o způsob organizace vyučovacího procesu, tj. jeho uspořádání z hlediska času, prostředí, počtu žáků a jejich uspořádání, závaznosti výuky s ohledem na obsah a metody vyučování. Při výběru organizační formy vyučování vycházíme z výchovně vzdělávacích cílů, tj. z očekávaných výstupů žáka ve školním vzdělávacím programu, který je přizpůsoben místním podmínkám školy, přesně vymezíme výstupy pro žáka. Na tomto základě začneme řešit otázku organizačních forem, které použijeme, aby každý žák mohl skutečně na konci výuky prokázat své výstupy. Kontrolní otázky a úkoly: 1. Které organizační formy vyučování jsou nejčastěji používány v přírodovědných předmětech? Zdůvodněte proč. 2. Které organizační formy vyučování jsou nejméně používány v přírodovědných předmětech. Zdůvodněte proč. 3. Na základě čeho volíte organizační formy vyučování v přírodovědných předmětech? Korespondenční úkoly KÚ 1 Připravte návrh hodiny skupinového vyučování ve vašem přírodovědném předmětu. Připravte návod pro práci skupin tak, aby skupiny žáků používaly multimediální vzdělávací objekty. KÚ 2 Připravte návrh hodiny skupinového vyučování ve vašem přírodovědném předmětu, ve které žáci ve skupinách mají za úkol provádět autentická měření pomocí počítačem podporovaných experimentů a stanovit závěry z měření. Citovaná a doporučená literatura -

-

-

KONÍČEK, L. Počítačem podporovaná výuka a experiment. Studijní opora. Ostrava: OU, 2003. ISBN 80–7042-965–8. MECHLOVÁ, E. Problémové vyučování ve fyzice. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Vyučovací metody ve fyzice. Olomouc: KPÚ, 1988, s. 19– 34. MECHLOVÁ, E. Výzkum skupinového vyučování ve fyzice na základní škole. Spisy Pedagogické fakulty v Ostravě, sv. 51. Praha: SPN, 1984. 191 s. MECHLOVÁ, E., HORÁK, F. Skupinové vyučování na základní a střední škole. Praha: SPN, 1986. 104 s. MECHLOVÁ, E. Skupinové vyučování ve fyzice na základní a střední škole. Praha: SPN, 1989. 216 s. NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii praxi vyučování fyzice. Olomouc: UP, 2005. ISBN 80–244-1180–6. PETTY, G. Moderní vyučování. Praha: Portál, 1996, str. 174–187. ISBN 978–80-7367–427-4.

název 4. kapitoly

57

5 Experimenty v přírodovědném vzdělávání V této kapitole se dozvíte:  o roli experimentů v přírodovědném vzdělávání,  o typech demonstračních experimentů v přírodovědném vzdělávání,  o reálných žákovských experimentech v přírodovědném vzdělávání,  o reálných počítačem podporovaných žákovských experimentech v přírodovědném vzdělávání,  o vzdálených žákovských experimentech v přírodovědném vzdělávání. Po jejím prostudování byste měli být schopni:  vysvětlit žákům, proč provádějí experimenty,  objasnit zaměření na reálné experimenty,  charakterizovat etapy experimentální činnosti žáků. Průvodce studiem Žák by se měl na základní škole naučit zkoumat a objevovat základní jevy a zákonitosti

přírody.

K tomu

přispívá

badatelsky

orientovaná

výuka

přírodovědným předmětům, kde nezastupitelnou roli v dnešní době hraje žákovský reálný experiment a zejména reálný počítačem podporovaný experiment. Úvod do problematiky reálných počítačem podporovaných experimentů je zpracován pro úplně laiky, i když jste nikdy takto neměřili, začněte dnes! Potom můžete navázat na vzdálený experiment prováděný z počítače ve škole nebo doma, žáci zejména doma rádi používají vzdálené experimenty, i když mnohdy učitel pro tuto formu nemá pochopení. Simulované experimenty (pomocí software), které jsou interaktivní, jsou důležité pro hlubší pochopení jevů a podmínek, za jakých mohou probíhat. Základem vyučování přírodovědných předmětů je experimentování, které je založeno na zkoumání jevů a odhalování jejich zákonitostí nebo na ověřování toho, co žák zná již z teorie. V každé škole existují specializované učebny pro jednotlivé přírodovědné předměty nebo pro dvojice těchto předmětů, například pro fyziku a chemii. V těchto učebnách mohou provádět experimenty nejen učitelé, ale zejména žáci. Reálný přírodovědný experiment je hlavní a vedoucí prostředek názornosti ve vyučování přírodovědným předmětům. Ostatní názorné prostředky jako jsou např. obrazy, schémata, grafy, videozáznamy experimentu, jsou doplňkem reálného experimentu. Uvedené názorné prostředky slouží k interpretaci přírodovědného obsahu reálného experimentu. Žák se při reálném přírodovědném experimentu učí pozorovat a potom popisovat reálné přírodní děje. Přitom si osvojuje odbornou terminologii ve větných vazbách odborného jazyka. Přírodovědné reálné experimenty ať demonstrační, či žákovské, mohou mít různé funkce ve vyučovacím procesu. Mohou být

název 4. kapitoly

58 -

prostředkem při řešení problému – viz přírodovědné experimentální problémové úlohy, prostředkem při ověření hypotézy – viz heuristická metoda vyučování, prostředkem k získání určité dovednosti.

Tentýž experiment může být použit v různých částech osvojování učiva, vždy však s jiným cílem. Proto by měl učitel přírodovědného předmětu vždy slovně formulovat cíl experimentu. Pro pochopení obsahu experimentu žáky je vhodné před experimentem načrtnout jednoduché schéma experimentu, aby žáci dopředu věděli, co mají při experimentu sledovat. Někdy je vhodné rozkreslit i jednotlivé fáze experimentu.

5.1 Demonstrační experimenty ve vyučování přírodovědným předmětům Demonstrační experimenty v přírodovědných předmětech koná převážně učitel. 5.1.1 Ilustrační demonstrační experimenty učitele Drobné ilustrační experimenty učitele jsou organickou částí výkladu učiva. - Motivace u těchto experimentů vyplývá z výkladu učiva, nemusí být zvlášť formulována učitelem. - Výsledek pozorování experimentu je nutno vždy společně se žáky slovně formulovat. - Jedná se i o improvizované experimenty s jednoduchými pomůckami. Příklad: Žák „vidí“ to, co chce vidět. Provedeme nějaký jednoduchý experiment, aniž žákům sdělíme, o co se jedná. Potom požádáme postupně jednotlivé žáky, aby uvedli, co viděli. Každý žák popisuje něco jiného, každý vidí to, co „chce vidět“. Proto před každým experimentem nutno sdělit žákům, co mají pozorovat. 5.1.2 Problémové demonstrační experimenty učitele Problémové experimenty učitele mají logickou stavbu, která podporuje správnost a srozumitelnost výkladu učiva učitelem. Struktura problémového experimentu by měla mít následující etapy: - motivace žáků, - slovní vyjádření problému, - uvážení možnosti jeho experimentálního řešení spolu se žáky, - popis reálného experimentálního zařízení učitelem, - hypotézy výsledku experimentu – žáci formulují a tipují, učitel zapisuje na tabuli, - provedení experimentu demonstračně učitelem, - slovní popis experimentu několika žáky – příkaz: „Popiš, co jsi viděl!“, případné zopakování experimentu, jsou-li popisy příliš rozdílné, - výsledek experimentu slovně vyjádřený, - konfrontace výsledku experimentu s hypotézami o výsledku experimentu, které jsou napsány na tabuli, - vlastní řešení problému, byl-li experiment součásti řešení problému, - výsledek řešení problému vyjádřit vždy jednoduchou větou. Možná se vám zdá, že uvedený postup je příliš zdlouhavý, že žákům stačí pouze předvést experiment a říci jim „Pozorujete!“ a popis experimentu a závěr vyjádřit sám. V tomto případě se však nejedná o objevování žáky, žáci nemají

název 4. kapitoly

59

pocit, že „něco sami objevili“, ale konstatují, že „učitel dělal nějaký experiment“. Podstatná je fáze, kdy žáci sami tipují výsledek experimentu a tím jsou vtaženi do záměrného pozorování, protože chtějí vědět, „zda správně tipovali“. Příprava demonstračního experimentu učitelem Demonstrační experiment musí učitel přírodovědného předmětu vyzkoušet před vyučovací hodinou na experimentálním stole se stejnými pomůckami, které bude používat ve vyučovací hodině. Ověří přitom průběh experimentu a výsledek experimentu. Experiment je nutno optimalizovat, to znamená měnit proměnné tak, aby co nejlépe bylo možno předvést závislost, kterou má experiment předvést. Žákovský experiment jako demonstrační experiment Žák může výjimečně předvádět experiment, který byl zadán jako domácí experiment, před celou třídou. Rovněž může opakovat demonstrační experiment, který prováděl učitel, za předpokladu, že experiment je zcela bezpečný zejména při opakování učiva následující vyučovací hodinu. Sama jsem tímto způsobem výuky fyziky jako žák prošla a experimenty a zejména jejich výsledky mně ovlivnily na celý život. 5.1.3 Požadavky na dobrou pozorovatelnost demonstračního experimentu Požadavky na demonstrační experiment z hlediska zajištění optimálních pozorovacích podmínek žáků jsou nutností, jestliže mají všichni žáci mít stejné pozorovací možnosti. Za tím účelem jsou upraveny učebny přírodovědných předmětů dvojím způsobem: - demonstrační stůl je na vyvýšeném stupínku, - učebna přírodovědného předmětu je stupňovitá. Demonstrační experimenty je nutno provádět takovými pomůckami, které jsou dobře viditelné z každého žákovského místa. Za tímto účelem jsou vyráběny speciální pomůcky pro demonstrace nebo celé demonstrační soupravy. Pozadí demonstračních experimentů má být jednolité kontrastní. Nejlepší je bílé nebo černé pozadí. Jednotlivé pomůcky při demonstraci podkládáme podstavnými hranoly. Odčítání velikosti veličin při kvantitativním experimentu může provádět žák tak, aby experiment byl věrohodný. Demonstruje-li učitel jev, který je těžce pozorovatelný ze žákovských lavic, potom je účelné pozvat jednotlivé řady žáků po sobě k demonstračnímu stolu a provést demonstrační experiment třikrát po sobě s výkladem. Další možností je použití videokamery s napojením na dataprojektor k pozorování experimentu.

5.2 Frontální žákovské experimenty ve vyučování přírodovědným předmětům Frontální žákovské experimenty jsou začleňovány tam, kde se ukáže jejich optimální potřeba. Při frontálních žákovských experimentech se jedná ze strany učitele přírodovědného předmětu o řízení experimentálních činností žáků. Žáci v těchto experimentech získávají nové znalosti, dovednosti, návyky i postoje.

60

název 4. kapitoly

Z hlediska organizačních forem se jedná většinou o práci dvojic žáků nebo čtyřčlenných skupin žáků. Při frontálním žákovském experimentu všechny dvojice nebo heterogenní skupiny (viz skupinové vyučování) provádějí tentýž experiment. Všechny dvojice nebo skupiny současně začínají experiment, současně postupují v jeho jednotlivých fázích a současně jej končí. Hodnocení experimentu probíhá v rámci celé třídy, diskusi řídí učitel přírodovědného předmětu. Výsledek žákovského experimentu je třeba vyjádřit slovně. Příprava frontálních žákovských experimentů učitelem: Učitel přírodovědného předmětu vyzkouší frontální žákovský experiment, zjistí, časovou relaci na experiment a případné nesnáze při experimentu, které mohou u žáků vzniknout. Je vhodné mít připraveny jednotlivé pomůcky na paletách v takovém počtu, aby každá dvojice nebo skupina měla kvalitní pomůcky. Pomůcky pro žáky přinese služba na demonstrační stůl. Pomůcky si žákovské dvojice nebo skupiny rozeberou těsně až před prováděním experimentu. Je to nutné proto, že žáci by si s pomůckami hráli a nesledovali výuku, mnohé pomůcky mohou i poničit. Žáci s pomůckami pracují jen ve vymezené části vyučovací hodiny. Po slovním vyjádření výsledku experimentu uvedou dvojice žáků nebo skupiny pomůcky do původního stavu a odevzdají na demonstrační stůl. Provedení žákovského experimentu: Logická stavba žákovského experimentu je shodná s logickou stavbou demonstračního problémového experimentu. Učitel provádí experiment se žáky současně se stejnými pomůckami, když začíná nacvičovat žákovské dovednosti v oblasti experimentálních činností. Při experimentálních činnostech žáků je třeba nechat žákům dostatečný časový interval tak, aby žáci ve dvojici nebo skupině mohli experiment provést. Zorganizování úklidu pomůcek pro žákovské frontální experimenty je nutno zajistit kvalitně, vytvořit systém, aby mohly být žáky prováděny. Žákovské frontální experimenty je možno provádět i s improvizovanými pomůckami, s běžnými věcmi denní potřeby, s hračkami. Takové experimenty jsou nejúčinnější. Řídicí činnosti učitele při frontálních žákovských experimentech jsou velmi náročné. Je třeba je předem naplánovat a ve třídě dodržet. Práce žáků se soupravami pomůcek: Soupravy pro žákovské experimenty dodávají firmy zpravidla v kufřících nebo krabicích. Jedná se o soupravy pro jednotlivé přírodovědné předměty a tematicky zaměřené. Žáci se soupravou pracují opakovaně. Před první prací žáků se soupravou učitel přírodovědného předmětu podrobně žáky seznámí s jednotlivými částmi soupravy, s jejich názvy a jak s nimi je nutno pracovat. Výhodou těchto souprav je to, že každá pomůcka má v soupravě své místo, takže při odevzdávání pomůcek po práci je velmi snadná kontrola úplnosti soupravy učitelem. Skupinové experimenty ve vyučování přírodovědného předmětu: V rámci skupinového vyučování je velmi vhodné provádění žákovských experimentů ve skupinách, viz část „skupinové vyučování“.

název 4. kapitoly

61

5.3 Reálný počítačem podporovaný experiment Provádět reálný přírodovědný experiment je možno dnes i s podporou počítače, jedná se o reálný počítačem podporovaný experiment. Jaká je role počítače? Počítač pomocí vhodného hardwarového a softwarového vybavení dokáže měřit, naměřené hodnoty zpracovat a prezentovat je různým způsobem (v tabulce, v grafu) a to velmi rychle, přesně a pro žáka pohodlně. Co je hardware? Je to interface, tj. měřicí panel (zpravidla krabička s výstupy na další zapojení) a senzory neboli česky čidla. Pro měření jednotlivých veličin existují jednotlivá speciální čidla, například čidlo pro měření teploty. Co je software? Je to počítačový program, který zprostředkovává spojení mezi čidlem, interfacem a počítačem. Hardware a software si musejí navzájem odpovídat. To znamená, že dnes existuje několik systémů pro počítačem podporované experimenty. V českých zemích nejstarší z těchto systémů je ISES vyvinutý Matematicko-fyzikální fakultou Karlovy univerzity v Praze, který je stále dále rozvíjen, viz další podkapitola 5.5 této opory. Z historického hlediska je dnes u nás stále v menším počtu používaný nizozemský Coach, dále Pasco, Vernier, Phywe, Leybold, Lego Dacta. V projektu budeme používat nově vyvinutý český systém EdLaB. Jak se budou prostředky reálného počítačem podporovaného experimentu používat? Odpovědi naleznete v následujících tabulkách 5.1 až 5.5, tj. - k přírodovědnému bádání, viz tabulka 5.1 a k badatelsky orientované výuce v části 3.5 této opory, - ke zpracování naměřených hodnot nebo jiných údajů, viz tabulka 5.2, - k provádění experimentů, viz tabulka 5.3, - ke vzájemné komunikaci, viz tabulka 5.4, - k práci s přírodovědnými znalostmi a myšlenkami, viz tabulka 5.5. Tabulky jsou částečně přejaty a upraveny na základě publikace (Feďák, 2010, s. 70-73). Tabulka 5.1 Přírodovědné podporovaného experimentu Cíle přírodovědného bádání – žák by měl být schopen - Vyslovit problém ve formě otázky, která má být zodpovězena experimentem. - Formulovat hypotézy, tj. předpokládané výsledky experimentu. - Testovat hypotézy v podmínkách řízení proměnných veličin, jedna je nezávisle proměnná, druhá závisle proměnná.

bádání

v rámci

reálného

počítačem

Proč reálný počítačem podporovaný experiment? - Žáci pozorují reálný přírodovědný svět, učí se zkoumáním reálného světa, a ne manipulací se symboly a diskusí o abstraktních pojmech. - Pomocí senzorů dokážou jednoduchým způsobem měřit veličiny, které bez pomocí těchto senzorů by byly na úrovní školy neměřitelné. - Okamžitá zpětná vazba k průběhu experimentu umožňuje

název 4. kapitoly

62 -

-

-

Plánovat vhodný experiment. Vyjádřit závěr související s pozorováním, vyjádřit se k možným chybám měření. Vyjádřit se k oprávněnosti závěrů založených na počtu pozorování. Vyhodnotit celý experiment včetně použitých postupů při něm.

-

rychle a pohodlně formulovat a testovat hypotézy. Žák může měnit podmínky experimentu, sledovat vliv změn na průběh experimentu, hledat odpovědi na své otázky nebo na realizaci experimentů naplánovaných učitelem.

Tabulka 5.2 Cíle zpracování údajů při reálném počítačem podporovaném experimentu Cíle zpracování údajů – žák by Proč reálný počítačem podporovaný měl být schopen experiment? - Organizovat, prezentovat a - Analýza a zpracování informací vyhodnocovat údaje získaných pozorováním, měřením různými způsoby. a reálným experimentem je - Transformovat údaje v prostředí reálných počítačem prezentované jednou podporovaných experimentů formou do jiné formy rychlejší a přehlednější včetně matematických v porovnání s prací bez použití výpočtů, grafů, tabulek. počítače. - Identifikovat trendy - Prostředky reálných počítačem v údajích. podporovaných experimentů - Vytvářet předpovědi umožňují efektivně prezentovat založené na údajích. samotný proces měření, naměřené - Naznačovat závěry údaje a závislosti mezi veličinami. založené na údajích. - Použít znalosti pro vysvětlení závěrů. Tabulka 5.3 Cíle provádění reálného počítačem podporovaného experimentu Cíle provádění experimentu – Proč reálný počítačem podporovaný žák by měl být schopen experiment? - Sledovat instrukce - Prostředky reálného počítačem písemné i slovní. podporovaného experimentu - Vybrat si a bezpečně umožňují výrazně rychleji a použít experimentální pohodlněji měřit veličiny a sestavu, materiál a vyhodnocovat naměřené údaje. techniku vhodnou pro - Měření a zpracování údajů je měření. zpravidla bez použití prostředků - Používat vhodné nástroje počítačem podporovaného a techniku pro sběr údajů experimentu méně přesné, (dat). zdlouhavé a často náročné na - Spolupracovat v malé finančně nákladnou aparaturu. skupině. - Zjednodušení samotného měření

název 4. kapitoly

63

-

veličin umožňuje věnovat více pozornosti samotným pozorovaným jevům a sestavě aparatury na vyvolání jevů, které chce žák zkoumat. Při vhodné metodice experimentování je podpořena vzájemná spolupráce a komunikace mezi žáky.

Tabulka 5.4 Cíle komunikativní při reálném počítačem podporovaném experimentu Komunikativní cíle – žák by měl Proč reálný počítačem podporovaný být schopen experiment? Komunikovat myšlenky, - Prostředky počítačem pozorování, argumenty, praktické podporovaného experimentu zkušenosti: umožňují prezentovat výsledky - použitím vhodného měření ve formě tabulek, grafů, slovníku a jazyka, případně digitálních hodnot - použitím grafů a tabulek, měřené veličiny. - použitím vhodného formátu laboratorního protokolu, - použitím vhodného software. Tabulka 5.5 Cíle práce s přírodovědnými znalostmi a myšlenkami při reálném počítačem podporovaném experimentu Cíle práce s přírodovědnými Proč reálný počítačem podporovaný znalostmi a myšlenkami – žák experiment? by měl být schopen Předvést znalosti a pochopení: - Žák během experimentování - povahy a metodologie s podporou prostředků reálného přírodních věd, počítačem podporovaného - vědeckých faktů, definic, experimentu simuluje činnost zákonů, teorií a modelů, vědce, a tak se seznamuje - vhodného slovníku a s metodologií přírodních věd, která terminologie, včetně je založena na pozorování, použití symbolů, experimentování a měření, které si - jak se zákony, modely a ve vědě bez využívání názory měnily s časem, informačních a komunikačních - systém jednotek SI. technologií málokdo umí představit. - K hlubšímu pochopení přírodovědných jevů prostředky reálných počítačem podporovaných experimentů výrazně napomáhá: - okamžité spojení a konfrontace

název 4. kapitoly

64

-

grafické reprezentace s odpovídajícím přírodovědným jevem, omezení časově náročné rutinní práce spojené se sběrem dat, čímž zůstává více času na komunikaci o podstatě přírodovědného jevu.

5.4 Reálný experiment vzdálený Vzdáleným experimentem rozumíme experiment, ve kterém žák sleduje a ovládá experiment prostřednictvím internetu z jiného místa, než kde je umístěna celá sestava experimentu. Například experiment je sestaven v laboratoři na Matematicko fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze a žák je doma u počítače nalogovaný na uvedenou laboratoř a vybraný experiment. Žák prostřednictvím internetu může tento experiment ovládat, tj. nastaví měření, které chce provést, spustí zvolené měření v experimentu, zastaví měření, vyvolá si tabulku naměřených hodnot, tabulku převede do grafu apod. Co vše je v místě provádění vzdáleného experimentu? Je to - experimentální sestava s počítačem a s hardwarovým a softwarovým vybavením pro počítačem podporované měření (interface, senzory) a ovládání zařízení pomocí počítače, - web kamera ke snímání experimentu, - internetové spojení server – žák. V podstatě se jedná o sledování ovládání skutečného experimentu v reálném čase prostřednictvím web kamery a internetu. Přitom žák má možnost nastavovat nebo měnit nezávisle proměnné v experimentu (např. měnit osvětlení, vzdálenost atd.) a sledovat změny závisle proměnné veličiny. Vše se zobrazuje na obrazovce žáka pomocí tabulek nebo grafů a naměřená data může žák použít k dalšímu zpracování nebo k dalším analýzám.

5.5 Vzdálený experiment se systémem ISES Vzdálené experimenty se systémem ISES vznikají postupně od roku 2002 na Matematicko fyzikální fakultě UK Praha, později též na Pedagogické fakultě Trnavské univerzity v Trnavě a též na Fakultě aplikované informatiky na Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. Tato pracoviště uzavřela v r. 2008 Smlouvu o spolupráci v oblasti vzdálených laboratoří a vzdálených experimentů, jak v oblasti technické a informatické, tak i při jejich propagaci jak na školách, tak ve vědecké komunitě. Vzdálené experimenty jsou vytvořené ze standardních souprav ISES (ISESPCI a ISES-USB) a softwarové stavebnice ISES WEB Control. Pro odstranění programovací práce na kompilaci řídicích programů vzniklo v r. 2012 na všech účastnických pracovištích Smlouvy prostředí EASY REMOTE ISES, které má přispět k snadné tvorbě řídicích programů pro vzdálené experimenty, a tím podpořit šíření vzdáleného experimentování na všechny typy škol. Vzdálené experimenty ISES mají podobné ovládání, podobné naměření dat a podobné stažení naměřených dat. Všechny experimenty mají online WEB kameru, která podtrhává reálnost sledovaných dějů. Pro přístup na tyto vzdálené experimenty

název 4. kapitoly

65

je nutný pouze prohlížeč, např. Internet Explorer, Mozila, Opera aj. a nainstalovaná Java, kterou pravděpodobně již ve svém počítači všichni máme. Experimenty jsou přístupny nonstop 24/7/365. Všechny experimenty jsou přístupny bez hesla a bez nutnosti registrace. Avšak experimenty mají připraven rezervační systém, který umožní rezervovat si danou úlohu na daný čas. Rezervační systém je zpřístupňován vážným zájemcům na požádání. Zájem o vzdálené experimenty se stále zvyšuje, viz statistiky přístupů. Počet přístupů na nejstarší úlohy na MFF UK Praha činí přes 45 000 přístupů od roku 2007, kdy začali přístupy sledovat. Zajímavé jsou přístupy ze zahraničí, nejčastěji ze Slovenska a Polska, ale jsou i z Austrálie, Mexika, Číny, USA, celé Evropy aj. Experimenty jsou pohodlně přístupné z rozcestníků http://www.ises.info, http://kf.truni.sk/remotelab, resp. http://www.eEdu.eu, případně je u každé úlohy uvedena i vlastní IP adresa. Hotové reálné vzdálené experimenty může využívat kdokoliv, kdykoliv a odkudkoliv. Soubor experimentálních úloh je výsledkem asi 15 projektů MŠMT, GAUK, FRVŠ, VEGA, KEGA aj. v České republice a ve Slovenské republice. Veřejnost, učitelé i žáci mají nonstop přístup do netradiční laboratoře, kde mají možnost pracovat s reálnými experimenty, s experimenty jednoduchými, ale někdy též složitějšími, pracnými na sestavení, mají možnost pracovat i s „nebezpečnými“ vzdálenými experimenty. Volně přístupné reálné vzdálené experimenty vás mohou inspirovat při vlastní vaší tvorbě. Uvedené reálné vzdálené experimenty jsou součástí nové strategie výuky – integrovaného e-learningu (INTe-L), viz podkapitola 5.6. Uvádíme popis některých vzdálených úloh se systémem ISES, které mají velmi podobné jednoduché ovládání. Vzdálené experimenty na Matematicko-fyzikální fakultě UK v Praze (převzato se svolením Františka Lustiga) Elektromagnetická indukce

http://kdt-20.karlov.mff.cui.cz V experimentu je možno vzdáleně otáčet cívkou v magnetickém poli. Snímá se indukované napětí při různých rychlostech otáčení. Naměřené průběhy indukovaného napětí lze stáhnout např. do Excelu a dále je zpracovávat. Lze určovat např. jenom pouze počet otáčet, určovat velikost indukovaného napětí a pro žáky středních škol počítat magnetický tok při různých rychlostech otáčení cívkou v magnetickém poli.

název 4. kapitoly

66

Přeměna solární energie Voltampérová charakteristika fotovoltaického článku (fotodiody)

http://kdt-4.karlov.mff.cuni.cz Měříte voltampérové charakteristiky fotovoltaického článku při různých intenzitách osvětlení. Pokročilí experimentátoři mohou stanovit účinnost převodu solární energie na elektrickou. Pro žáky středních škol je možno určit faktor plnění článku FF, maximální elektrický výkon fotovoltaického článku, aj. Data z voltampérové charakteristiky si lze stáhnout např. do Excelu a dále je zpracovávat. Meteorologická stanice v Praze

http://kdt-16.karlov.mff.cuni.cz Meteorologická stanice v Praze trvale měří teplotu, tlak, intenzitu slunečního záření a radioaktivní pozadí. Hodnoty sledovaných veličin jsou zaznamenávány a ukládány v minutových intervalech. Lze si zadat data z libovolného zaznamenaného časového intervalu. Data jsou zaznamenávána od roku 2003. Data si lze stáhnout např. do Excelu a dále je zpracovávat. Experiment si neklade za cíl být v pravém slova smyslu meteorologickou stanicí, protože ta by musela splňovat přísné normy. Realizovaný experiment dokazuje možnost monitorování různých fyzikálních veličin prostřednictvím internetu s jednoduchými technickými hardwarovými a softwarovými prostředky. WEB kamera umožňuje živý pohled na sledovanou lokalitu. Poznámka: Podobná meteorologická stanice je i na PdF v Trnavě a PřF v Olomouci. Lze proto porovnávat průběh počasí ve třech lokalitách. Dále lze porovnávat data např. v období prázdnin v různých rocích aj. Jedná se o práci s reálnými datovými soubory, procvičování práce v Excelu.

název 4. kapitoly

67 Regulace výšky vodní hladiny

http://kdt-14.karlov.mff.cuni.cz Regulační úloha “Řízení výšky vodní hladiny” umožňuje ovládání přítoku vody a snímání výšky vodní hladiny pomocí dvou sond. Čerpadlo může současně ovládat několik připojených návštěvníků, potom se trochu "přetahují" o řízení. Úloha je hravá, je naší historicky nejstarší vzdálenou laboratorní úlohou z roku 2002. Mapování magnetického pole

http://kdt-27.karlov.mff.cuni.cz Experiment umožňuje interaktivní proměření magnetického pole Helmholtzových cívek. Magnetické pole se snímá v XY rovině pomocí dvojice Halových sond. Je možnost proměřit každou cívku samostatně, případně obě cívky v paralelním, či antiparalelním zapojení. Data v závislosti na XY poloze lze stáhnout např. do Excelu a dále je zpracovávat.

název 4. kapitoly

68 Monitorování přirozeného radiačního pozadí

http://kdt-26.karlov.mff.cuni.cz Dlouhodobé monitorování radioaktivního pozadí je prováděno v budově MFF UK v Praze. Geigerovým-Műllerovým čítačem se zaznamenávají minutové, hodinové a celodenní četnosti. Lze si zadat data z libovolného zaznamenaného časového intervalu. Například jsou uložena data před a po havárii jaderné elektrárny Fukušima a únik radioaktivního chlóru v Maďarsku. Data si lze stáhnout např. do Excelu a dále je zpracovávat. Data jsou přirozená náhodná čísla. Zájemci mohou na nich ověřit Poissonovo rozdělení četností přirozeného radiačního záření. Radiační pozadí na různých místech v Google mapě

http://kdt-1.karlov.mff.cuni.cz Experiment měří přirozené radiační pozadí na několika různých místech (Praha, Olomouc, Sofie). Data se zaznamenávají v minutových, hodinových a denních intervalech. Data za zvolený časový interval lze zobrazit nebo stáhnout. Data v textové podobě lze přenést např. do MS Excelu a dále zpracovávat. Studium radioaktivity a základní způsoby ochrany před ionizujícím zářením Soubor tří úloh – ochrana vzdáleností před radioaktivním zářením, ochrana stínicím materiálem před radioaktivním zářením a studium radiačního pozadí. Vzdálený experiment se skládá drobného zdroje záření gama o energii 60 keV (241Am, 300 kBq; záření alfa je odstíněno) a ze dvou GeigerovýchMüllerových čítačů. Jeden monitoruje přírodní radioaktivní pozadí, druhý je připevněn k XY polohovacímu zařízení, které uživateli umožňuje měnit jednak vzdálenost od zářiče, jednak stínicí vrstvy různých tlouštěk (0 mm až 2,5 mm po 0,5 mm, měď Cu) a navíc z různých materiálů (Al, Fe, Pb – tloušťky 1,0

název 4. kapitoly

69

mm; vzduch) pro kvalitativní srovnání stínicích účinků jiných kovů. Uživatelé si mohou naměřit vlastní data (např. automatické měření opakuje měření v každém bodě třikrát), příp. stáhnout data z dlouhodobého měření, které server provádí automaticky a cyklicky ve všech pozicích v době, kdy není žádný uživatel přihlášen. Žáci se seznamují se zákonitostmi platnými pro radioaktivní rozpad jako příklad náhodného jevu a pro šíření záření v prostředí ve třech dílčích úlohách. Důležitou součástí úloh je využití statistického zpracování ke kvalitativnímu popisu a pochopení významu počtu opakování měření (velikosti statistického souboru) a významu aritmetických průměrů, které při větším počtu měření vytvoří takřka hladkou křivku, s níž můžeme srovnávat teoretickou závislost. Studium radioaktivity – Ochrana vzdáleností

http://kdt-38.karlov.mff.cuni.cz V úloze se žáci mohou přesvědčit, jak klesá naměřený počet pulsů s rostoucí vzdáleností od zářiče. Zákon převrácených čtverců však nemůže souhlasit s naměřenou závislostí přesně, protože nejsou splněny podmínky jeho odvození – terčík v zářiči není bodovým zdrojem a účinná plocha Geigerova-Müllerova čítače poblíž zářiče neodpovídá sférické ploše. Úloha je tedy vhodná pro pokročilejší zájemce o fyziku a vyžaduje diskusi nesouladu měření s teoretickou závislostí.

5.6 Integrovaný e-Learning pro fyziku Nová strategie vzdělávání „Integrovaný e-Learning (INTe-L)“, kterou navrhli F. Schauer, M. Ožvoldová a F. Lustig a kterou realizují ve výuce. Nosnou ideou strategie je využívání experimentu a to laboratorního počítačem podporovaného experimentu, reálného vzdáleného experimentu a interaktivních simulací ve všech formách výuky. Interaktivní simulace jsou zde považovány za virtuální experiment. První slovenská přírodovědná e-laboratoř volně přístupná prostřednictvím internetu je vybudována na katedře fyziky Pedagogické fakulty Trnavské univerzity. Pro strategii INTe-L uvádějí autoři následující motivaci a pedagogické důvody: Prvá motivace byla ryze praktická – klesající úroveň fyzikální výuky a jejich výsledků a rovněž i povážlivě ohrožená popularita fyziky jako předmětu mezi studenty. Fyzika je jedním z nejvíce obávaných předmětů na základních i

70

název 4. kapitoly

středních školách, ale i na nefyzikálních univerzitách. Nejzávažnějším důsledkem pak je, prudce klesající úroveň fyzikálních znalostí (McDermott, Redish, 1999) a rovněž i klesající počty hodin výuky fyziky, přičemž tento proces pokračuje více jak dvě dekády. Nejpravděpodobnější příčinou tohoto stavu je způsob, jakým je fyzika mladé generaci zprostředkována. Druhý důvod pro zamýšlení a zavedení INTe-L byla inspirační práce C. Wiemana a K. Perkinse (2005) vybízející ke změně v technologii výuky, nabízející k řešení využití pokročilých simulací. Proto Univerzita v Coloradu založila velmi instruktivní doménu PhET (Physics Education Technology) s mnoha simulacemi, které pokrývají nejen běžný rozsah fyzikálního univerzitního kurzu, ale i biologii, chemii a matematiku. Thomsen a spolupracovníci (2005) zavedli nový přístup k výuce fyziky, který nazvali eLTR (eStudium, eUčení a eVýzkum) již s využitím vzdálených experimentů. Právě zařazením e-Výzkumu, založeném na e-laboratoři a vzdálených experimentech prostřednictvím internetu, zaplnili chybějící článek v elearningu (Thomsen, 2005). Třetí motivace byla odvozena z výsledků vlastní činnosti autorů INTe-Lu v oblasti počítačem podporovaných experimentů z minulých asi dvaceti let, založených na software a hardware ISES (Schauer, 2006) a vzdálených experimentů postavených pomocí stejného systému (Schauer, 2008). Právě tyto práce umožnily úvahy a zavedení nové strategie vyučování. Definice strategie: INTe-L je interaktivní strategie vyučování a učení založená na pozorování jevů reálného světa pomocí reálných experimentů a využití simulací, které vedou ke zvládnutí základních rysů fyzikálních zákonů. INTe-L zahrnuje využití e-výukových prostředků, jako jsou e-učebnice, manuály a instrukční příručky, které poskytují informace a teoretický základ pro pochopení a kvantifikaci pozorovaných jevů. Implementace této strategie do výuky fyziky je velmi náročná, uskutečnitelná jen za rozhodující podpory informačních a komunikačních technologií, jelikož až nyní jsou vzdálené experimenty pro studium jevů reálného světa v e-laboratořích obecně a široce dostupné (Grőber, 2007). Stejně tak jsou dnes již dostupné simulační aplety ve formě e-simulací na univerzitě v Koloradu pro dynamické simulace a animace. Rovněž jsou již dnes dostupné i učební texty s odpovídajícími informacemi a teorií (Ožvoldová, 2007; INTe-L MOODLE kurz, 2007). S tímto ICT zázemím autoři navrhli a již i zavedli do praktické výuky strategii INTe-L. K základním komponentám systému INTe-L patří e-experimenty, esimulace a e-učebnice. E-experimenty. Ty mohou být jak vzdálené, tak i laboratorní. Technický pokrok ICT umožňuje již budovat e-laboratoře, dostupné po internetu – s úplnou sadou reálných interaktivních experimentů s přenosem dat, které mohou být globálně rozprostřené a dostupné pomocí libovolného počítače, připojeného k internetu, pomocí zcela běžných síťových služeb, jako je např. prohlížeč webovských stránek (Schauer, 2008), (Grőber, 2007). Tento nový výukový prostředek, donedávna ještě neexistující, umožňuje zavedení komplexního studia jevů reálného světa, založeném na sběru dat, jejich zpracování, vyhodnocení a interpretaci a následně srovnání s modelovými představami (viz laboratoře autorů strategie na www.ises.info a http://kf.truni.sk/remotelab) .

název 4. kapitoly

71

E-simulace. Simulace a modelování s využitím těch, které jsou na internetu, tak i z domácí dílny, je zcela nepostradatelné (Wieman, 2006). Slouží k demonstraci a vysvětlení pozorovaných jevů pomocí příslušných fyzikálních zákonů. Překvapivě převážná část dostupných simulací neposkytuje výstupy dat, která jsou nutná pro srovnání pozorovaných jevů a modelů. Proto v sofistikovaných simulacích je snaha vždy poskytovat data k potvrzení (vyvrácení) použitého modelu. E-učebnice. Učebnice pokrývají teorii, poskytují řešení problémů a cvičení, vysvětlení klíčových slov a testů k rychlé zpětné vazbě získaných informací (Ožvoldová, 2007). Nedávno byl na PdF Trnavské univerzity v Trnavě zaveden třísemestrální INTe-L kurz fyziky (– Mechanika, Tepelný pohyb a Nauka o kapalinách, – Elektřina a magnetismus a Kmity a vlny a – Optika, Fotony, Kvantová fyzika a Fyzika pevných látek) s využitím LMS systému MOODLE (LMS – Learning Management System) s plným využitím jak e-experimentů, e-simulací a e-učebnic (INTe-L MOODLE kurz).

Shrnutí kapitoly Reálný přírodovědný experiment je hlavní a vedoucí prostředek názornosti ve vyučování přírodovědným předmětům. Ostatní názorné prostředky jako jsou např. obrazy, schémata, grafy, videozáznamy experimentu, jsou doplňkem reálného experimentu. Uvedené názorné prostředky slouží k interpretaci přírodovědného obsahu reálného experimentu. Žák se při reálném fyzikálním experimentu učí pozorovat a potom popisovat reálné přírodovědné děje. Z hlediska toho, kdo experiment provádí, rozlišujeme demonstrační experimenty učitele a frontální žákovské experimenty. Z hlediska strategie provádění experimentů se jedná o ilustrační experimenty a problémové experimenty s pevnou logickou strukturou, která určuje strategii provádění experimentů. V dnešní době využití ICT začíná velkou roli hrát reálný počítačem podporovaný experiment a reálný vzdálený experiment. Ve fyzice INTe-L je interaktivní strategie vyučování a učení založená na pozorování jevů reálného světa pomocí reálných experimentů a využití simulací, které vedou ke zvládnutí základních rysů fyzikálních zákonů. K základním komponentám systému INTe-L patří e-experimenty, e-simulace a e-učebnice. Kontrolní otázky a úkoly: 1. Které typy experimentů znáte z hlediska fází vyučovací hodiny? 2. Které typy experimentů znáte z hlediska počtu žáků, kteří je řeší? 3. Uveďte strategii učitele přírodovědného předmětu při provádění demonstračních experimentů. 4. Jaké požadavky jsou kladeny na demonstrační experiment učitele přírodovědného předmětu z pozic žáka? 5. Uveďte strategii učitele přírodovědného předmětu při provádění frontálních žákovských experimentů. 6. Které problémy vznikají při provádění frontálních žákovských experimentů v přírodovědných předmětech? 7. Jaké požadavky jsou kladeny na frontální žákovské experimenty v přírodovědných předmětech z pozic žáka?

72

název 4. kapitoly

Korespondenční úkoly KÚ 1 Vyberte a připravte strategii konkrétního demonstračního problémového experimentu s využitím multimediálního vzdělávacího objektu . Proveďte experiment s výkladem. KÚ 2 Vyberte a připravte strategii konkrétního žákovského frontálního skupinového počítačem podporovaného experimentu. Proveďte v rámci skupinového vyučování se třídou žáků. KÚ 3 Vyberte vzdálený experiment na http://www.eEdu.eu nebo na http://www.ises.info nebo na http://kf.truni.sk/remotelab. Proveďte vzdálený experiment. Citovaná a doporučená literatura - ČERŇANSKÝ, P. Teoretické základy Integrovaného e-Learningu (INTe-L). In Sborník DIDFYZ, 2012. - DROZD, Z., BROKMEYEROVÁ, J. Experimenty z volné ruky. Praha: Prometheus, 2004. - FEĎÁK, V. (ed.) Využitie informačných a komunikačných technologií v predmete fyzika pre stredné školy. Učebný materiál – modul 3. Košice: elfa, 2010. ISBN 978-80—8086.146-9. - GRÖBER, S., VETTER, M., ECKERT, B., JODL, H. J.: Experimenting from a Distance – Remotely Controlled Laboratory (RCL), Eur. J. Phys., Vol. 28, No. 5, 2007, 127-141. - INTe-L MOODLE kurz, Fakulta Informatiky, Univerzita T. Bati v Zlíne, 2008, http://vyuka.fai.utb.cz/course/view.php?id=112, (1.2.2011). - KRBEČEK, M., SCHAUER, F. Vzdálený experiment pro učitele. In Sborník DIDFYZ, 2012. - KREMPASKÝ, J., SCHAUER, M., OŽVOLDOVÁ, P., ČERŇANSKÝ, P. Učitel prírodných vied pre tretie tisícročie. Trnava: VEDA, 2011. ISBN 978-80-8082-440-2. - McDERMOTT, L. C., REDISH, E. F.: Resource Letter: PER-1: Physics Education Research, Am. J. Phys., Vol. 67, No. 9, 1999, 755-767. - OŽVOLDOVÁ, M., ČERVEŇ, I., DILLINGER, J., HALÚSKOVá, S., LAURINC, V., HOLÁ, O., FEDORKO, V., ŠTUBŇA, I., JEDINÁK, D., BEŇO, M.: Multimediálna učebnica fyziky I., Trnavská univerzita PdF, Trnava, 2007, CD - ISBN 978-80-8082-127-2. - OŽVOLDOVÁ, P., GERHÁTOVÁ, Ž., KOSTELNÍKOVÁ, M. Integrovaný e-learning na základnej a strednej škole. In Sborník DIDFYZ, 2012. - SCHAUER, F., OŽVOLDOVÁ, M., LUSTIG, F. Integrovaný e-learning – nová metóda výučby demonštrovaná na príklade kmitov. In Zborník z konferencie Vzdelávanie v zrkadle doby. I. diel. Nitra: PdF UKF Nitra, 2006, s. 228-234. ISBN 80-8050-995-6. - SCHAUER, F. Integrovaný e- Learning -nový trend ve výuce se vzdálenými laboratořemi. In Sborník DIDFYZ, 2012. - SCHAUER, F., KUŘITKA, I., LUSTIG, F.: Creative Laboratory Experiments for Basic Physics Using Computer Data Collection and Evaluation Exemplified on the Intelligent School Experimental System

název 4. kapitoly

-

-

-

73

(ISES), Innovations 2006: World Innovations in Engineering Education and Research, iNEER Special Volume, 2006, 305-312, ISBN 0-9741252-5-3. SCHAUER, F., LUSTIG, F., DVOŘÁK, J., OŽVOLDOVÁ, M.: An Easyto-Build Remote Laboratory with Data Transfer Using the Internet School Experimental System, Eur. J. Phys., Vol. 29, 2008, 753-765. SVOBODA, E. Fyzika – experimenty s jednoduchými pomůckami. Praha: Prometheus, 2004. SVOBODA, E., HOUDEK, V., SVOBODA, M. Experimenty z fyziky na střední škole 1. Praha: Prometheus, 2004. SVOBODA, E., HOUDEK, V., SVOBODA, M. Experimenty z fyziky na střední škole 2. Praha: Prometheus, 2004. SVOBODA, E., HOUDEK, V., SVOBODA, M. Experimenty z fyziky na střední škole 3. Praha: Prometheus, 2004. SVOBODA, E., HOUDEK, V., SVOBODA, M. Experimenty z fyziky na střední škole 4. Praha: Prometheus, 2004. THOMSEN, C., JESCHKE, S., PFEIFFER, O., SEILER, R.: e-Volution: eLTR - Technologies and their Impact on Traditional Universities, Proceedings of the Conference: EDUCA online, ISWE GmBH, Berlin, 2005. University of Colorado at Boulder, Interactive Simulations, http://phet.colorado.edu/new/index.php, (1.2.2011). WIEMAN, C., PERKINS, K.: A Powerful Tool for Teaching Science, Nature Physics, Vol. 2, 2006, 290-292. WIEMAN, C., PERKINS, K.: Transforming Physics Education, Physics Today, Vol. 58, 2005, 36-41.

http://phet.colorado.edu/new/index.php http://www.ises.info http://kf.truni.sk/remotelab http://www.eEdu.eu,

název 5. kapitoly

75

6 Motivace v přírodovědném vzdělávání V této kapitole se dozvíte:  o vnitřní a vnější motivaci žáka,  o teoriích motivace Maslowa, očekávání, spravedlnosti,  o motivaci žáků k učení na základě potřeb poznávacích, sociálních a výkonových,  o školní výkonové motivaci a jejím měření. Po jejím prostudování byste měli být schopni:  motivovat žáky na základě jejich osobnostních charakteristik,  měřit školní výkonovou motivaci žáků,  vybrat a použít vhodné aktivizační metody a formy k motivaci žáků. Průvodce studiem Z psychologického hlediska je pojem motivace chápán jako duševní proces související se zvýšením, popřípadě snížením aktivity. Podstatou motivace je zaměření a aktivace žáka. K tomu slouží aktivizační metody a formy. V dnešní době, kdy až třetina žáků nemá zájem zlepšit své výsledky vzdělávání, je třeba zvláště často používat právě aktivizační metody a formy. Motivace je vnitřní nebo vnější faktor nebo soubor faktorů vedoucí k energizaci organismu. Motivace usměrňuje naše chování a jednání pro dosažení určitého cíle. Vyjadřuje souhrn všech skutečností – radost, zvídavost, pozitivní pocity, radostné očekávání, které podporují, nebo tlumí jedince, aby něco konal, nebo nekonal. Motivy jsou osobní příčiny určitého chování – jsou to pohnutky, psychologické příčiny reakcí, činností a jednání člověka zaměřené na uspokojování určitých potřeb. Za základní formu motivů jsou pokládány potřeby, ostatní formy se vyvíjejí z potřeb. Potřeba je stav nedostatku nebo nadbytku něčeho, co nás vede k činnostem, jimiž tuto potřebu uspokojujeme. Potřeby můžeme dělit na - biologické (primární, vrozené) – potřeba dýchaní, potravy, bezpečí, spánku apod., - sociální (získané) – kulturní (vzdělání, kulturní život apod.) a psychické (radost, štěstí, láska apod.). Z psychologického hlediska je pojem motivace chápán jako duševní proces související se zvýšením, popřípadě s poklesem aktivity. Projevuje se napětím, neklidem a činností směřující k vyrovnání porušené rovnováhy organismu. V zaměření motivace se uplatňuje osobnost jedince, jeho hierarchie hodnot i dosavadní zkušenosti, schopnosti i dovednosti. Podstatou procesu motivace je zaměření a aktivace jedince, což bývá vyjadřováno v termínech pudy, potřeby, zájmy, ideály apod. - Pud – vrozená pohnutka činnosti, označení pro energii nebo cílenou činnost až nutkání, např. pud pohlavní, mateřský apod. - Zájem – získaný motiv, který se projevuje kladným vztahem člověka k předmětům nebo činnostem, které ho upoutávají po stránce poznávací nebo citové, vyhraněný zájem označujeme pojmem záliba.

název 5. kapitoly

76 -

Aspirace (ambice) – snaha o sebeuplatnění, vyniknutí, někdy se označuje také jako ctižádost. Cíl – uvědomělý směr aktivity, když chceme něčeho dosáhnout, něco vykonat, něčemu se vyhnout, něco dělat, či nedělat apod. Ideály – jsou vzorové cíle, např. ideál životního partnera, způsobu života apod. Zvyk – tendence vykonávat za určitých okolností určitou činnost.

Existuje mnoho teorií motivace. Patří k nim např. - behaviorální teorie motivace – zdroj motivace je úsilí dosáhnout příjemných důsledků chování a snaha vyhnout se důsledkům nepříjemným, tj. hlavním motivačním činitelem je vnější odměna; - humanistická teorie motivace – realizace svých vlastních vývojových možností, důležité je prostředí s otevřeným osobním vztahem, cesta od přijetí každého jedince k postupnému růstu autonomie žáka; - kognitivní teorie motivace – důraz je kladen na význam poznávacích procesů pro chování člověka, člověk jako zpracovatel informací (logický výsledek shromáždění nutných poznatků a výsledného rozhodnutí člověka). Z historického hlediska se jedná o teorii motivace A. Maslowa, která vychází z lidských potřeb, dále expektační teorie V. H. Vrooma, teorie motivace spravedlnosti atd.

6.1 Teorie motivace podle A. Maslowa Americký psycholog Abraham Harold Maslow (1908–1970) je jedním ze zakladatelů humanistického proudu v psychologii. Základním předpokladem motivování podle A. Maslowa je znalost potřeb člověka. A. Maslow je autorem stupňovitého řazení potřeb, které v hierarchickém systému organizoval podle jejich naléhavosti pro člověka. Potřeby vyšší se objevují až po uspokojení potřeb nižších. Člověk má obvykle potřebu seberealizace, pokud není hladový, je v bezpečí, milován a uznáván. Např. člověk netouží po nových závěsech do pokoje nebo obraze (5. stupeň), když je ohrožován nějakou katastrofou nebo je hladový (nenaplněný 1. a 2. stupeň). Motivace člověka začíná potřebami, které existují v každém z nás. Jestliže tyto potřeby nejsou uspokojeny, stanovíme si cíl, buď vědomě, nebo podvědomě, a jednáme tak, abychom tohoto cíle úspěšně dosáhli. Neuspokojená potřeba vytváří napětí fyzické nebo psychické, které vede ke krokům směřujícím k uspokojení potřeby, a tím i ke snížení napětí. A. Maslow uspořádal potřeby člověka v určité vzestupné hierarchii od těch nejzákladnějších: - fyziologické potřeby, - potřeba bezpečí, jistoty, - potřeba lásky, sounáležitosti, - potřeba uznání, úcty, - potřeba seberealizace. Hierarchie lidských potřeb patří k nejvýznamnějším příspěvkům A. Maslowa v psychologii. Tyto potřeby zpravidla zobrazoval jako pyramidu, viz obr. 6.1: - potřeba seberealizace – naplnit své možnosti růstu a rozvoje, - potřeba uznání, úcty – být vážený, mít úspěch v očích jiných lidí a na tomto základě být sám sebou kladně hodnocen,

název 5. kapitoly

77

- potřeba lásky, sounáležitosti – vede k touze někam a k někomu patřit, být přijímán a milován, - potřeba bezpečí, jistoty – projevuje se především vyhýbáním se všemu neznámému, neobvyklému či hrozivému, - fyziologické potřeby – potřeba potravy, tepla, vyměšování.

Obr. 6.1 Maslowova pyramida lidských potřeb Nejzákladnější potřeby (fyziologické, bezpečí, sounáležitosti a úcty) Maslow označuje jako nedostatkové potřeby (potřeby deficience), pátou kategorii (seberealizace) pak jako růstovou potřebu. Obecně platí, že níže položené potřeby jsou významnější a jejich alespoň částečné uspokojení je podmínkou pro vznik méně naléhavých a vývojově vyšších potřeb. Toto však nelze říci zcela bezvýhradně a je doloženo, že uspokojování vyšších potřeb (estetických, duchovních) může napomoci v mezních situacích lidského života, ve kterých je možnost uspokojování nižších potřeb omezena, např. v prostředí koncentračních táborů.

6.2 Teorie motivace očekávání Autorem teorie motivace očekávání (expektační) je V. H. Vroom (1970). Tvrdí, že motivace je proces zaměřený na budoucnost – proto se daleko více týká očekávání než uspokojení. Opírá se o hypotézu, že lidé se přikloní k takovému jednání, které jim přinese největší užitek. Expektační teorie je samozřejmě mnohem složitější, než stručné shrnutí uvedené v předchozím odstavci, a také neskonale náročnější na praktické uplatnění. Její jádro tvoří určitý názor na to, jaké je vlastně spojení mezi odměnou na straně jedné a chováním nebo jednáním daného člověka na straně druhé. Tvrdí, že proto, aby odměna skutečně motivovala k žádoucímu chování, je nutné, aby současně: 1. odměna měla pro odměňované kladnou hodnotu, 2. výkon musí vést k odměně, 3. chování musí vést k výkonu. Každá z těchto složek je nezbytná, a pokud některá chybí nebo je slabá, je tím oslaben celý řetězec a motivace chování je nedostatečná.

název 5. kapitoly

78

Zpravidla jsou uvedené tři složky nazývány (ve stejném pořadí): 1. valence, značená ve vzorci uvedeném níže jako V, 2. instrumentalita, značená písmenem I, 3. expektace, značená E. Teorie dokonce poskytuje vzorec jako určité vodítko pro orientační výpočet motivační síly MS určité kombinace faktorů: MS = E × Σ (I × V)

Obr. 6.2 Motivační síla Ve výsledku se tedy jedná o komplexní „vektorový prostor“, kde se sčítá a násobí mnoho proměnných. Vzorec MS = E × Σ (I × V) lze číst tak, že „motivační síla je rovna součinu expektace krát součet násobků každé instrumentality vynásobené její příslušnou valencí“. Co se skrývá za jednotlivými pojmy? - Valence v motivační teorii označuje hodnotu odměny pro daného jednotlivce. Jinými slovy to znamená, na co bude ten nebo onen člověk kladně reagovat (peníze, uznání, respekt, titul, odměna aj.). Často se pro vyčíslení valence používá stupnice od -100 bodů do +100 bodů. - Instrumentalita se týká toho, jak je vnímán vztah mezi pracovním výkonem a příslušnou odměnou, čili toho, jak přímá je souvislost mezi tím, co a jak člověk dělá, a tím, co za to získá. Instrumentalitu můžeme měřit na stupnici od -100 bodů do +100 bodů. - Expektace popisuje vnímaný vztah mezi úsilím a výkonem. Této složce se někdy říká „expektace úsilí – výkon“, a označuje se symbolem E. V našem výkladu ji budeme nazývat expektace. Je jí míra, v níž daný subjekt vnímá souvislost mezi vlastním úsilím, snahou a výsledným výkonem. Expektaci můžeme měřit na stupnici od -100 bodů do +100 bodů.

název 5. kapitoly

79

Příklad z praxe: Představte si třešňovou alej, která je oplocena a hlídána hlídačem se psem. Jde kolem chlapec CH, který má rád třešně (vysoká valence V), ale není schopen přelézt plot (malá instrumentalita I), také si je nejistý, zda by vylezl na strom (malá instrumentalita I) a utekl před psem (malá instrumentalita I). Proto jeho motivační síla MS (úsilí) nevznikne a jde dál. Jde kolem chlapec Č, čahoun, který je schopen přelézt plot, vylézt na strom a popř. utéci psovi a hlídači (vysoká instrumentalita I), ale třešně mu nechutnají, dokonce u něho vyvolávají alergickou reakci (malá valence V). Proto jeho motivační síla MS (úsilí) také nevznikne a jde dál. (Převzato z časopisu Úspěch vydávaného Akademií produktivity a inovací. Autor článku: Ph.Dr. Luděk Vajner, nezávislý konzultant.)

6.3 Teorie motivace spravedlnosti Autorem této teorie je J. A. Adams. Důležitým faktorem motivace je pocit jednotlivce, že struktura odměny je spravedlivá. Její podstata je dána vztahem:

Požadavkem je, aby poměr mezi výsledky a vstupy u sledované osoby byl stejný jako u kterékoliv osoby. Výkon je přizpůsobován míře užitku, který člověk pociťuje. Příklad z praxe (časopis Úspěch): V jedné výrobní firmě, kde jsme bodovali pracovní místa (systém vytváření mzdových úrovní) a zařazovali pracovníky do mzdových pásem, nastala tato situace: jeden nástrojář si stěžoval na to, že dělník v muničním skladu má z hlediska dosažených bodů svoji pracovní pozici stejně ohodnocenou, jako je jeho. Divil se, jak je to možné, že člověk, který má jen základní vzdělání, který dělá velmi jednoduchou práci, je takto ohodnocen. Že je to spravedlivé, uznal až po analýze bodového ohodnocení, kde jsme mu ukázali, že body, které on získal za svoji kvalifikaci a zkušenost, má dělník v muničním skladu za každodenní riziko. V rámci našich úvah o motivaci zaměstnanců si na závěr přečtěte výsledky práce různých zaměstnanců organizací na téma: Co mne motivuje? Výčet není nijak systematizován, slouží jen pro vaši inspiraci. Co mne motivuje? Pravidelný příjem, jistota trvalejšího zaměstnání, práce v dobrém kolektivu, seberealizace, vidina úspěchu, zpětná vazba (uznání, pochvala, odměna), profesní růst, různorodost práce, reálné zadávání úkolů, možnost vzdělávání, pověst a stabilita firmy, ostatní mi nezávidí, ochota druhých spolupracovat, reálné cíle, objektivní složky při přidělování prémií, příklad manažera, vstřícnost jiných oddělení, možnost ovlivnění pohyblivé složky mzdy, existence týmového ducha, dobrý plat, dostatek volného času, perspektiva profesního postupu, nějaké výhody, neoficiální výhody (např. sociální), pocit uspokojení z vysoce kvalitní práce, perspektiva prohloubení odbornosti, lehká a nenáročná práce, cestování, měnící se a různorodá práce, vědomí užitečnosti, získání osobního postavení nebo moci, příjemné pracovní podmínky, přesné informace o tom, co mám dělat, určitá volnost při

název 5. kapitoly

80

rozhodování, pocit sounáležitosti, získání respektu u druhých nebo zvýšení sebeúcty, veřejné ocenění, vědomí, že přispívám dobré věci, možnost podílet se na chodu organizace, informace, možnost růstu na těžkých úkolech, že se mne ptají na názor, možnost zapojit se do rozhodování, mám to blízko do práce, možnost postupu a kariéry, možnost vzdělávat se, image firmy, perspektivnost firmy, firemní kultura, benefity, samotná práce, služební automobil.

6.4 Motivace žáků k učení Motivace k učení a získávání nových vědomostí je dalším z významných předpokladů efektivního učení. Motivace k učení je proces vnitřního zdůvodnění potřeby jedince se učit. Podle intenzity a délky trvání rozlišujeme motivaci krátkodobou a dlouhodobou. Krátkodobá motivace je intenzivnější, silnější, vydrží však kratší dobu. Je specifická u mladších lidí, např. dětí a žáků ZŠ. Dlouhodobá motivace se vyskytuje u zralejších, starších jedinců, vyžaduje velkou míru sebezapření a cílevědomosti, např. u studujících na vyšších vzdělávacích úrovních. Správně motivovat žáky a nadchnout je pro učení je důležitou dovedností a velkou výzvou pro každého učitele. Pokud to učitel umí, významně zvyšuje výsledky učení. Proto je velmi důležité, aby si učitel pro každou vyučovací hodinu připravil nejen vlastní obsah hodiny a s ním i související kroky, ale aby si cíleně připravil i způsob, jak bude žáky motivovat. Motivace žáků ve výuce – z pohledu učitele: Na této motivaci se podílejí učitel, žáci, rodiče a další činitelé 1. vytváření adekvátního obrazu o žácích, 2. učitelovo očekávání, 3. probouzení poznávacích potřeb žáků, 4. rozvíjení sociálních potřeb žáků, 5. probouzení výkonové motivace, 6. využití odměn a trestů, 7. eliminace pocitu nudy, 8. prevence strachu ze školy, z předmětu, ze zkoušení. Východiska motivace žáka: - vnitřní pohnutky – potřeby žáka, - vnější popudy – incentivy. Vnitřní motivace žáka: Žáci jsou vnitřně motivováni k zapojení se do učební činnosti, když si uvědomují, že účastí na ní uspokojí nějakou svou potřebu. Vnitřně motivovaní žáci vnímají aktivní účast jako něco, co jim přímo přinese užitek. Učení žáka se stává aktualizací žákových potřeb, např. řešení problémových úkolů, vlastní volba témat žákem, nová zajímavá témata pro žáka. Také samotnou učební činnost považují žáci za hodnotnou.

název 5. kapitoly

81

Vnitřní motivace učební činnosti vzniká aktualizací žákových potřeb: -

poznávací potřeby – hledisko procesu poznávání a získávání nových poznatků, sociální potřeby – hledisko sociálních vztahů působících během učební činnosti a jako důsledek jejích výsledků, výkonové potřeby – hledisko úrovně obtížnosti úkolů kladených na žáka.

a) Poznávací potřeby - potřeba smysluplného receptivního poznávání, tj. potřeba získávat nové poznatky, informace, - potřeba vyhledávání a řešení problémů. Poznávací potřeby můžeme aktualizovat situacemi a úlohami, které mají tyto znaky: - novost, - neurčitost, - překvapivost, - problémovost, - tvořivost, - neobvyklost, - vyvolání pochybnosti – rozporuplnost, - záhadnost, - možnost objevovat, experimentovat. b) Sociální potřeby - potřeba pozitivních vztahů (afiliace) a obava z odmítnutí, - potřeba sociálního vlivu, prestiže. Sociální potřeby můžeme aktualizovat: - skupinové vyučování, - kooperativní vyučování, - projektové vyučování, - týmová práce, - diskuse, hry, - klima tolerance, přátelství mezi žáky, - poskytování sociální opory. c) Výkonové potřeby - potřeba úspěšného výkonu, tj. žáci jsou pracovití, cílevědomí, pracují plánovitě, nevzdávají se, snadné úkoly pro ně nejsou zajímavé, usilují o úspěch a poznání, vytrvalost při řešení úkolů, úspěch připisují schopnostem a úsilí, neúspěch spíše nedostatku úsilí atd., - potřeba vyhnutí se neúspěchu, tj. žáci pracují s úzkostí, vyhýbají se výkonovým situacím, neradi soutěží, hlavním motivem je strach, žáci unikají ze situací, kde hrozí neúspěch, úspěch připisují např. náhodě, neúspěch vidí např. ve svých schopnostech, atd. Výkonové potřeby můžeme aktualizovat: - pozitivní hodnocení, posilování pozitivního chování, - individuální vztahová norma,

název 5. kapitoly

82 -

přiměřené až vysoké nároky v procesu učení se žáka, což vyžaduje u učitele dobrou znalost aktuálního stavu žákových vědomostí, dovedností a poznatků, poskytování zpětné vazby, výchovné působení ve škole i v rodině, dát žákovi možnost zažít úspěch.

Čeho se vyvarovat? - autokratický styl výchovy a vyučování, - strnulost a jednostrannost vyučovacích metod, přístupů, úkolů, - fádnost až nudnost vyučování, - malá návaznost vyučování na praktický život, tj. chybí smysluplnost učení, - malá tvořivost, nerozvíjení fantazie, originality, flexibility myšlení, neřeší se problémy, - velké množství informací bez možnosti práce s nimi, - důraz na známkování, zvláště zahrnuje-li učitel do známek i výchovné problémy, tj. zapomínání, neplnění úkolů atd., - zdůrazňování soutěží, neustálé srovnávání žáků, dělení na „chytré“, „hloupé“ nebo dělení žáků podle stupňů známek, … Vnější motivace žáka: Žáci mají pro učení vnější motivaci tehdy, když chtějí získat nějakou odměnu, která byla uměle spojena s provedením činnosti, nebo když se chtějí vyhnout nepříznivým následkům, které byly záměrně stanoveny za nespolupracující chování. Žák se učí pod vlivem vnějších motivačních činitelů, např. očekávané odměny, trestu, známky atd. Žáci získávají vnější motivaci k provádění učebních činností na základě zkušeností, kdy bylo spolupracující chování kladně zpevněno odměnami, které nemají přímou souvislost s učební činností samotnou. Samozřejmě je lepší u žáků budovat vnitřní motivaci. Tu však mohou mít pouze v případě, pokud jsou učební činnosti připraveny a vybrány tak, aby jim pomohly dosáhnout cílů, které jednoznačně uspokojují jejich potřeby. K podnícení zájmu a k vnitřní motivaci je vhodné využít problémové učení. Druhy vnější motivace (Lokšová, Lokša, 1999): - externí motivace – iniciace výhradně vnějšími činiteli, např. učím se proto, abych se vyhnul trestu, - regulace pasivně převzatá – zvenku přejaté, ale vnitřně neakceptované chování, např. učení mne sice nepřesvědčuje, ani nevím, proč se učit, ale má se to, a proto to dělám, kdybych to nedělal, cítil bych se špatně, měl bych pocit viny, - identifikovaná regulace – přijetí dané hodnoty za svou a identifikace s požadovaným chováním, např. uvědomuji si, proč se mám učit, je to pro mne důležité, - integrovaná regulace – asimilace určitého vnějšího činitele s ostatními zájmy, hodnotami, potřebami, např. učím se z plného vnitřního přesvědčení, z vlastní vůle. Inspirace pro zvýšení zájmu žáků o učení: - Učitel by měl ukázat, že i jeho vyučovaná problematika zajímá, je pro ni zapálený.

název 5. kapitoly

-

-

83

Učitel by se měl zaměřit na zajímavosti, spíše klást otázky než předkládat fakta. Učitel by měl stále uvádět souvislosti mezi tím, co učí, a běžným životem, přinášet konkrétní předměty, promítat videa, organizovat exkurze, setkání s odborníky. Učitel by měl vést žáky k tvořivosti, aktivitě a sebeprezentaci. Učitel by měl často měnit aktivity žáků, zařazovat překvapivé a nové činnosti. Učitel by měl používat skupinové techniky práce, soutěže, výzkumná šetření. Učitel by měl přizpůsobit učení způsobu života žáků. Učitel by měl přidat svému předmětu lidský rozměr (přirozenost učení).

6.5 Školní výkonová motivace žáků Efektivitu učení se žáka ovlivňuje výkonová motivace žáků. Tato motivace se skládá z potřeby (snahy) dosáhnout úspěšného výkonu ve škole a z potřeby vyhnout se školnímu neúspěchu (obavy ze selhání či neúspěchu). Poměr těchto potřeb ovlivňuje přístup a chování žáků ve školních výkonových situacích, tj. efektivitu učení žáka. 6.5.1 Výkonová motivace – obecný úvod do problematiky Výkonovou motivací se z teoretického hlediska již od padesátých let minulého století zabývá mnoho psychologů (McClelland, Atkinson, Clark, Heckhausen, Kuhl, Raynor, Rheinberg, u nás především Man, Hrabal, Pavelková). Existuje celá řada modelů výkonové motivace. V našich úvahách a hlavně při konstrukci použité metody vycházíme především z Atkinsonovy teorie (1974) a z Heckhausenova rozšířeného kognitivního modelu motivace (Heckhausen, 1980, 1991). Heckhausenův rozšířený kognitivní model je zvlášť významný jednak proto, že zohledňuje časovou perspektivu jedince, a jednak proto, že se snaží o teoretické řešení motivace ve škole, kde motivace nemůže být pouhou sumarizací jednotlivých motivů, motivačně účinné jsou různé druhy očekávání (očekávání „situace – výsledek“, očekávání „aktivita – výsledek“, očekávání „situace – aktivita – výsledek“, očekávání „výsledek – následek“). Význam mají i jiné motivační proměnné, jako je například pocit soustředěnosti na věc, pocit, že požadavky úkolu jsou splněny, nebo jistota, že jsou vytvořeny předpoklady pro dosažení dlouhodobých (nadřazených) cílů a podobně. Atkinson ve svém modelu sjednocuje nálezy výzkumu výkonové motivace a výzkumu úzkostnosti. Teorie výkonové motivace je pak založena na představě nezávislosti potřeby úspěšného výkonu a potřeby vyhnutí se neúspěchu. Potřeba úspěšného výkonu a potřeba vyhnutí se neúspěchu jsou základem výkonové orientace, skládající se dále ze stupně přitažlivosti výkonové aktivity pro jedince a subjektivní pravděpodobnosti očekávaného výsledku. Výsledná orientace člověka ve výkonové situaci pak závisí na převaze jedné nebo druhé tendence. Vztah k výkonu není u všech žáků stejný (Pavlas, 2011). Značná část sice pociťuje v úkolové situaci potřebu dosáhnout úspěšného výkonu, současně se však do jisté míry i obává neúspěchu a pociťuje potřebu vyhnout se mu. Učitel

84

název 5. kapitoly

sice nemůže tyto potřeby přímo pozorovat, má však možnost pozorovat u žáků různou míru zaujetí úkolem a různou míru nasazení při práci na úkolu. Příklady: Všímá-li si pozorně chování žáků v úkolových situacích, může u některých z nich pozorovat určité projevy obav, zatímco u jiných žáků jednoznačné zaujetí úkolem. Může pozorovat, že někteří žáci mají tendenci se při výskytu překážky (většího problému) vzdávat, jiní mají tendenci se nevzdat a vytrvat. Odlišnost můžeme zjistit i v tom, co žáci považují za úspěch a neúspěch a jak na úspěch a neúspěch reagují. Někteří žáci reagují efektivně, jak v případě úspěchu, tak i neúspěchu, jiní specificky – rozdílně v situaci úspěchu a neúspěchu. Jeden žák dostane pětku a je demotivován a studijní úsilí ještě více klesá, pro jiného je špatná známka impulsem pro zvýšené úsilí. U různých žáků může učitel pozorovat různou aspirační úroveň, někteří žáci adekvátně aspirují – kladou si přiměřené cíle, preferují úkoly střední obtížnosti, jiní žáci mají neadekvátní aspirace, preferují pro sebe příliš lehké úkoly, či úkoly neadekvátně obtížné. Někteří žáci rádi soutěží s ostatními a velmi je zajímají výsledky vlastní práce, jiní žáci se vyhýbají soutěžím a úkolovým situacím. Setkat se můžeme i s žáky, kteří vědí výsledek, znají řešení úkolu, ale nepřihlásí se. Naopak existují žáci, kteří si sice s výsledkem nejsou jisti, a přesto se přihlásí. Shrneme-li předchozí příklady, docházíme k závěru, že výkonové chování žáků se projevuje obecně v jejich postoji k úspěchu a neúspěchu a v preferenci cílů a je podmiňováno osobnostními charakteristikami žáka, jako je sebedůvěra a sebepochybování. Výkonová motivace podmiňuje aspirační úroveň jedince a je nutné jí věnovat pozornost, protože souvisí s rozvojem zdravého (realistického) sebehodnocení každého jedince. 6.5.2 Potřeba úspěšného výkonu a potřeba vyhnutí se neúspěchu S rozvojem jedincova Já se rozvíjí řada potřeb. Vývojově první nastupuje potřeba autonomie (samostatnosti), která se výrazně projevuje již ve stadiu osamostatňování se dítěte kolem třetího roku života. S touto potřebou do jisté míry souvisí potřeba kompetence, tj. potřeba „něčemu rozumět“, být někým, „kdo něco umí“. O výkonových potřebách se předpokládá, že jsou sekundární (získané) a generalizované. To znamená, že se aktualizují v každé situaci, která vyžaduje činnost, jejímž výsledkem je určitý hodnotitelný výkon, a to bez ohledu na druh činnosti. Hodnocení provádí druhá osoba nebo samotný aktér. Takovéto situace nás v životě provázejí stále. I ve škole, nebo právě ve škole. Pro rozvoj výkonových potřeb (potřeby úspěšného výkonu a potřeby vyhnutí se neúspěchu) sehrávají významnou úlohu mateřské (rodičovské) nároky a jejich přesnost. Nároky mohou být přiměřené, nebo mohou žáka přetěžovat, mohou však být také značně nižší než možnosti žáka. Jsou-li na žáka kladeny přiměřené požadavky, je-li žák povzbuzován k samostatnosti, přesnosti výkonu a jsou-li jeho výkony oceňovány, je velmi pravděpodobné, že se u žáka začne rozvíjet potřeba úspěšného výkonu. Výkonové situace jsou spojovány s příjemným prožitkem. Žák si osvojuje adekvátní úroveň nároků na sebe (adekvátní aspirační úroveň) a má tendenci vynaložit potřebné úsilí k dosažení úspěchu při výkonových činnostech.

název 5. kapitoly

85

Je-li však žák stále přetěžováno a je-li okolí zaměřeno především na jeho neúspěchy a jejich kritiku, začne se u něj pravděpodobně rozvíjet potřeba vyhnutí se neúspěchu. Dále uvádíme také strach z neúspěchu a obavu před selháním – nejde o rozpor, jde o příčinu a následek. Žáci s vysokou obavou před neúspěchem mají potřebu se výkonovým situacím vyhýbat, aby nebyli případným neúspěchem vnitřně zraněni. Při rozvinutí potřeby vyhnutí se neúspěchu se v podstatě jedná o obranný mechanismus, který má chránit jedincovo Já před častým neúspěchem a prožitkem selhání. V situaci, kdy na žáka nejsou kladeny žádné požadavky (při podceňování samostatnosti a přesnosti výkonu), bude rozvoj výkonových potřeb žáka pravděpodobně bržděn a bude nedostatečný. Vývoj výkonových potřeb nezávisí jen na charakteru nároků na žáka, důležitou roli sehrává i výkonová orientace rodičů a osobní zkušenosti žáka s úspěchem a neúspěchem a jejich následky (například způsob motivování žáka pomocí odměn a trestů). Do školy přichází žák již s určitým výkonovým zaměřením, ve škole je však vystaven velkému množství hodnocení poněkud nového charakteru. Je například srovnáván s ostatními žáky, je vystaven novým úkolům. Postupem času žák získává zkušenost se školním úspěchem a neúspěchem, a tím se u něho postupně vytvářejí tzv. specifické školní výkonové potřeby, které nemusejí být zcela v souladu s obecným výkonovým zaměřením žáka (Hrabal, 1978, 2011). Někdy jsou žáci jinak výkonově orientováni i v různých předmětech. Problému diferenciace výkonových potřeb se výzkumně věnoval především Hrabal (1978, 2011). Zjistil, že během vývoje jedinci procházejí podstatnými změnami. Zprvu existuje nepříliš diferencovaná potřeba úspěšného výkonu, která se později diferencuje v různých oblastech činnosti. Toto rozlišování zřejmě podléhá stejným zákonům jako diferenciace ostatních potřeb. Zajímavý je však výsledek týkající se potřeby vyhnout se neúspěchu. Tato potřeba, která je mnoha autory ztotožňována s úzkostí, projevuje menší tendenci k diferenciaci. Její negativní vztah ke školnímu výkonu není jednoznačný. 6.5.3 Úzkost, strach, obava, tlak Strach bývá obvykle definován jako „signální“ emoce vázaná na určitý předmět, jev nebo situaci, která je pociťována jako jedince ohrožující. Nastává především při frustraci potřeby bezpečí, ale i jiných potřeb. Úzkost je obdobná emoce, ale nemá konkrétní důvod (předmět). Strach ve škole je motivačním činitelem, který v mírné intenzitě výkon žáků zvyšuje. Pokud zesílí, výkon naopak zeslabuje. Musíme však rozlišovat mezi žáky úzkostnými a neúzkostnými. Úzkostní žáci se do stavu úzkosti dostávají velmi rychle a strach, který jim pak komplikuje proces jejich učení, prožívají intenzivněji. Neúzkostní žáci prožívají strach spíše jako motivační tlak – podnítí je k tomu, aby se začali učit, ve vlastním procesu učení však již strach neprožívají. Učitelé ve snaze zvýšit úsilí a výkon (motivovanost) žáků často volí situace, jež strach navozují. Tendence prožívat strach v různých situacích je individuální. U primárně úzkostných jedinců nastupuje strach daleko rychleji, již při menším reálném ohrožení. Za silného stavu ohrožení se rozdíly do jisté míry stírají – strach prožívají všichni. Čím větší ohrožení vnímáme, tím větší je intenzita strachu, a

název 5. kapitoly

86

současně čím déle člověk vnímá ohrožení, tím vytrvalejší je strachová reakce. Tuto relativně samozřejmou skutečnost si však nemusí učitel vždy uvědomovat. Ve snaze žáka motivovat tím, že v něm vyvoláváme strach před trestem, můžeme jako „vedlejší produkt“ navodit některou ze strachových reakcí (od pocitu nevolnosti až po únikové reakce, například lhaní apod.) a dlouhodobým působením je fixovat v chování žáka, zvláště jde-li o žáka, u něhož je úzkost osobnostním rysem. Při zkoumání strachu se ukazuje jako nutné uvažovat nejenom o jeho emotivní, prožitkové stránce, ale také o tom, jakou roli při něm sehrávají poznávací procesy. Ty se účastní na vzniku strachu v mnoha ohledech: situace je považována za obtížnou a nebezpečnou, jedinec nepředpokládá, že ji zvládne a zabývá se negativními důsledky atd. 6.5.4 Strach a školní výkon (prospěch) Jak již bylo uvedeno, vztah mezi strachem a výkonem není zcela jednoznačný. Strach (tlak – například v podobě, že budu zkoušen, bude písemka apod.) může u neúzkostných žáků sehrát velice pozitivní motivační sílu, která se projeví v tom, že začnou pracovat a pracují s větším úsilím – do vlastní učební činnosti si strach tito žáci již nepřenášejí. U úzkostných žáků však hrozí, že si tento tlak vtahují přímo do učební činnosti, a tam velmi pravděpodobně bude strach učební proces rušit. V laboratorních podmínkách je při uměle vytvořených úkolech negativní dopad strachu na výkon značný, zatímco v přirozených výkonových situacích (například prověrky či zkoušky ve škole) se tato závislost snižuje. Ne zcela jednoznačný vztah mezi tzv. zkouškovým strachem a prospěchem žáka je možno vysvětlit vlivem určitých charakteristik vyučování a osobností učitelů: -

Vyučovací styl založený na nadměrné přísnosti, popř. i nepřátelství, zvyšuje míru prožívaného ohrožení, a to zejména u těch žáků, kteří mají vysokou dispoziční (rysovou) úzkostnost. Strach u těchto žáků se bude pravděpodobně negativně promítat do jejich výkonů.

-

Osobní názor učitele na vztah strachu a výkonu se může v některých případech projevit ve známkování žáků. Pokud jsme přesvědčeni, že strach podstatně znevýhodňuje úzkostné žáky, budeme pravděpodobně známkovat mírněji. Jestliže podle nás školní výkon v prvé řadě odráží schopnosti, na příznaky žákova strachu při známkování ohled nebereme. („Buď umí, nebo neumí, strach přece nehraje roli.“) Někdy se dokonce stává, že někteří učitelé vědomě nebo ne zcela vědomě klasifikují žáky s projevy strachu přísněji.

-

Zkoušení klade na žáky vysoké nároky. Strachovou situaci však mohou vytvořit i nevhodně připravené soutěže, zraňující komunikace mezi učitelem a žákem, nepřátelství spolužáků apod.

-

Ukazuje se, že úzkostní žáci dosahují horších výkonů než neúzkostní, jestliže je učební situace málo strukturovaná. Důležitou roli však hrají i schopnosti. Strukturované požadavky prospívají spíše úzkostným žákům s nadprůměrnými schopnostmi.

název 5. kapitoly

87

6.5.5 Diagnostika a měření školní výkonové motivace žáků Síla obou tendencí, tj. potřeba být v úkolu úspěšný – obava z neúspěchu, závisí jednak na síle obou výše jmenovaných potřeb žáka, jednak na podmínkách, které žákům učitel vytváří svým chováním, úkolovými situacemi a hodnocením. Protože adekvátní rozvoj výkonové orientace žáků je podstatný pro jejich zdravý osobnostní vývoj, je znalost výkonových potřeb jednotlivých žáků pro učitele velmi důležitá. Učitelé však mívají s jejím rozpoznáním u svých žáků značné potíže (Pavelková, 2002). Oprávněnost diagnostiky a autodiagnostiky (korekce vlastního odhadu výkonové orientace žáků na základě diagnostických údajů žáků) učitele v oblasti školní výkonové motivace ukazují jasně výzkumné údaje získané na vzorku 565 žáků ZŠ (Pavelková, 2009). Příklad: Ve výzkumu bylo srovnáváno dotazníkové skóre potřeby úspěšného výkonu a potřeby vyhnout se neúspěchu s tím, jak jsou v této oblasti žáci hodnoceni učiteli. Výsledky ukazují, že žákovské sebeposouzení v intenzitě obou potřeb je na sobě nezávislé (r = 0,03, tj. statisticky nevýznamná závislost), což znamená, že intenzita jedné potřeby neurčuje menší nebo větší intenzitu potřeby druhé. Učitelé však v řadě případů tyto dvě motivační tendence (r = 0,61, tj. statisticky vysoce významná závislost) směšují a žákům připisují často buď zvýšenou intenzitu u obou potřeb, nebo žádnou. Z tohoto důvodu je diagnostická metoda školní výkonové motivace žáků užitečný nástroj, který učitelům umožňuje výkonové potřeby svých žáků diagnostikovat a měřit. S diagnostickou metodou v oblasti výkonové motivace dostává učitel do ruky nástroj, který mu jednak umožňuje změřit vlastní schopnost vnímat a diferencovat výkonové potřeby u svých žáků, a jednak zjemňovat percepci v této oblasti, a tím svou práci ve vyučování optimalizovat, přičemž může využít návod autodiagnostických postupů v publikaci „Jaký jsem učitel“ (Hrabal, Pavelková, 2010). Základ, který byl východiskem při tvorbě Dotazníku školní výkonové motivace žáků, vychází z Atkinsonova přístupu (1974). Dotazník školní výkonové motivace měří školní výkonovou motivaci žáků, která se skládá z potřeby (snahy) dosáhnout úspěšného výkonu ve škole a potřeby vyhnout se školnímu neúspěchu (obavy ze selhání či neúspěchu). Poměr těchto potřeb ovlivňuje přístup a chování žáků ve školních výkonových situacích, a tím i efektivitu jejich učení. Dotazník Školní výkonová motivace žáků byl zpracován v rámci projektu „Cesta ke kvalitě“. Je zveřejněn včetně manuálu (Hrabal, Pavelková, 2011) na webu uvedeného projektu, tj. na http://www.nuv.cz/ae/evaluacni-nastroje , kde jsou uvedeny základní informace a po přihlášení lze přejít na portál „Evaluační nástroje“. Zná-li učitel intenzitu a poměr obou motivačních potřeb u svých žáků, má možnost optimálně volit náročnost zadávaných úkolů jak z hlediska jednotlivých žáků, tak i z hlediska celé třídy, a tím i optimalizovat svou práci s motivací ve vyučování: žákům s pozitivní výkonovou tendencí (s rozvinutou potřebou úspěšného výkonu a nízkou obavou z neúspěchu) umožňovat tuto motivační tendenci optimálně ve vyučování využívat a žákům s převažujícími

88

název 5. kapitoly

obavami před selháním pomáhat k pozitivní změně jejich výkonového zaměření. Učitel dále může, na základě srovnání s žákovskou populační normou, zjistit převažující výkonovou tendenci své třídy a optimalizovat práci s výkonovou motivací při vyučování. Dotazník výkonové motivace je zaměřen na školní výkonovou motivaci žáků v oblasti potřeby (snahy) dosáhnout úspěšného školního výkonu a potřeby vyhnout se školnímu neúspěchu (obavy ze selhání či neúspěchu). Dotazník je použitelný pro pedagogicko-psychologickou diagnostiku jednotlivých tříd. Jeho výsledky podávají detailní informaci o výkonovém chování školních tříd a umožňují plánování nových výchovně-vzdělávacích opatření ve škole. Dotazník školní výkonové motivace žáků je pak také využitelný jako zdroj významných informací při hodnocení účinnosti zaváděných inovací a napomáhá vnitřní evaluaci škol. Dotazník je možné zadat žákům na počátku určité školní etapy (na začátku dalšího stupně vzdělávání, při nástupu do školy či kdykoliv během studia, pokud výkonová motivace žáků není známa). Dotazník je vhodné zadat žákům i na konci jejich studia. Zde lze na výpovědi z dotazníků nahlížet i jako na výsledky vzdělávání žáků zejména ze vzájemného porovnání výsledků jednotlivých žáků v čase. Rozdíly je možné interpretovat i jako příspěvek školy k rozvoji školní motivace. Na úrovni jednotlivých žáků je potřeba být při interpretaci obezřetný, protože na jejich motivační strukturu mají vliv i jiné než školní faktory. Žádoucí je, aby se škole dařilo rozvíjet u žáků potřebu úspěšného výkonu a snižovala se u nich potřeba vyhýbání se neúspěchu.

6.6 Motivace a aktivizující metody v přírodovědném vzdělávání Motivace a aktivizující metody by měly přispět k řešení problému nezájmu mladých studovat přírodní vědy. Uvádíme přehled aktivizujících vyučovacích metod vhodných pro přírodovědné vzdělávání se stručnou charakteristikou, která vyhovuje zejména učitelům přírodovědných předmětů, kteří často pracují s formálními jazyky. Přehled byl vytvořen v rámci mezinárodního projektu zaměřeného na motivaci žáků v přírodovědném vzdělávání (Ulovec, 2007). Podrobnější informace naleznete v publikaci Pettyho (1996) aj. Některé dále uváděné metody již byly uvedeny ve vyučovacích metodách nebo v organizačních formách, v tomto případě je uvádíme ve vazbě na motivaci žáka. Aktivní učení Aktivní učení je vyučovací metoda, kterou někteří učitelé využívají k zapojení žáků do vyučovacího procesu. Je úzce spojena s termínem „učit se praxí“. Nejdůležitější je, že žáci, chtějí-li se aktivně zapojit do vyučovacího procesu, musí využívat myšlenkové operace vyššího stupně, jako je analýza, syntéza hodnocení. V této souvislosti jsou definovány strategie podporující aktivní učení jako aktivity zapojující žáky do činností a nutící je přemýšlet o tom, co dělají. Příklady „aktivních“ aktivit (Goodland, 1983): - třídní diskuse, - skupinová diskuse,

název 5. kapitoly

-

89

debata, kladení otázek třídě, práce ve dvojicích, krátké psané úkoly.

Hodnocením k učení Hodnocením k učení je proces, kdy využíváme třídní hodnocení ke zlepšení učení, zatímco hodnocení učení je míra toho, co žáci dokážou, jaký výkon podají; obvykle je prováděno na konci učebního období (QCA Characteristic, 2007). Při této metodě: - učitelé se s žáky podělí o učební cíle, - žáci znají a chápou cíle, ke kterým mají směřovat, - žákům je poskytována zpětná vazba, která jim pomáhá ke zlepšení, - předpokládá se, že každý žák se může zlepšit, - žáci přemýšlí o svých výkonech a pokroku s učiteli, posoudí je a rozvíjejí své dovednosti v sebehodnocení a hodnocení vrstevníky. Hodnocením k učení je jedním z nejúčinnějších způsobů jak zlepšit učení a zvýšit standardy. Jestliže jsou žáci aktivně zapojeni do procesu svého učení, jestliže je jim poskytnuta možnost hodnotit sami sebe a pochopit, jak se učí a zlepšují, může nastat nárůst jejich motivace a sebevědomí. Metoda hodnocením k učení by měla být součástí efektivního plánování výuky a vyučovacích strategií, které zohledňují různé potřeby různých skupin žáků, a měla by zvážit překážky, se kterými se někteří z nich potýkají. Brainstorming Brainstorming je kreativní skupinová metoda vytvořená ke generování velkého počtu nápadů k řešení nebo postupu při řešení problému (Osborn, 1963; Hutchison, 1989). Všichni zúčastnění by měli produkovat myšlenky bez jakéhokoliv omezení, pokud dodrží následující čtyři základní pravidla brainstormingu: - zaměřit se na kvalitu, - žádná kritika, - neobvyklé nápady jsou vítány, - kombinovat a zlepšovat nápady. Následně po brainstormingu členové týmu obvykle přečtou všechny nápady, ohodnotí je a roztřídí. Třídí se podle tématu a vyčleňují se pouze ty nápady, které jsou již příliš vzdálené od původního problému. Účelem brainstormingu může být: - pokročilá organizace, - ujasnění mylných představ. Případové studie Ve výuce jsou případové studie jako aktivity zaměřené na žáky založené na tématech, která mají demonstrovat teoretické koncepty v reálném prostředí. Tato definice případových studií pokrývá různé varianty různých vyučovacích struktur, počínaje krátkými individuálními případovými studiemi až po dlouhodobé skupinové aktivity (UK Centre for Materials Education, 2007). Mohou být využity aby:

název 5. kapitoly

90 -

umožnily aplikaci teoretických konceptů, aby byly provedeny a propojily teorii s praxí, podpořily aktivní učení, poskytly možnosti pro rozvoj klíčových dovedností, jako je komunikace, skupinová práce a řešení problémů, zvýšily radost žáků z tématu a následně touhu po učení.

Případová studie může popisovat nové či neobvyklé podmínky či situace, ale obvykle půjde o popis klasické situace, kterou lze využít jako model nebo příklad. Kooperativní učení Spolupráce je zastřešující termín pro různé vzdělávací přístupy včetně společného intelektuálního úsilí žáků nebo žáků a učitelů. Obvykle žáci pracují v malé skupině, společně se snaží porozumět, nalézt řešení nebo významy nebo vytváří nějaký produkt. Tyto aktivity jsou založeny na žákovské diskusi a aktivní práci (Sharan, 1994). Spolupráce může zahrnovat: - pozitivní vzájemnou závislost, - sociální dovednosti, - individuální a skupinovou odpovědnost, - interakci tváří v tvář. Učení s podporou počítače CAL (Computer Aided Learning) popisuje vzdělávací prostředí, kde je počítačový program využíván jako pomoc při studiu určitého předmětu. Cílem je naučit se fyziku, chemii, přírodopis nebo zeměpis spíše, než získat počítačové dovednosti. Klíčovým pojmem je pomoc, což znamená, že program není jediným prostředkem k dosažení cíle, ale že jsou využívány i jiné metody. CAL je celistvý integrovaný přístup vzdělávacích metod a popisuje integrovaný přístup k výuce předmětu, jehož součástí je i technika. To je CAL – počítač je pomoc v celistvé studijní strategii, která sama o sobě je konglomerátem dalších vzdělávacích metod (Oliver, 2001). CAL je zejména užitečný při - simulacích, - laboratorních pracích využívajících počítače, - sběru a evidenci dat, - modelování. Pojmová mapa Technika, která umožňuje žákům vizualizovat a uvádět do vztahu spojení a/nebo vztahy mezi pojmy, myšlenkami a informacemi, navazujícími na existující a nové znalosti žáka. Obecně se uvádí, že pokud jsou žáci požádáni, aby nakreslili mapu pojmů, graficky spojili vztahy mezi pojmy jednoho konkrétního oboru, externalizují své pochopení a vloží je do formy, kterou mohou přečíst jejich učitelé i vrstevníci (Ausubel, 1968; Buzan, 1995; Canas, 2004; Jonassen, Beissner, Yaci, 1993; Lawson, 1994; Novak, 1984; Novak, 2008, Mareš, 2010; Mechlová, 2011). Pojmová mapa je diagram ukazující vztahy mezi pojmy. Skládá se z bodů a spojnic. Body představují pojmy a spojnice představují vztahy mezi nimi.

název 5. kapitoly

91

Pojmy jsou spojeny šipkami a mohou být uspořádány do hierarchie. Vztah mezi pojmy je vyjádřen spojovacími slovesy a dalšími výrazy, např. „způsobuje“, „se rovná“, „je vyžadován“ nebo „přispívá k“. Myšlenková mapa se skládá z centrálního slova či pojmu, kolem něj žák zakreslí 5 až 10 hlavních myšlenek, které s daným pojmem souvisí. Následně vezme každé z oněch slov a opět zakreslí 5 až 10 hlavních slov, které se vztahují ke každému z těchto slov. Rozdíl mezi pojmovými mapami a myšlenkovými mapami je, že myšlenková mapa má pouze jediný hlavní pojem, zatímco mapa pojmů jich může mít několik. Myšlenková mapa může být tedy zakreslena jako strom, zatímco mapa pojmů může být zakreslena jako síť. Diskuse a debata Přírodovědná diskuse je proces konverzace o určitém tématu ve skupině. Jakýkoli příspěvek do diskuse je vítán. Myšlenky se mohou objevit a rozvinout způsoby, které nebyly učitelem předem stanoveny. Učitel má roli průvodce ve smyslu že: - vyvolává diskusi v průběhu aktivity třídy, - ovlivňuje diskusi rozhodujícím způsobem, využívá intervence naplánované ve své přípravě. Debata rozděluje třídu nebo jednotlivce do skupin, aby představovali určitý názor (většinou pro a proti) na kontroverzní téma. Každá skupina zpracovává argumenty, které mají podpořit přidělený názor. Žáci mohou být požádáni, aby zastávali názor, který sami nesdílí, zapojit se do debaty jako postava nebo hraním rolí (Simone, 2006). Demonstrace v přírodovědných předmětech Demonstrace je praktická prezentace procesu, procedury nebo dovednosti, která má prezentovat teoretické principy. Demonstrace vyžadují pečlivé načasování, ústní a vizuální vysvětlení, adekvátní ilustrace a je nezbytné také žákům umožnit položit otázky či objasnit problémy (Forster, 1995). Výuka přírodovědným předmětům může být využitím demonstrací obohacena. Vizuální příklady abstraktních konceptů mimořádně pomáhají v jejich pochopení. Ve výuce přírodovědným předmětům také poskytují možnost ilustrovat vědeckou metodu a naučit žáky spojit pozorování experimentů s vědeckou teorií. Experimenty představuj způsoby zkoumání, díky kterým vědecké znalosti v moderní době tak rychle vzrostly. Konečně, nepodceňujeme fakt, že demonstrace ve výuce přírodovědným předmětům činí výuku zábavnější. Zkušenostní učení Tento přístup k výuce je založen na předpokladu, že každá zkušenost má potenciál stát se podnětem k učení. Žáci jsou zapojeni do kontextu nebo prostředí, kde mohou získat informace a rozvíjet dovednosti tím, že jsou osobně zapojeni. Zkušenostní učení zahrnuje hraní rolí, hry a simulace, případové studie, řešení problémů, práci v terénu a pracovní výuku. Zkušenostní učení je expresivní a/nebo implicitní sada vztahů vzniklých mezi žákem a skupinou žáků, nějakým prvkem výukových materiálů (jsou zahrnuty

92

název 5. kapitoly

nástroje nebo materiály), a učitelem, aby umožnili žákům naučit se – což znamená rekonstruovat – nějaké znalosti. Situace jsou specifikovány těmito znalostmi, ale obvykle jsou neformální (Bound, 1993; Hutchings, Wutzdorff, 1988). Zkoumání Učení založené na zkoumání popisuje řadu filozofických, kurikulárních a pedagogických přístupů k učení. Jeho hlavní premisou je požadavek, že učení by mělo být založeno na otázkách žáků. Pedagogika a kurikulum vyžadují od žáků, aby řešili problémy, které vyžadují komplexní okruh dovedností. Učitelé využívají své znalosti k vedení žáků v jejich zkoumání. Metoda začíná shrnutím dosavadních znalostí vztahujících se k danému tématu. Následně jsou formulovány otázky, aby došlo ke specifikaci zkoumání. Různými metodami se pak žáci společně nebo individuálně snaží najít řešení. Proces zkoumání umožňuje žákům zažít rozmanitosti světa, umožňuje jim klást vlastní otázky, hledat vlastní odpovědi a podněcuje jejich pochopení komplexnosti. Tento způsob učení buduje v mozku hluboké spoje, které připravují žáky k sebevědomému kladení relevantních otázek. Následně pak mohou kriticky hodnotit informace. Práce v malých skupinách Malé skupiny jsou užitečné pro pochopení obsahu pojmů a získání nebo zlepšení strategií či přístupů k řešení problémů. K dosažení těchto myšlenkových a učebních aktivit, které jsou podporovány prací malých skupin, je dobré zapojit žáky do smysluplné komunikace vedoucí k cíli nebo skupině cílů. Tyto myšlenkové dovednosti vyššího řádu (např. aplikace pojmů a principů, řešení problémů atd.) jsou primárními cíli práce v malých skupinách. Obvykle se velikost skupiny pohybuje mezi 4 až 5 žáky (Mechlová, 1984; Mechlová, Horák, 1986; Mechlová, 1989, Kasíková, 1997). Prezentace žáků Prezentace žáků: Žáci na různé úrovni prezentují před ostatními část své práce. Prezentace mohou být osobní/přímé (rozmluvy, prezentace v užším slova smyslu), nebo nepřímé (postery, film, multimédia, internet), mohou využít různá média (řeč, tabuli, zpětný projektor, dataprojektor, interaktivní tabuli, tužku, papír, grafickou prezentaci), mohou se konat před různým typem obecenstva (vrstevníci, učitel, ostatní žáci, rodiče, veřejnost), mohou být připraveny jedním nebo více žáky, kteří prezentují pouze svou práci nebo práci větší skupiny a mohou prezentovat práci různých rozměrů. Žákovské prezentace se využívají např. k: - uvedení nových informací v mnohých situacích vrstevnického učení, - představení projektu nebo skupinové práce žáků, - shrnutí informací získaných skupinovou prací nebo prací ve třídě. Další metody podporující motivaci žáků - výklad, - práce v terénu, - domácí úkol, - samostatné učení, - zkoumání,

název 5. kapitoly

-

93

vrstevnické učení/tutoring, řešení problémů, hraní rolí, přírodovědné texty, pracovní listy.

Shrnutí kapitoly Motivace je duševní proces související se zvýšením, popřípadě se snížením aktivity žáka. Podstatou procesu motivace je zaměření a aktivace jedince, což bývá vyjadřováno v termínech pudy, potřeby, zájmy, ideály apod. Za základní formu motivů jsou pokládány potřeby žáka a to nejdříve biologické a po jejich splnění mohou být plněny také sociální potřeby, mezi které patří vzdělání. Existuje několik teorií motivace, nejstarší je teorie Maslowa, potom teorie očekávání a spravedlnosti. Motivace žáků k učení vzniká aktualizací žákových potřeb poznávacích, sociálních a výkonových. Efektivitu učení se žáka ovlivňuje zejména školní výkonová motivace, která je založena na představě nezávislosti potřeby úspěšného výkonu žáka a potřeby vyhnutí se neúspěchu. Roli hraje také strach a úzkost žáka, kterým je třeba se vyhnout. Školní výkonová motivace žáků může být měřena pomocí dotazníku „Školní výkonová motivace žáků. Kontrolní otázky a úkoly: 1. Uveďte základní druhy motivace. Charakterizujte uvedené druhy motivace. 2. Co je základní formou motivů? 3. Uveďte základní charakteristiky Maslowovy teorie motivace. 4. Uveďte základní charakteristiky teorie motivace očekávání. 5. Uveďte základní charakteristiky teorie motivace spravedlnosti. 6. Z čeho vychází motivace žáků k učení? 7. Uveďte, jak můžete aktualizovat žákovy potřeby v oblasti poznávacích potřeb? 8. Uveďte, jak můžete aktualizovat žákovy potřeby v oblasti sociálních potřeb? 9. Uveďte, jak můžete aktualizovat žákovy potřeby v oblasti výkonových potřeb? 10. Na čem je založena teorie výkonové motivace? Jakou roli hraje strach?. Úkoly k textu 1. Z návrhu aktivizujících metod a forem vyberte nejvhodnější pro váš přírodovědný předmět. Otázky k zamyšlení: 1. Které potřeby jsou pro Vás osobně rozhodující? 2. Jakou motivaci potřebujete ke zvýšení výkonu? 3. Které z aktivizujících metod a forem v rámci dalšího vzdělávání mohou zvýšit efektivnost vašeho vzdělávání? 4. Jak korespondují vaše vybrané metody a formy ve třetí otázce s vaší odpovědí ve druhé otázce? Jedná se o shodu, či rozdíl. Korespondenční úkoly Proveďte měření školní výkonové motivace žáků třídy, v níž učíte přírodovědný předmět. Použijte dotazník na portálu „Cesta ke kvalitě“. Nejdříve prostudujete manuál, který je na webu uvedeného projektu, tj. na

94

název 5. kapitoly

http://www.nuv.cz/ae/evaluacni-nastroje, kde jsou uvedeny základní informace a po přihlášení lze přejít na portál „Evaluační nástroje“. Citovaná a doporučená literatura - ATKINSON, J. W., RAYNOR, J. O. Motivation and Achievement. Washington: Winston, 1974. - AUSUBEL, D. P. The psychology of meaning verbal learning. New York: Grune and Stratton, 1963. - AUSUBEL, D. P. Educational psychology: A cognitive view. New York: Holt, Rinehart, Wiston, 1968. - BUZAN, T. The MindMap book. London: BBC Books, 1995. - CANAS, J., et al. CmapTools: A knowledge modeling and sharing environment. In CANAS, J., NOVAK, J. D., GONZÁLES, M. Gonzáles (Eds.). Concept maps: Theory, methodology, technology. Proceedings of the first international conference on concept mapping (Vol I., pp. 125–133). Pamplona: Universidad Públice de Navara, 2004. - CANFIELD, J., WELLS, H. C. Hry pro zlepšení motivace a sebepojetí žáků. Praha: Portál, 1995. - CANGELOSI, J. Strategie řízení třídy. Praha: Portál, 2006. - ČÍŽKOVÁ, J. Poznávaní duševního života člověka. Olomouc: Nakladatelství Univerzity Palackého, 2001. - GOODLAND, J. A Place Called School: Prospects for the Future. Higstown, NJ: McGraw Hill, 1983. - HECKHAUSEN, H. Achievement motivation and its constructs: A cognitive model. Motivation and Emotion, 1977, č. 1(4), s. 283–329. - HECKHAUSEN, H. Motivation and action. Berlin: Springer, 1991. - HOLT, J. Proč děti neprospívají. Praha: STROM, 1994 (nebo novější vydání). - HRABAL, V., MAN, F., PAVELKOVÁ, I. Psychologické otázky motivace ve škole. Praha: SPN, 1986, 1989. - HRABAL, V., PAVELKOVÁ, I. Jaký jsem učitel. Praha: Portál, 2010. - HRABAL, V., PAVELKOVÁ, I. Školní výkonová motivace žáků. Dotazník pro žáky. Praha: NUOV, 2011. ISBN: 978-80-87063-34-7. http://www.nuv.cz/ae/evaluacni-nastroje . - HUTCHISON, C. Brainstormming: How to Create Successful Ideas. Wikshure Book Company, 1989. - JONASSEN, H. D., BEISSNER, K., YACCI, M. A. Structural knowledge: Techniques for conveying, assesing, and acquiring structural knowledge. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 1993. - NEKONEČNÝ, M. Motivace lidského chování. Praha: Academia, 1996. 98 s. ISBN 80-200-0592-7. - PAVELKOVÁ, I. Motivace žáků k učení. Praha: PdF UK Praha, 2002. - PAVELKOVÁ, I. Výkonová motivace žáků v českých školách. In Psychologie ve vzdělávání učitelů a v jejich profesní činnosti. Plzeň: ZČU v Plzni, 2009, s. 32–49. - PAVLAS, I. Výkonová motivace a interpersonální potřeba. Ostrava: PdF Ostravská univerzita v Ostravě, 2011. 132 s. ISBN 978-80-7464-021-6. - KALHOUS, Z., OBST, O. aj. Školní didaktika. Praha: Portál, 2002. - KASÍKOVÁ, H. Kooperativní učení, kooperativní škola. Praha, Portál 1997.

název 5. kapitoly

95

- KOLÁŘ, Z., RAUDENSKÁ, V., FRŰHAUFOVÁ, V. Didaktické znalosti a dovednosti učitelů. Ústí nad Labem: UJEP, 2001. - KUHL, J., HECKHAUSEN, H. Motivation, volition und Handlung. Enzyklopedie der Psychologie. C/IV/4, Götingen: Hogrefe, 1996. - LAWSON, M. J. Concept Mapping. In HUSÉN, T., POSTLETHWAIE, T. N. (ed.) The international encyclopedia of education. Oxford: Elsevier Science, 1994. - LOKŠOVÁ, I., LOKŠA, J. Pozornost, motivace, relaxace a tvořivost dětí ve škole. Praha: Portál, 1999. - MAREŠ, J. E-learning, který využívá k učení objektivní i subjektivní mapy pojmů. Information and Communication Technology in Education. Ostrava: Repronis, 2010, pp. 17–33. - MECHLOVÁ, E., MALČÍK, M. Testing concept maps electronically. ICETA2011, Proceedings. Košice: 2011 IEEE, 2011. s. 137-140. ISBN 9781-4577-0050-7. - MECHLOVÁ, E. Skupinové vyučování ve fyzice na základní a střední škole. Praha: SPN, 1989. 216 s. - MECHLOVÁ, E. Výzkum skupinového vyučování ve fyzice na základní škole. Spisy Pedagogické fakulty v Ostravě, sv. 51. Praha: SPN, 1984. 191 s. - MECHLOVÁ, E., HORÁK, F. Skupinové vyučování na základní a střední škole. Praha: SPN, 1986. 104 s. - McCLELLAND, D. C., ATKINSON, J. W., CLARK, L. A., LOWEL, E. L. The Achievement Motive. New York: Appleton-Century Crofts., 1953. - NEKONEČNÝ, M. Motivace lidského chování. Praha: Academia, 1996. - NOVAK, J. D., CANAS, J. The Theory Underlying Concept Maps and How to Construct and Use Them. Technical Report IHMC CmapTools 2006-01 Rev 01-2008, Florida, Institut for Human and Machine Cognition, 2008. - NOVAK, J. D., MUSONDA, D. A twelve-year longitudinal study of science concept learning. American Educational Research Journal, 28 (1), 117–153. - NOVAK, J. D., GOVIN, D. Bob. Learning how to learn. Cambridge: Cambridge university press, 1984. - OLIVER, A. What is Computer Aided Learning. 2007. Dostupné na http://herts.ac.uk/ltdu/learning/whatiscal.pdf. - OSBORN, A. F. Applied imaginations: Principles and procedures of creative problem solving. New York, NY: Charles Scribner’s Sons, 1963. - QCA Characteristics of AfL. Přístupno na http://www.qca.org.uk/qca_4337. aspx. - PASCH, M., GARDNER, T. G., LANGEROVÁ, G. M., STARKOVÁ, A. J., MOODYOVÁ, CH. D. Od vzdělávacího programu k vyučovací hodině. Praha: Portál, 1998. ISBN 80-7367-054-2. - PETTY, G. Moderní vyučování. Praha: Portál, 1996. ISBN 978-80-7367427-4. - RAYNOR, J. O. Relationships between achievement-related motives, future orientations, and academic performace. Journal of Personality and Social Psychology, 1970, 15, 28–33. - RHEINBERG, F., MAN, F., MAREŠ, J. Ovlivňování učební motivace. Pedagogika, 2001, 51 (2), s. 155–184.

96

název 5. kapitoly

- SHARAN, S. Cooperative learning methods. Wesport: Praeger Publishers, 1994. - SITNÁ, D. Metody aktivního učení. Praha: Portál, 2009. - ULOVEC, A., ČERETKOVÁ, S., HUTTON, N., MOLNÁR, J., SPAGNOLO, F. Motivating and Exciting Methods in Mathematics and Science. Olomouc: UP, 2007. ISBN 978-80-244-1830-8. - UK Centre for materials Education. Working with you to enhance the student experience. 2007. Dostupné na http://www.materials.ac.uk/casestudies.asp. - VROOM, V. H., DECI, E. L. Management and motivation: selecting readings. Harmondsworth: Penguin, 1970.

název 6. kapitoly

97

7 Didaktické hry v přírodovědném vzdělávání V této kapitole se dozvíte:  o funkci hry v přírodovědném předmětu,  o úloze učitele při hře,  o strategii, jak vyhrávat hry. Po jejím prostudování byste měli být schopni:  vhodně zařadit didaktické přírodovědné hry do vyučování,  řídit průběh hry ve vyučování. Průvodce studiem Každý z nás rád hrál hry mimo školu. Výhra i prohra je neoddělitelnou součástí her. Při hře však nikdo z nás neměl „strach“, že neuspěje, pouze cítil napětí, jak to dopadně. I ve výuce přírodovědných předmětů mohou žáci hrát hry bez pocitu strachu. Hra je neoddělitelnou složkou dětského života, je to zcela přirozená aktivita dětí. Vzhledem k probíhajícím změnám v českém školství mohou žáci využít této aktivity k hlubšímu pochopení přírodovědných pojmů zcela přirozeným a zábavným způsobem. V Národním programu rozvoje vzdělávání v České republice – Bílá kniha (2001) a v Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání – RVP ZŠ (2007) jsou mimo jiné tato doporučení pro práci učitelů na základních školách: - „důsledný posun od předávání „hotových“ poznatků k různým způsobům jejich aktivního hledání a nalézání od převažující dominantní role učitele jako zprostředkovatele učiva k využití přirozené aktivity žáků“ (Bílá kniha, 2001, s. 49), což hra žáků poskytuje, - „přechod od převládajícího důrazu na vnější motivaci k využívání vnitřní motivace založené na sebepoznání a přijímání osobní odpovědnosti“ (Národní program, 2001, s. 41), což u hry jistě bude, protože žáci budou chtít poznat něco navíc, osobně vyhodnocovat své aktivity při hře, v níž byli určitě aktivní, - „variabilnější organizace výuky umožňující vnitřní diferenciaci přirozené heterogenní skupiny žáků a individualizace dle jejich potřeb a možností“ (RVP ZŠ, 2007, s. 2), což lze doporučit jak při hrách žáků, tak i při vlastní diskusi ve skupinách čtyř až pětičlenných. Například v Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání (2007, s. 44) jsou uvedeny očekávané výstupy tematického celku „Pohyb těles. Síly“ takto: „Žák určí v konkrétní jednoduché situaci druh sil působících na těleso, jejich velikosti, směry a výslednici.“ A právě tato jednoduchá situace s působením sil se často vyskytuje ve fyzikálních hrách. Navíc u fyzikálních her má v konkrétní situaci dosti podstatou roli působiště síly, což „v očekávaném výstupu žáka“ základní školy schází. O hrách byla napsána řada publikací, vědeckých prací, každý se setkal s řadou názorů na hry. Přesto neuškodí některé teoretické aspekty her připomenout: Hra je přirozeným projevem dětí, je pro ně životní potřebou, a to nejen v předškolním věku. Děti si hrají rády, hra je nezbytným průvodcem dětství, projevují při ní aktivitu, tvořivost a vlastní iniciativu. Žák při hře napodobuje

název 6. kapitoly

98

dospělé nejen v jejich činnosti, ale i v jejich projevech, utváří si postoje k životu. Hra je vždy aktivní, dynamický proces, zaměstnává duševní i tělesné schopnosti a ty prohlubuje a rozvíjí. Potřeba hry přetrvává v nejrůznějších formách až do dospělosti. Ale zvláště v pubertálním věku, kterým se hlavně zabýváme, mají budoucí dospělí občas pocit, že hra je něco degradujícího, že je hraní vrací někam daleko zpět mezi malé děti. Proto je velmi důležité hrát s nimi různé typy her ještě před nástupem puberty a v kritickém období jen třeba pozměnit způsob hry nebo hodnocení. Překážkou občas bývají i sami učitelé, kteří nepovažují svůj přírodovědný předmět vhodný na „znesvěcení“ hrou. Setkáte se s rodiči, podle kterých se má ve škole učit, tj. pracovat, a hrát si žák může doma. Bohužel, velice často na tento názor narazíte ve společnosti, setkáte se s ním v médiích. Přitom uspokojení, které přináší člověku tvůrčí práce, je plně srovnatelné s pocity, které přináší žákovi hra.

7.1 Funkce hry Každá hra, i taková, která by nedávala dětem víc než radost ze hry, je velmi důležitá. U her můžeme vysledovat čtyři základní funkce: 1. Motivační funkce je nejčastěji připomínaná. Vnitřní potřeba účastnit se hry se mění na zájem o přírodovědné činnosti s hrou spojené a případně i na zájem o přírodní vědy. Někdy se zařazování her vyčítá, že se hojně uplatňují vnější nebo sociální motivy, ne ty vnitřní, kdy se žák učí, protože ho baví přírodovědné činnosti, protože sám chce nalézat zákonitosti, sám se chce něco dozvědět, poznávat. Z počátku skutečně převažuje většinou vnější motivace, radostná účast ve hře, radost, že složil krabičku, našel cestu, že lodě objevil dříve než jeho soupeř, že jeho skupina vyhrála atd. Uplatňování vnější motivace je třeba vždy zvažovat a promýšlet, jak a zda u žáka dojde k převaze vnitřní motivace. Z hlediska motivační funkce je též důležité, že při hře se většinou minimalizují negativně působící motivační činitelé, zejména nuda a strach. Zdrojem nudy bývá – subjektivně vnímaná a prožívaná – jednotvárnost vyučování, čemuž aktivita při hře dobře zamezuje. Jiným zdrojem nudy by mohla být – opět subjektivně pociťovaná – neužitečnost daného tématu. I v tomto případě může hra pomoci. Silně působí i reálné aplikační úlohy a zejména uplatnění projektů ve vyučování. Motivaci všeobecně snižuje též strach, i když někdy – ve velmi mírné formě – ji může dočasně zvýšit. 2. Instrumentální funkce je druhou důležitou funkcí hry. Cílem hry může být získávání určitých zkušeností při manipulacích s objekty, získávání vědomostí, dovedností nebo jejich fixace. 3. Diagnostická funkce je třetí funkcí hry. Učitel nebo i sám žák může objevit, které poznatky dobře ovládá, které nejsou zcela osvojeny, které pojmy jsou neúplně či nesprávně chápány, kam žák dospěl ve svém rozvoji atd. 4. Existenciální funkce je čtvrtou funkcí hry. Jedná se o rozvoj každého žáka, uvědomování si a rozvíjení vlastní osobnosti, tvořivosti, přejímání určitých sociálních norem, uvolňování tvořivých sil, rozvoj lidského potenciálu, skupinové citlivosti atd. Hry obecně dělíme na spontánní a didaktické, přičemž samozřejmě mezi skupinami není ostrá hranice. Spontánní hra je taková činnost, jejíž motiv leží v ní samé a účast se řídí přáním žáka. Naproti tomu u didaktické hry je účast téměř vždy povinná, je určena požadavky učitele, který ji zařazuje do vyučování s tím, že zná její účel a

název 6. kapitoly

99

význam, výchovně vzdělávací cíle, ke kterým má hra – třeba jen malým dílem – přispívat, a které žák nemusí znát. Pravidla i vlastní obsah hry mají být takové, aby činnost byla přijímána jako „opravdová hra“, aby se do ní žáci s chutí spontánně zapojovali. Herní motiv zvyšuje aktivitu myšlení i koncentraci pozornosti, vyvolává plné zaujetí, radost a uspokojení. Největší úspěch didaktické hry je, když po ní žáci sáhnou spontánně i mimo vyučovací hodinu. Didaktické hry již dnes nejsou novinkou. Řada učitelů je zařazuje do svých vyučovacích hodin a potvrzuje, že jejich užíváním se vnáší do školy radost, zlepšuje se klima ve třídě, zvyšuje se motivace pro různá témata v přírodovědných předmětech a zájem o ně. Pomáhají rozvíjet komunikační dovedností žáků, zjišťovat a odstraňovat chybné představy z hlediska miskoncepcí žáků a komunikačních šumů. Hraní s kartami, s čísly či řešení přírodovědných křížovek dává dostatečný prostor pro tvořivé zkoumání, zkoušení, případně i chybování i objevování. Také se při něm rozšiřuje zkušenostní obzor žáků. Při hře dochází k plnějšímu dotváření přírodovědných pojmů. Žáci se obvykle do těchto činností zapojují spontánně, nebojí se vyjadřovat své názory a představy. Byrne (1988) uvádí, že hry jsou stimulující, snadno žáky zaujmou a žáci se při nich vyjadřují bez jakýchkoli rozpaků a zábran. Pravidla a úkoly lze formulovat tak, aby učitel snáze diagnostikoval zkreslené přírodovědné představy. Často hra přináší komplexnější pohled na určitý přírodovědný problém, vyžaduje skloubení poznatků z různých částí přírodních věd nebo i dalších disciplín, působí proti atomizaci znalostí a přispívá k integritě poznání. Při hrách ve skupinách se rozvíjejí takové žákovské dovednosti, jako je komunikace mezi členy týmu, schopnost obhajovat svůj nápad, vyslechnout názor druhého, rozdělit si práci, radovat se z objevu kamaráda a jiné sociální dovednosti. Hra vede k rozvíjení tvořivých způsobů myšlení, ke zdravé soutěživosti. To však nejsou jediné pozitivní aspekty her. Hru lze využít např. při sledování vývoje osobnosti pro utváření sebepojetí žáka jako jádra osobnosti, při usměrňování a diferenciaci emocí, při uvolňování či vhodném vyrovnávání napětí. Hra může sloužit k navazování kontaktů, k modelování reálných situací, k přejímání sociálních norem při podřizování se obecným pravidlům hry. Při hře roste sebedůvěra, sebevědomí, důvěra ve spoluhráče (Millerová, 1978; Foltinová, Novotná, 1997). Za zvláště podstatné považujeme to, aby se každý žák hry aktivně zúčastnil a každý byl aspoň občas úspěšný; u soutěživých her pak, aby buď žák sám, nebo aspoň jeho družstvo někdy zvítězilo. Jinak, nezažije-li žák ani v rámci své skupiny nikdy úspěch, může u něj převážit negativní vztah k přírodním vědám, případně i ke školnímu vzdělání vůbec. Připomeňme nejčastější větu hereckých vyznání: „Matematiku, fyziku a chemii jsem nikdy neměl rád, nikdy jsem zde nebyl úspěšný.“ Splnit tento požadavek není jednoduché, zvlášť u her soutěživých. Tam buď vytvoříme několik kategorií úloh či činností, kdy pak žák soutěží jen se stejně zdatnými spolužáky, např. ve fyzikálním rybolovu loví v různých rybnících, skládá snazší nebo obtížnější loto apod., nebo může zažívat radost jako člen vítězné skupiny. Samozřejmě to klade nároky na vytváření rovnocenných heterogenních skupin (viz skupinové vyučování, část 4.3). Vítězí-li stále jen

název 6. kapitoly

100

několik stejných žáků, může to působit navíc negativně i na ně, na jejich sebevědomí, povahové rysy jako je domýšlivost, přehlížení druhých apod. Při hrách, zejména soutěživých, je třeba velmi bedlivě zvažovat a sledovat, zda třeba byť jen u některých skupin žáků nevyvolávají obavy, strach. Může tomu tak být např. u hry Na Zmrzlíka: Žáci se postaví, učitel zadává úlohy a otázky. Kdo správně odpoví, smí se posadit. Nakonec zůstávají 1 až 3 „zmrzlíci“. Jedna žákyně uvedla: „Nenáviděla jsem hru Na Zmrzlíka a to se pak šířilo i na učitele a předmět samotný. Děsila jsem se hodin, kdy nás zase už bude stát jen několik, já budu mít úplně prázdnou hlavu, na nic si nevzpomenu, nic nevymyslím, celá se budu klepat, ostatní se nám budou pošklebovat…“. Tento způsob hodnocení připomíná neblaze proslulé v televizi: „Nejslabší, máte padáka“! V pubertálním věku bychom také u žáků mohli dospět k tomu, že nevhodně zvoleným hodnocením hry dáváme návod na šikanu. Proto bychom takovou hru vůbec nedoporučovali, raději budeme u žáků hodnotit a chválit to, co se jim povede. Soutěživé hry jsou však pro žáky všeobecně výrazně přitažlivé, neboť charakteristickým rysem dětství je právě soutěživost – a to ve fyzických výkonech a obratnosti či intelektuálních výkonech. Je však třeba je uvážlivě zařazovat a dbát na duševní hygienu.

7.2 Úloha učitele při hře Každá hra má svá specifika a je vhodné zvážit, kdy ji do vyučovací hodiny zařadit. Obecně je možno hry zařazovat v různých fázích vyučovací hodiny – mohou tvořit motivaci k určitému tématu, přispívat k dokonalejšímu chápání přírodovědných pojmů, k aktivnímu procvičování, k upevňování učiva atd. Jejich výsledným cílem však může být i rozvoj představivosti, logického či kombinačního myšlení apod. Na začátek hodiny proto volíme hry spíše motivační a hry, o kterých víme, že se při nich žáci dokážou zklidnit a potom se věnovat další činnosti. Naopak hra na závěr hodiny by měla respektovat určitou únavu, nechceme přímo říci duševní vyčerpanost žáků. Velmi důležitá je nutnost dobrého organizačního i materiálního zabezpečení, např. připravit hrací kostky, nůžky, lepidla, čtvrtky, magnety aj.). Je sice doporučováno zařazovat raději hry, které jsou z tohoto hlediska nenáročné, dnes však je možné vyučování i pro didaktické hry vybavit řadou dokonalých profesionálně vytvořených souprav od specializovaných firem, takže učitel by již nemusel pomůcky vytvářet sám, nebo jen s pomocí žáků „na koleně“. Zatím asi nikde není dostatek finančních prostředků, proto u ukázek her uvádíme i vhodné „domácí pomůcky“. Na českém trhu je několik firem (Albi, Corfix, Blackfire a další) které se zabývají lokalizací (počeštěním) her a většinou jsou vstřícní výhodným podmínkám při velkém nákupu pro školu. Znovu se dostáváme i k pochopení ze strany vedení školy, že se nejedná jen o nákup her, ale učebních pomůcek pro přírodovědný předmět. Před prvním větším nákupem her se poraďte s někým, kdo již má s danými hrami zkušenosti. Hráči by měli mít možnost zahrát si stejnou hru vícekrát. Tak budou schopni snáze rozvíjet vlastní herní strategie. Řešení uvedených a jim podobných úloh zahrnuje kromě strategického uvažování také uvažování přírodovědné. Využití přírodovědných znalostí v mnoha případech zjednoduší hráčům nalezení vhodné, případně dokonce vítězné herní strategie. Po skončení hry můžeme zařadit diskusi zahrnující strategie řešení, které jednotliví žáci nebo jednotlivá

název 6. kapitoly

101

družstva použila. Každá otázka učitele nebo ostatních hráčů by měla obsahovat nejen otázku „Jak?“, ale i „Proč?“, případně „Co kdyby?“ Je třeba hlídat čas, abyste každou hru na konci hodiny mohli ukončit. K tomu, aby hraní her přinášelo očekávané výstupy, si musíte nejdříve žáky vychovat. Situace ve skutečné třídě může být velmi odlišná od ideálu. Pracujeme najednou poměrně s velkou skupinou žáků, kteří se musí podřídit společné organizaci a přitom každý žák se aktivně zapojit. Nejedná se jenom o výklad pravidel k nové hře, ale o vymezení jednoznačných pravidel hry. Za jakých podmínek se bude hrát při splnění určitých úkolů apod., jestli budou hrát všichni žáci, a pokud ne, co budou dělat ti žáci, co nehrají. Proč žáci nehrají – nechtějí? Nebaví je to? Nepočítejte s tím, že ihned první hra, kterou do třídy přinesete, bude úspěšná a proběhne podle vašich představ. Nenechte se zaskočit tím, že žáci budou hluční, roztěkaní, nesoustředění, zaujatí něčím zcela jiným. Stejně jako Vy, i žáci si musí na odlišnější styl práce zvyknout, vytvořit si určité návyky. Pokud na hru budou potřebné nějaké přesuny ve třídě, také se vyplatí určitý nácvik. Například, když potřebujete ve třídě srazit dvě lavice k sobě, vyžaduje určitý čas uklizení věcí, přesunutí židliček a sražení lavic k sobě. K hladkému průběhu her je role učitele nenahraditelná. Nejedná se o to, že je to většinou on, kdo hru do výuky přináší – to může být klidně i někdo z žáků. Učitel je ve třídě řídicí osobností a z toho vyplývají jeho role ve hře. - Příprava na použití her ve vyučování vyžaduje, aby se vyučující předem s hrou podrobně seznámil, sám si ji několikrát zahrál. Bez toho je velmi obtížné efektivní využití hry s předem stanovenými cíli, ale i sledování diskusí žáků zaměřené na přírodovědné pozadí her apod. - Učitel je garantem správnosti a spravedlivosti hry, měl by bezpečně znát pravidla a být natolik autoritou, aby dokázal mít bez diskuse poslední slovo. Vždycky se objeví někdo, zvláště v pubertálním věku, kdo má pocit nebo je přesvědčen, že umí pravidla lépe, že se nehodnotilo spravedlivě, že se nehrálo poctivě atd. Záleží na učiteli, jak dalece zná „své“ žáky a ví, kdy a jak jsou takové výstupy oprávněné a kdy je potřeba je rázně utnout. Částečně tomu je možno předejít jasně danými pravidly. - Učitel motivuje ke hře, neboť vlastní postoj učitele ke hře, jeho zaujetí a nadšení výrazně ovlivňuje žáky. A to nejen při zapojování do nové hry – není možné dát žákům hru se slovy „hrajte, pravidla znáte“ a jít. Osobní účast učitele ve hře zvýší atraktivitu hry. Obzvláště pak žáci v pubertálním věku vidí, že hrou neztrácí člověk nic ze své důstojnosti, a to vynikne ještě více, pokud se učitel nebojí prohrávat. Bohužel je známo velmi málo učitelů, kteří si sednou za stůl k jedné hře se žáky. Čím to, že se tolik učitelů nedovede, nedokáže, nechce přidat k žákům při hře? Her použitelných v přírodovědných hodinách je nespočetně. Pokud bychom chtěli být důslední, tak celé přírodní vědy jsou jednou velkou hrou, jedním velkým dobrodružstvím. Ale v následujícím textu se zaměříme na hry, které se většinou dají hrát zcela nezávisle na vyučovací hodině. Jedná se často i o hry komerčně vyráběné, které jsou k dostání v našich obchodech, případně existují na evropském trhu. Některé z nich jsou zařazené mezi hry Deskohraní, případně se v nich hrají turnaje celoročně, u některých i mistrovství republiky. Deskohraní, dříve Olympiáda duševních sportů, je devítidenní maratón desítek turnajů, her a soutěží. Hlavním pořadatelem je klub deskových her Paluba v Praze a pořádá se většinou začátkem října.

název 6. kapitoly

102

7.3 Hry s kartami Uvedeme hry, v nichž hlavní roli hrají karty. Karty v různé podobě, kartičky vyrobené na koleně, pexesa, domina atd. Je až překvapivé, jak se dají ty kdysi zavrhované „čertovy obrázky“ používat. Domino Hra Domino je stolní hra založena na skládání dvojitých kostek či karet do řad tak, aby se na sousedících částech kostek vyskytovaly stejné obrázky, pojmy, fyzikální vztahy, chemické vzorce atd. U žákovské hry domino je číslo určeno počtem teček, ve školním dominu však číslo můžeme vyjádřit různými způsoby, jak již bylo uvedeno. Hru lze využít pro zopakování odborných pojmů a symboliky. Ve „svém“ dominu můžete vytvářet dvojice úloh – výsledek úlohy, značka jednotky – její název apod. Všechna domina tohoto typu si však musíte vyrobit sami. Vyplatí se zvolit větší rozměry a při práci se třídou je připevňovat třeba na magnetickou tabuli. Předem si rozvrhněte, co na svém dominu chcete mít. Většinou není v lidských či učitelských silách vytvořit všechny kombinace zvolených prvků, a proto vhodně zkombinujte návaznosti. Hra Domino ve fyzice. Hra Domino může být zaměřena na procvičení převodů jednotek, např. délky, hmotnosti, času rychlosti a jakýchkoliv dalších. Pomocí této hry se opakují a upevňují převodní vztahy jednotek jednotlivých fyzikálních veličin. Obměnou mohou být např. fyzikální veličiny a jejich značky, fyzikální vztahy. Pravidla hry jsou stejná jako u stolní hry. Kartičky domina rozložíme na stůl rubem vzhůru. První hráč otočí kartičku lícem vzhůru a položí ji na stůl. Pak si bere kartičku druhý hráč. Navazuje-li jeho kartička na předchozí, přiloží ji k první a pokračuje další hráč, takže postupně žáci skládají „hada“. Pokud kartička nenavazuje na předchozí, hráč si kartičku ponechá a snaží se ji uplatnit v dalším kole. Pokud kartičku nelze uplatnit ani tentokrát, vezme si hráč z hromádky další kartičku, zkusí ji uplatnit a hra pokračuje. Vítězí hráč, kterému při ukončení hry (vyčerpání celé zásoby kartiček) nezůstaly žádné kartičky v ruce. Takto je hra určena pro dvojice hráčů. Pokud máme dostatek kopií hracích karet, může každý žák pracovat samostatně. Jeho úkolem pak bude poskládat „hada“ v co nejkratším čase. Pexeso Kdo dnes ví, že původ slova je ryze český a pochází z televizní hry Pekelně se soustřeď. Od první sady s večerníčky jsou dnes v prodeji desítky tematicky rozdílných her. Každá obsahuje dvojice stejně označených 20 až 64 kartiček. Na začátku hry se promíchané kartičky rozloží obrázky dolů. Při hře každý hráč po řadě otočí dvě z nich. Jsou-li stejné, smí si je nechat a může otočit další dvě – jinak je otočí zpět. Pro potřeby výuky si „svou“ sadu musíte někdy vyrobit sami a dvojice nemusí být totožné, „stejnost“ (souvislost, příslušnost…). Hra není pro paměť snadná, je proto možné zprvu nechávat jednou otočené kartičky již lícem nahoru. Variantou pexesa je hra K9. S českým manuálem je dostupná na našem trhu, ale dá se snadno vyrobit. Ve hře je 36 karet s obrázky psů připravujících se na velkou show. Psi mají čísla od 1 do 9, tedy každý pes je ve hře čtyřikrát. Úkolem hry je seřadit všechny psy, tedy získat karty v pořadí od jedné do devíti. Karty se rozloží na stůl lícem dolů. V každém tahu hráč, který je na řadě, dvě obrátí. Pokud je na otočených kartách pes s číslem hodícím se mu do pořadí, kartu si vezme. Jestliže si vezme obě karty, může obrátit další dvě. Vyhrává ten hráč, který první seřadí všech devět psů. Lze si bez problémů

název 6. kapitoly

103

vyrobit vlastní variantu hry K9 s takovými náměty, kde v žácích potřebujete upevnit určitou posloupnost. Originál hry je doplněn házením kostkou s čísly 1 až 3. Podle hozeného čísla se určí, kolik karet může hráč obrátit. Loto U hry loto můžeme zaznamenat podobný princip jako u předchozího pexesa – přiřadit k sobě výrazy se stejným významem. Připravíme kartičky s úlohami a k tomu základní tabulku s výsledky, umístěnými do pravoúhelníků stejných rozměrů jako kartičky. Žáci si berou kartičky, vyřeší úlohu a přiloží ke správnému výsledku. Tabulka je postupně kartičkami zakrývána. Ruby kartiček mohou vytvářet souvislé linie čar, případně i nějaký obrázek. Obrázek by měl odpovídat věku řešitelů – tedy ne Červenou Karkulku pro 7. ročník, i když starší žáci by ji znova ocenili; obrázek by neměl být příliš návodný, aby se nedal složit bez práce. S lotem mohou pracovat jednotlivci nebo skupiny při procvičování probraného učiva. Hledej stejné Ve hře Hledej stejné je třeba připravit kartičky, na nichž budou různými způsoby vyjádřeny tytéž pojmy, pro každý pojem 3 až 6 kartiček. Každý žák si vybere jednu kartičku a pak hledá ty spolužáky, jejichž kartička vyjadřuje totéž. To lze využít i k náhodnému rozdělení žáků do skupin i k zopakování a procvičování učiva. Žáci se pohybem po třídě také relaxují a rozvíjejí sociální vztahy. Cink! Je to další z postřehových her. Základní sada obsahuje balíček karet se symboly ovoce a zvonek na úder, jaký známe z hotelových recepcí ve starých filmech. Hráči si mezi sebe rozdělí všechny karty lícem dolů. Pak je postupně obracejí a pokládají je před sebe na hromádku. Na kartách jsou symboly různého ovoce (vždy na jedné kartě jeden druh) a počet se pohybuje od jedné do pěti. Pokud je na některých vyložených kartách součet stejných symbolů roven pěti (na obrázku jahody), hráč, který to postřehne, udeří do zvonku uprostřed. Žáci se učí vyhledávat stejné znaky, rozvíjí si postřeh a rychlé uvažování. Hra má vysokou oblibu u žáků, hlavně asi kvůli tomu hluku. Hra může mít na hráče až destruktivní účinky.

7.4 Hry bez zvláštního zařazení Většina učitelů si často tvoří hry vlastní. Pro mnohé univerzální hry se lze inspirovat u známých televizních soutěží, jako je např. hra Riskuj. Ta je vhodná v přírodovědné výuce pro opakování určitého tematického celku, např. ve fyzice pohyb tělesa. Učitel vytvoří úlohy různé obtížnosti za 1; 5; 10 bodů a na různá témata (výpočet dráhy u rovnoměrného pohybu, výpočet dráhy u rovnoměrně zrychleného pohybu, výpočet rychlosti u rovnoměrného pohybu, výpočet rychlosti u rovnoměrně zrychleného pohybu, výpočet zrychlení atd.); vždy je vhodné vytvořené úlohy doplnit i o logické nebo zábavné úlohy. Pak začnou soutěžit heterogenní skupiny, které si po řadě vybírají úlohy zvolené obtížnosti, řeší je, získávají body atd. Při další hře skupiny žáků mají uhodnout určitou tajenku. Skupiny řeší několik úloh a za každou správnou odpověď dostávají indicii – slovo, které tajenku napovídá. Po získání několika indicií probíhá ve skupinách dost bouřlivá diskuse, všichni se snaží tajenku objevit. Je možná i inspirace počítačovými hrami, např. na začátku vyučovací hodiny dostane každý žák „dva životy“ a měl by si je udržet.

název 6. kapitoly

104

Bingo ve fyzice Každý žák dostane od vyučujícího herní pole – herní plán (4 × 4). Vyplní ho 16 písmenky, které představují fyzikální veličiny nebo jednotky SI, násobky jednotek SI a díly jednotek SI. vyšší i nižší soustavy. Ze sáčku žáci losují kartičky s písmeny a říkají: „Větší jednotka délky, menší jednotka délky, fyzikální veličina hustota atd.“ Má-li žák dané písmenko ve svém poli, zaškrtne ho. Dosáhne-li linie – řádku, sloupce či úhlopříčky, zvolá: „BINGO“. Bingo - varianta Když žák zaslechne během učitelova výkladu svůj pojem, škrtá si pojem na kartičce, totéž dělá až do posledního, kdy vykřikne: „Bingo!“, následně musí žák pojmy přečíst a vysvětlit. Výhodou je, že lze pracovat s celou třídou najednou, naopak nevýhodou může být to, že se žáci soustředí pouze na pojmy, které učitel říká, avšak nesoustředí se na souvislosti mezi pojmy. Opravujeme chyby Tato aktivita rozvíjí schopnost žáků odhalovat a opravovat vlastní chyby. Na tabuli napište několik úloh s řešeními, která obsahují chyby. Předem můžete žákům říci, kolik chyb v řešení je. Žáky požádejte, aby pomohli chyby opravit. Roborally a Ricochet Robot Roborally a Ricochet Robot patří k hrám zajímavým svým plánováním, tedy možná by se daly spíše zařadit k základům programování.

Obr. 7.1 Hra Roborally

Hra Roborally, viz obr. 7.1, je vyloženě programovací hra. Každý hráč si připraví pět karet se symboly pohybu robotů (otáčení, pohyb o určitý počet kroků) a postupně je obrací. A protože hrají všichni, stane se, že další naplánované kroky zavedou robota do záhuby, protože se mu zcela nečekaně dostal do cesty jiný robot. Na obrázku se žlutý robot krokem vpřed zřítí do propasti. Pro žáky je tento styl hry neznámý a po odehrání prvních partií se velmi začali zajímat o programování a s překvapením se seznamovali s programovacím jazykem Karel.

název 6. kapitoly

105

Obr. 7.2 Hra Ricochet Robot

Jestliže někdy uvidíte skupinu hráčů, kteří mlčky zírají na hrací plán, a až po nějaké době se ozve třeba „já sedm“, je dost pravděpodobné, že hrají Ricochet Robot, viz obr. 7.2. Na hracím plánu jsou rozestavěni čtyři barevní roboti a jeden černý. Všichni roboti se po uvedení do pohybu pohybují přímočaře, pokud nenarazí na zeď nebo jiného robota. Pokud dojdou k zrcadlu (šikmá barevná úhlopříčka), tak zrcadlem své barvy projdou, jako by tam nebylo, a ostatní zrcadla změní jejich směr klasickým odrazem. Na začátku tahu se vylosuje jeden symbol. Na hrací ploše se tento symbol najde a úkolem je dojít k němu robotem stejné barvy co nejmenším počtem kroků. Jakmile někdo objeví cestu, ohlásí počet kroků a otočí přesýpací hodiny. Než se přesypou, mají ostatní čas jeho výkon překonat. Po uplynutí časového limitu se předvede nejkratší cesta a hráč, kterému se to podařilo, získává daný symbol do své sbírky. A vylosuje se další symbol. Hra je svým způsobem velmi poklidná, ale vyžaduje velké soustředění. U žáků rozvíjí uvažování a plánování, učí je minimalizaci postupu, hledání optimální strategie. V neposlední řadě je vede k uvědomění si, že vzájemnou spoluprací dosáhnou lepších výsledků. může mít na hráče až destruktivní účinky. Hádej, kdo jsem Hra Hádej, kdo jsem je velice jednoduchá hra na procvičení přírodovědných, fyzikálních nebo chemických osobností. Při hře je možné použít obrázky na počítači nebo v tištěné podobě. Hra je určena buď pro celou třídu, kdy soutěží každý jednotlivec sám za sebe, nebo je možno vytvořit skupiny maximálně čtyřčlenné a soutěžit ve skupinách. Nejlepší hráče je možné pak jakýmkoliv způsobem odměnit. Křížovky Všichni víme, co jsou křížovky. Můžeme použít vlastní fyzikální křížovku nebo můžeme nechat vymyslet křížovku žáky. Nemusí se jednat jen o klasické křížovky, mohou to být různé osmisměrky apod. Rozcvičky

název 6. kapitoly

106

Uvedeme n předmětu fyzika: Na čtvercové kartičky napíšeme různé fyzikální značky, jednotky, fyzikální vztahy, měřidla. Prostě cokoliv, co nás napadne. Žák si jednu kartičku vylosuje a jeho úkolem je se představit. Např. „Já jsem fyzikální veličina síla, značím se F“. Další žák po vytažení další kartičky se také představí, řekne např. „Já jsem jednotka síly newton, značím se N.“ Pak můžeme žáky požádat, ať vytvoří skupiny podle toho, co k sobě patří.

7.5 Strategie, jak vyhrávat hry Předchozí části se věnovaly především otázce, jak vhodně didakticky používat hry při výuce přírodovědným předmětům. Tato část otázku obrací. Jejím hlavním cílem je ukázat, jak využívat přírodní vědy při hraní her. Je možno zjistit strategii, jak lze pomocí výpočtů zjistit, jak může jeden z hráčů ve hře zvítězit. Pomocí her tak můžeme přispět k rozšíření vnímání složitosti reálného světa a jeho porozumění, k rozvíjení zkušenosti s matematickým modelováním (matematizací reálných situací), k vyhodnocování matematického modelu přírodovědné reality a hranic jeho použití a v některých případech i k poznání, že přírodovědná realita je složitější než její matematický model. Hlavní důraz je kladen na hry, při nichž oba hráči mají k dispozici stejné tahy. Vítězná strategie Prvním důležitým pojmem v teorii her je pojem vítězná strategie. Vítězná (nebo také vyhrávající či výherní) strategie je postup, který hráči zajišťuje výhru bez ohledu na to, jaké tahy zvolí protivník. Najít vítěznou strategii je jedním z prvních cílů, které si při studiu her můžeme klást. Cíl hledání, totiž nalézt způsob, jak hru zaručeně vyhrát, je pro žáky motivující. Na druhou stranu hra, u níž známe vyhrávající strategii, ztrácí své kouzlo. U mnoha her vždy existuje vítězná strategie pro jednoho z hráčů. Díky tomu jsou hry a hledání jejich vítězných strategií vhodným doplňkem učiva a slouží především k rozvoji kombinatorického a logického myšlení, ke kritickému usuzování a srozumitelné a věcné argumentaci prostřednictvím řešení problémů. Při hledání vítězné strategie si žáci osvojují kompetence sledovat závislosti, vyhodnocovat je a popisovat je matematickým jazykem.

7.6 Hry v předmětu fyzika – síla a její působení Jak již bylo uvedeno, hra je specifickou formou poznávání světa, což znamená, že se právě v ní ve značné míře uplatňují a rozvíjejí poznávací procesy a jejich vlastnosti. Hra tedy dává příležitost k rozvoji poznání v oblasti sociální, rozvíjí schopnosti socializace a komunikace, tj. jazykové dovednosti, volní jednání, mezilidské vztahy, charakterové vlastnosti apod. Z hlediska výuky v přírodovědných předmětech je nejvhodnější zařazení her v motivační fázi vyučovací hodiny nebo ve fázi diagnostické. Výhodou této formy je jejich atraktivita, protože se mění tempo klasické výuky a pro úspěšné hry jsou žáci nuceni sami buď opakovat již probrané učivo, nebo hledat nové informace, případně nové souvislosti. Uvádíme systém her ve vazbě na pohybové aktivity žáků, na kterých mohou žáci prakticky aplikovat v přirozeném prostředí síly působící na těleso, přičemž v tomto případě tělesem bude žák nebo žáci. Před vlastním provedením her doporučujeme nejprve krátkou rozcvičku, zvláště je nutno dbát na protažení svalů. Je vhodné začínat jednoduchými cviky a postupně zařazovat jednotlivé hry. Hry nemusejí přímo probíhat ve vyučovací hodině fyziky, ale v hodině tělesné výchovy a následnou hodinu

název 6. kapitoly

107

fyziky mohou žáci řešit k nim konkrétní úkoly ve fyzice. Vhodnější však je vzhledem k různým typům paměti žáků provádět hry přímo ve vyučovací hodině fyziky. Ve vyučovací hodině fyziky můžeme postupovat formou frontální výuky a asi patnáct minut před koncem hodiny fyziky doporučujeme nakreslit jednoduché náčrtky jednotlivých situací na tabuli a klást žákům otázky na směr sil, jejich působiště, výslednou sílu. V případě využití skupinového vyučování uvádíme také konkrétní úkoly pro žáky a nakonec jsou uvedeny „Úkoly k diskusi se žáky“, se kterými bychom měli žáky seznámit před začátkem hry. Hlavním cílem vyučovacích hodin bude pochopení pojmů síla, působiště síly a skládání dvou sil žáky formou hry. a) Bezpečnost jednotlivých her Vždy je třeba dbát všech bezpečnostních pravidel, které předem uvedete. Doporučujeme rovný terén bez překážek. Dále se snažte mezi jednotlivými soutěžícími udržovat bezpečnou vzdálenost asi 1 metr. Při hrách, které jsou náročné na stabilitu, zajišťujte jištění. V případě, že se Vám některý žák ozve, že ho bolí ruce či jiná část těla, nechejte jej odpočinout. Hrozí zde natažení svalů či jiné jejich poranění. b) Hry pro dvojice žáků Posilování rukou žáků Dvojice žáků se postaví čelem proti sobě. Vzdálenost mezi nimi je přibližně 150 cm. Navzájem se opřou dlaněmi a opakovaně pokrčují a napínají ruce . Posilování nohou žáků Žáci cvičí ve dvojici. Jeden žák leží na zemi a skrčmo přednoží, druhý si sedne na jeho chodidla. Žák, který leží na zemi, vyhodí natažením nohou druhého do vzduchu. Vychylovaná žáků Vytvoříme výškově i váhově vyrovnané dvojice žáků. Pár žáků se postaví proti sobě do stoje spojného. Vzdálenost jejich špiček je asi 30 cm. Žáci ohnou paže v předpažení tak, aby dlaně směřovaly celou plochou k partnerovi. Úkolem obou žáků je úderem dlaní vychýlit druhého ze základního postavení. Nesmějí se dotýkat jiných částí těla. Žák, který přešlápl, prohrává. Postupně se vystřídají všichni žáci. Variace: Vychylování můžeme vyzkoušet také jen jednou rukou. Zvlášť ztížené podmínky nastanou, pokud jsou žáci ve dřepu nebo stojí na jedné noze. Zvedni zadek Opět vybereme stejné výškově i váhově vyrovnané dvojice žáků. Dvojice žáků si sednou na zem čelem k sobě. Potom zvednou dolní končetiny do výše hlavy. V této poloze se opřou chodidly o sebe a snaží se sednout si blíž k sobě. Před tímto cvikem je vhodné, aby žáci provedli několik kliků. Vstávání žáků První dvojice žáků si stoupne zády k sobě. Žáci se vzájemně opřou zády k sobě a pomalu se snaží sednout na zem a opět vstát. Stejně postupuje druhá dvojice žáků. Podaří-li se vstát oběma dvojicím, chytí se za ruce a vytvoří krátkou řadu, postupně se přidávají další páry. c) Hry družstev žáků Otvírání kruhu žáky

108

název 6. kapitoly

Žáci udělají kruh. Stojí těsně vedle sebe čelem dovnitř. Zavěsí se vzájemně za lokty a každý žák obě ruce zkříží na prsou, přičemž se dotýkají konečky prstů, ale nesmějí se vzájemně přidržovat. Na znamení učitele všichni ustupují dozadu a snaží se co nejdéle udržet ruce u sebe. Na siláka Žáci se vzájemně vytlačují z kruhu nakresleného na zemi. Kdo překročí čáru oběma nohama, je vyřazen. Poslední v kruhu vítězí. Ragbyový mlýn Vytvoříme dvě stejně početná družstva žáků. Členové družstva se vzájemně obejmou kolem ramen a předkloní se. Skupiny se proti sobě zaklesnou za ramena a přetlačují se. Přetahovaná žáků pokaždé jinak Vycházíme z klasického přetahování dvou družstev. Střed lana označíme šátkem nebo kapesníkem a 1,5 m od středu na každou stranu nakreslíme na zemi čáry. Členové družstva uchopí jeden konec lana a na povel učitele začnou táhnout. Ten, kdo přetáhne šátek na svoje území, vyhrává. Variace: - Nejprve zahajuje jeden žák z každého družstva. Potom se na pokyn učitele přidávají další žáci. Není určeno přesné pořadí jednotlivých žáků, jednotlivá družstva vysílají žáky sama. - Další možností je přetahování žáků. Jeden z dvojice žáků je kůň a druhý žákjezdec mu sedí na ramenou. Jezdci drží lano a pokoušejí se ve spolupráci s koňmi přetáhnout soupeře. Tento způsob je vhodný pro žáky starší 16 let. Skupina nejsilnějších žáků Vytvoříme čtyři družstva žáků. Lana svážeme do kříže. Každý konec lana drží jedno družstvo žáků. Za každým družstvem žáků je ve vzdálenosti 4 metrů cílová čára. Na pokyn učitele začnou všechna družstva tahat lano ke své cílové čáře. Vítězí to družstvo, které se první dotkne své cílové čáry. Čtyři rohy Čtyři žáci se postaví do čtverce zády k sobě. Ve výši prsou drží svázané lano. V určité vzdálenosti od každého žáka je míč. Na signál všichni žáci táhnou lano směrem ke svému míči. Žák, který uchopí do rukou svůj míč první, vítězí. d) Úkoly k diskusi pro žáky Podle konkrétní situace ve vyučovací hodině mohou žáci provést analýzu u jedné hry z hlediska působící síly, a to podle této instrukce: 1) Načrtněte situaci hry, která se Vám nejvíce líbila. Načrtněte pouze dva hráče. Poznámka: Někdy je úkol velmi obtížný, učitel může náčrtek hry po diskusi ve třídě nakreslit sám na tabuli. 2) V obrázku označte sebe. Zakreslete sílu, kterou jste působili na spolužáka. Vyznačte působiště. 3) Zkontrolujte, zda-li jste dobře vyznačili směr síly. 4) Do stejného obrázku zakreslete jinou barvou sílu, kterou na Vás působil váš spolužák. Opět vyznačte její působiště. Zkontrolujte směr síly. 5) Porovnejte směry obou působících sil. 6) Odhadněte dodatečně velikost jednotlivých sil na základě výsledku vašeho přetahování nebo přetlačování. Zkontrolujte ve vašem obrázku! 7) Dokázali byste změřit velikost obou působících sil? Navrhněte jak! Následně mohou provádět další hry a analyzovat je obdobným způsobem. Případně může být zadána hra za domácí úkol včetně její analýzy podle instrukce.

název 6. kapitoly

109

Provádění her ve vyučovací hodině fyziky vyžaduje od učitele velkou flexibilitu. Ne v každé třídě z hlediska kázně žáků lze hry provádět, ale lze hru provést alespoň demonstračně na dvojici nebo čtveřici žáků a diskusi provádět navrženým způsobem. Hra, které se žáci účastní a „prožijí“ ji s různým druhem emocí, je může vtáhnout do pochopení fyziky.

7.7 Výukové digitální hry V zahraničí naleznete velký počet přírodovědných výukových digitálních her, které jsou kvalitně zpracovány. V dnešní době se některé cizojazyčné výukové digitální hry převádějí do češtiny. Použít výukové digitální hry je možno přímo ve výuce danému předmětu a tématu nebo jsou velmi vhodné pro domácí práci žáků. V češtině jsou některé výukové digitální hry na adrese http://www.veskole.cz/ a http://www.stahuj.centrum.cz/hry_a_zabava/vyukove/. V současné v České republice se vytvářejí nové výukové digitální hry v rámci projektů ESF.vytvářejí české digitální výukové hry. Uvádíme několik příkladů českých výukových digitálních her z environmentální výchovy:  www.tonda-obal.cz – hry s problematikou třídění odpadů (pexeso, puzzle apod.),  www.hraozemi.cz – výpočet Ekostopy (interaktivně nebo v papírové podobě – v tomto případě doporučujeme využít interaktivní formu a vyplňovat formulář elektronicky, protože je tento způsob značně pohodlnější a celkový výsledek je jednoznačný a jasný), vysvětlení problematiky Ekostopy, srovnání zátěže jednotlivých zemí světa a jejich srovnání s Českou republikou,  www.hrajozemi.cz – obdoba hry O Zemi pro druhý stupeň základních škol a nižší ročníky gymnázií. Hry s environmentální tematikou (www.tonda-obal.cz) – bludiště, puzzle, pexeso atd. Všechny zde uvedené hry zdaleka nepostihují bohatství her, které jsou v současné době k vidění na našem trhu, a ten je jen slabým odvarem trhu s hrami třeba v sousedním Německu. Měli bychom zkoušet nové hry a měli bychom vychutnávat radost žáků z objevování a zkoumání.

Shrnutí kapitoly Hra je neoddělitelnou složkou dětského života, proto každá hra, i taková, která by nedávala dětem víc, než radost ze hry je velmi důležitá. Hry plní čtyři základní funkce: motivační, instrumentální, diagnostickou a existenciální. Hry můžeme zařazovat do různých fází vyučovací hodiny, nejčastěji na začátek nebo na konec. Úloha učitele je při hře nenahraditelná, protože hra musí být dobře organizačně a materiálně připravena předem. Učitel i ve hře hraje řídicí roli, přesto osobní účast učitele ve hře zvýší atraktivitu hry. Existují různé druhy her. Jedním druhem jsou hry s kartami, jako například Domino, Pexeso, K9, Loto, Hledej stejné, Cink. Dále některé hry mohou pomáhat základům programování, jako jsou hry Roborally a Ricochet Robot. Nejčastější jsou používány křížovky. Při hrách se žáci učí strategiím, jak je vyhrávat. V poslední době se objevují digitální

110

název 6. kapitoly

výukové hry, kterých je velmi mnoho v cizích jazycích. Některé jsou přeloženy do češtiny, některé se nově vytvářejí i v českém prostředí. Kontrolní otázky a úkoly: 2. Uveďte, které základní funkce plní hry. Vysvětlete, jak tyto funkce chápete Vy. 3. Jaké role hraje učitel ve hře ve vyučovací hodině? 4. Které nejznámější hry s kartami hrají žáci ve vyučovací hodině? 5. Které hry využijete, když budete chtít motivovat žáky k programování? 6. V čem spočívá strategie vyhrávání her? Úkoly k textu 1. Vyberte z uvedených výukových her tu, kterou neznáte. Zkuste ji připravit pro váš přírodovědný předmět. Proveďte potom hru ve výuce. Po hře diskutujte se žáky o cíli hry a zda nalezli strategii, jak vyhrávat. 2. Nalezněte na internetu digitální výukovou hru pro váš přírodovědný předmět. Doporučte ji žákům jako domácí úkol. Následující vyučovací hodinu diskutujte se žáky o cíli hry a zda nalezli strategii, jak vyhrávat. 3. Zadejte žákům úkol připravit křížovku zaměřenou na tematický celek, který probíráte. Nechejte je pracovat v malých čtyř až pětičlenných skupinách. Vyhodnoťte se třídou výsledky skupin. Otázky k zamyšlení: 1. Používáte ve výuce vašeho přírodovědného předmětu výukové hry? Zamyslete se nad cíli Vámi používaných her! 2. Jsou žáci schopni odhalit strategii, jak vyhrát výukovou hru vámi ve výuce používanou? Uvažoval jste sám o této strategii? Zkuste o ní uvažovat! Korespondenční úkoly Vymyslete jednu novou výukovou hru pro váš předmět. Vyzkoušejte ji se žáky. Citovaná a doporučená literatura - BERLEKAMP, E. R., CONWAY, J. H., GUY, R. K. Winning ways for your mathematical plays, vol. 1. Natick: A. K. Peters, 2001. ISBN 1-56881-1306. - BERLEKAMP, E. R., CONWAY, J. H., GUY, R. K. Winning ways for your mathematical plays, vol. 3. Natick: A. K Peters, 2003. ISBN 1-56881-143-8. - BURJAN, V., BURJÁNOVÁ, L. Matematické hry. Bratislava: Pythagoras, 1991. ISBN 80-85409-00-3. - DRESHER, M. The mathematics of games of strategy. Theory and Applications. New York: Dover Publ., 1981. ISBN 0-486-64216-X. - GARDNER, M. Mathematical puzzles and diversions. London: Bell and Sons, 1960. - JANES, N. S. Problem Solving with Polyhedra Dice. New York: Cuisenaire Company of America, Inc., 1994. - KREJČOVÁ, E., VOLFOVÁ, M. Didaktické matematické hry. 3. vyd. Hradec Králové: Gaudeamus, 2001. - KUBINCOVÁ, L. MECHLOVÁ, E. Síla hrou. In Sborník konference Veletrh nápadů učitelů fyziky 10. Red.: Dvořák, L. Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta 2005, s. 143-147.

název 6. kapitoly

-

111

http://kdf.mff.cuni.cz/veletrh/sbornik/Veletrh_10/10_20_Kubincova.ht ml. McCALLUM, G. P. 101 Word Games. Oxford: Oxford University Press, 1980. MECHLOVÁ, E. Skupinové vyučování ve fyzice na základní a střední škole. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1988. MILLEROVÁ, S. Psychologie hry. Praha: Panorama, 1978. Národní program rozvoje vzdělávání v České republice – Bílá kniha. Praha: MŠMT ČR, 2001. NEUMAN, J. Dobrodružné hry a cvičení v přírodě. Praha: Portál, 1998. ISBN 80-7178-218-1. PAVELKA, R. 69 nejlepších her pro děti – venku. Brno: MC nakladatelství, 1998. PERIČ, T. Sportovní příprava pro děti. Praha: Grada Publishing, 2004. ISBN 80-247-0683-0. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Praha: Výzkumný ústav pedagogický, 2007. ZAPLETAL, M. Encyklopedie her. Praha: Olympia, 1973. ZAPLETAL, M. Kniha hlavolamů. Praha: Albatros, 1983. Ur, P., WRIGHT, A. Five-Minute Activities. Cambridge: Cambridge University Press, 1992. VÁVROVÁ, A., NOVOTNÁ, J., VOLFOVÁ, M., JANČAŘÍK, A. Hry ve vyučování matematice jako významná strategie vedoucí k rozvoji klíčových kompetencí žáků. Praha: JČMF, 2006.

název 15. kapitoly

113

Závěr Vážené paní učitelky, vážení páni učitelé, celou studijní oporou se prolínala idea, jak pomoci žákovi, aby se „naučil“ přírodovědný předmět na současné úrovni prostřednictvím jeho vlastních činností. Aby si osvojil v přírodovědném vzdělávání základy pěti dovedností pro 21. století, tj. - adaptabilitu, - komplexní komunikativní a sociální dovednosti, - dovednosti řešit problém neobvyklým způsobem, - sebeřízení a seberozvoj, - systémy myšlení. Podpora informačních a komunikačních technologií je v současné době běžnou věcí jak v oblasti experimentálních činností učitele, tak i žáků. Zejména vzdálené experimenty, které nevyžadují zakoupení aparatury, kde stačí pouze počítač, jsou dnes velmi lákavé. Snahou bylo zahrnout do opory současné trendy moderní pedagogiky a didaktiky, která vychází z výzkumů psychologie učení, konstrukce znalostí ve vědomí žáka, který je motivován aktivizujícími metodami a formami. Autorka