1 Změny ve vzdělávání v rámci poslední školské reformy

Transkript

Obecne 5/16/14 1:24 PM Stránka 1
OBSAH:
Úvod ........................................................................................................................... 5
1
Změny ve vzdělávání v rámci poslední školské reformy................................ 6
1.1
Změny ve vzdělávání v Evropě .................................................................................... 6
1.2
Příčiny změn ve středním vzdělávání ........................................................................... 7
1.3
Cíle vzdělávání v ČR.................................................................................................... 9
1.4
Rozvíjení klíčových kompetencí žáka v přírodovědném vzdělávání
s podporou digitálních technologií ............................................................................. 11
1.5
Konstruktivismus........................................................................................................ 17
Shrnutí kapitoly .......................................................................................................... 19
2
Cíle přírodovědného vzdělávání .................................................................... 25
2.1
Vzdělávací cíle a jejich vymezování .......................................................................... 25
2.2
Vzdělávací cíle pro žáka............................................................................................. 26
2.3
Model cílů – pyramida cílů ........................................................................................ 29
2.4
Způsoby vymezování vzdělávacích cílů..................................................................... 33
2.5
Taxonomie vzdělávacích cílů ..................................................................................... 37
2.6
Znalost žáka versus vědomost žáka............................................................................ 44
2.7
Typy učebních přírodovědných činností při tvorbě znalostí ve vazbě na ICT ........... 45
3
Vyučovací metody z hlediska aktivity žáka ................................................... 54
3.1
Vyučovací metody v přírodovědném vyučování ........................................................ 54
3.2
Vyučovací metody v přírodovědném vzdělávání z hlediska aktivity žáka a učitele ..... 55
3.3
Projektové vyučování v přírodovědném vzdělávání................................................... 59
3.4
Pedagogické a psychologické důvody pro projektové vyučování .............................. 61
3.5
Badatelsky orientované vyučování přírodním vědám ................................................ 66
4
Problémová metoda vyučování ve výuce přírodovědných předmětů.......... 74
4.1
Problémová metoda .................................................................................................... 74
4.2
Metody problémového vyučování .............................................................................. 75
4.3
Způsoby řešení problému ........................................................................................... 76
4.4
Problémová učební úloha z geografie ........................................................................ 78
4.5
Problémová učební úloha z biologie .......................................................................... 78
4.6
Problémová učební úloha z fyziky ............................................................................. 81
4.7
Výsledky výzkumů v oblasti řešení problémových učebních úloh žáky
v přírodovědných předmětech .................................................................................... 81
2
5
Organizační formy ve vyučován přírodovědným předmětům ...................... 84
5.1
Vyučovací hodina ve třídě, v laboratoři, exkurze....................................................... 84
5.2
Mimotřídní a mimoškolní organizační formy ............................................................ 85
5.3
Hromadné, skupinové a individuální vyučování ........................................................ 85
6
Experimenty v přírodovědném vzdělávání .................................................... 89
6.1
Demonstrační experimenty ve vyučování přírodovědným předmětům...................... 90
6.2
Frontální žákovské experimenty ve vyučování přírodovědným předmětům.............. 92
6.3
Reálný počítačem podporovaný experiment .............................................................. 93
6.4
Reálný experiment vzdálený ...................................................................................... 96
6.5
Vzdálený experiment se systémem ISES ................................................................... 97
6.6
Integrovaný e-Learning pro fyziku........................................................................... 103
Shrnutí kapitoly ........................................................................................................ 104
7
Digitální vzdělávací objekty a jejich použití ................................................ 108
7.1
Digitální vzdělávací objekty..................................................................................... 108
7.2
Vzdělávací objekty a kurikulum............................................................................... 109
7.3
Vlastnosti vzdělávacích objektů ............................................................................... 111
7.4
Standardy vzdělávacích objektů v e-Learningu ....................................................... 112
7.5
Zkrácený popis objektu – metadata.......................................................................... 114
7.6
Hodnocení a využití digitálních vzdělávacích objektů ve vyučování ...................... 115
7.7
Teorie učebních stylů................................................................................................ 117
8
Výukové programy ve výuce přírodovědných předmětů............................ 120
8.1
Funkce výukových programů v pedagogickém procesu .......................................... 120
8.2
Výukové programy a kurikulum .............................................................................. 121
8.3
Výuka a kurikulum................................................................................................... 121
8.4
Typy software ........................................................................................................... 123
8.5
Výukový software a žáci .......................................................................................... 124
8.6
Výukový software v matematice .............................................................................. 125
8.7
Výukový software ve fyzice..................................................................................... 127
8.8
Výukový software v chemii...................................................................................... 134
8.9
Výukový software v biologii .................................................................................... 137
8.10 Výukový software v geografii .................................................................................. 141
Závěr....................................................................................................................... 146
3
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.
4
Úvod
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
současných moderních 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.
2.
3.
4.
5.
adaptabilita,
komplexní komunikativní a sociální dovednosti,
dovednosti řešit problém neobvyklým způsobem,
sebeřízení a seberozvoj,
systémy myšlení.
Studijní opora je zpracována systémově. Vychází z rámcového vzdělávacího programu pro
základní vzdělávání, ale ze současné výuky přírodovědným předmětům na středních školách
jsou do ní začleněny současné trendy vzdělávání v přírodních vědách ve vazbě na informační
a komunikační technologie.
Druhá, třetí a pátá kapitola byly zpracovány prof. Erikou Mechlovou, první, čtvrtá a šestá kapitola
je společným dílem autorů a sedmá a osmá kapitola byly zpracovány doc. Martinem Malčíkem.
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 vzdělávací objekty
a výukové programy do vyučovacího procesu přírodovědných předmětů.
5
Změny ve vzdělávání v rámci poslední školské reformy
1
V této kapitole se dozvíte:
❖ o příčině změn v českém školství,
❖ o změnách v základním vzdělávání,
❖ o cílech 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 rámcovými vzdělávacími programy, protože víme, že jejich cíle bohužel
nebyly často dobře pochopeny, a proto jsou 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 Změny ve vzdělávání v Evropě
Tematická skupina Rady Evropy zabývající se vzděláváním v matematice, přírodních
a technických vědách (MPT) identifikovala 4 obecné priority ve vzdělávání MPT:
❖ Realizace opatření pro podporu učení slabých žáků;
❖ Vzdělávání učitelů se zvláštním zřetelem na podporu učení žáků;
❖ Roli hodnocení v identifikaci a podpoře slabých žáků;
❖ Využití badatelského učení žáky.
Pro svůj program na léta 2012–2013 Tematická skupina Rady Evropy vytýčila čtyři
prioritní oblasti:
❖ Posilování leadershipu ve škole pro rozvoj MPT;
❖ Vzdělávání učitelů pro MPT: zvýraznění role sítí učitelů v rozvoji profesních dovedností
učitelů v praxi, organizaci kontinuálního profesního vzdělávání učitelů;
6
❖ Rozvoj kurikula: vývoj standardů kurikula, přechodu z prvního na druhý stupeň;
❖ Personalizace a individualizace učení: třídní a školní praktika, použití ICT v MPT.
1.2 Příčiny změn ve středním vzdělávání
V rámci poslední reformy 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“.
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.
7
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.
e) Komunikace s jinými lidmi
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. 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.
f) 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.
g) 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, a to
v podobě poznání preventivních způsobů chování a rozhodování při ochraně zdraví
a bezpečnosti včetně jednání v krizových situacích a při živelných událostech. Dále jde
8
o ochranu přírody a kulturních památek ve smyslu udržitelného rozvoje lidské společnosti
a plnohodnotného života.
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, by si žák měl osvojit tyto
klíčové kompetence:
❖ kompetenci k učení,
❖ kompetenci k řešení problémů,
❖ kompetenci komunikativní,
❖ kompetenci sociální a personální,
❖ kompetenci občanskou,
❖ kompetenci k podnikavosti.
9
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
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 pro gymnázia
RVP odborného vzdělávání
Kompetence k učení
Kompetence k řešení problémů
Kompetence komunikativní
Komunikativní kompetence
Kompetence sociální a personální
Personální a sociální kompetence
Kompetence občanská
Občanské kompetence a kulturní povědomí
Kompetence pracovní (jen ZŠ)
Kompetence k podnikavosti (jen G)
Kompetence k pracovnímu uplatnění
a podnikatelským aktivitám
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.
10
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 přispívat veškerý vzdělávací obsah, jehož pojetí by mělo na úrovni školního
vzdělávacího programu (dále ŠVP) vytvářet předpoklady pro efektivní využití osvojených
vědomostí a dovedností, které budou žáci schopni dále uplatňovat ve studiu, v zaměstnání
a v osobním životě.
1.4 Rozvíjení klíčových kompetencí žáka 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 gymnázia (2007) pro přírodovědné vzdělávání ve
vzdělávací oblasti Člověk a příroda (Rámcový vzdělávací program pro gymnázia, 2007, s. 25)
je explicitně uvedena charakteristika vzdělávací oblasti: „Základní prioritou každé oblasti
přírodovědného poznávání je odkrývat metodami vědeckého výzkumu zákonitosti, jimiž se
řídí přírodní procesy. Odkrývání přírodních zákonitostí je hodnotné jednak samo o sobě, neboť
naplňuje přirozenou lidskou zvědavost poznat a porozumět tomu, co se odehrává pod
povrchem smyslově pozorovatelných, často zdánlivě nesouvisejících jevů, a jednak člověku
umožňuje ovládnout různé přírodní objekty a procesy tak, aby je mohl využívat pro další
výzkum i pro rozmanité praktické účely.
Má-li být přírodovědné vzdělávání na gymnáziu kvalitní a pro žáky prakticky využitelné, je
zapotřebí, aby je orientovalo v první řadě na hledání zákonitých souvislostí mezi poznanými
aspekty přírodních objektů či procesů, a nikoli jen na jejich pouhé zjištění, popis nebo
klasifikaci. Hledání, poznávání a využívání přírodních zákonitostí se má tudíž ve vzdělávací
oblasti Člověk a příroda na gymnáziu projevovat v mnohem větší míře, než tomu bylo ve
stejnojmenné oblasti na základní škole. Takový přístup též v žácích podněcuje touhu po
11
hlubším poznávání řádu okolního světa a nabízí jim možnost intenzivního prožitku z vlastních
schopností tento řád hledat a poznávat“.
Vzdělávací oblast Člověk a příroda na gymnáziu navazuje na vzdělávací oblast Člověk
a příroda na základní škole, když vychází ze vzdělávací oblasti 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 gymnázia, 2007, s. 11).
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 gymnázia 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.
Tabulka 1.2
1. Kompetence k učení
Žák:
❖ své učení a pracovní činnost si sám plánuje a organizuje, využívá je jako prostředku
pro seberealizaci a osobní rozvoj;
❖ efektivně využívá různé strategie učení k získání a zpracování poznatků a informací,
hledá a rozvíjí účinné postupy ve svém učení, reflektuje proces vlastního učení
a myšlení;
❖ kriticky přistupuje ke zdrojům informací, informace tvořivě zpracovává a využívá při
svém studiu a praxi;
❖ kriticky hodnotí pokrok při dosahování cílů svého učení a práce, přijímá ocenění, radu
i kritiku ze strany druhých, z vlastních úspěchů i chyb čerpá poučení pro další práci.
12
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
2. Kompetence k řešení problémů
Žák:
❖ rozpozná problém, objasní jeho podstatu, rozčlení ho na části;
❖ vytváří hypotézy, navrhuje postupné kroky, zvažuje využití různých postupů při řešení
problému nebo ověřování hypotézy;
❖ uplatňuje při řešení problémů vhodné metody a dříve získané vědomosti a dovednosti,
kromě analytického a kritického myšlení využívá i myšlení tvořivé s použitím
představivosti a intuice;
❖ kriticky interpretuje získané poznatky a zjištění a ověřuje je, pro své tvrzení nachází
argumenty a důkazy, formuluje a obhajuje podložené závěry;
❖ je otevřený k využití různých postupů při řešení problémů, nahlíží problém z různých stran;
❖ zvažuje možné klady a zápory jednotlivých variant řešení, včetně posouzení jejich rizik
a důsledků.
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,
13
4. směřujeme žáky tak, aby při řešení problému využívali dosavadních znalostí,
dovedností, byli samostatní a zodpovědní.
Tabulka 1.4
Kompetence komunikativní
3. Kompetence komunikativní
Žák:
❖ s ohledem na situaci a účastníky komunikace efektivně využívá dostupné prostředky
komunikace verbální i neverbální, včetně symbolických a grafických vyjádření
informací různého typu;
❖ používá s porozuměním odborný jazyk a symbolická a grafická vyjádření informací
různého typu;
❖ efektivně využívá moderní informační technologie;
❖ vyjadřuje se v mluvených i psaných projevech jasně, srozumitelně a přiměřeně tomu,
komu, co a jak chce sdělit, s jakým záměrem a v jaké situaci komunikuje; je citlivý
k míře zkušeností a znalostí a k možným pocitům partnerů v komunikaci;
❖ prezentuje vhodným způsobem svou práci i sám sebe před známým i neznámým
publikem;
❖ rozumí sdělením různého typu v různých komunikačních situacích, správně interpretuje
přijímaná sdělení a věcně argumentuje; v nejasných nebo sporných komunikačních
situacích pomáhá dosáhnout porozumění.
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.
14
Tabulka 1.5
Kompetence sociální a personální
4. Kompetence sociální a personální
Žák:
❖ posuzuje reálně své fyzické a duševní možnosti, je schopen sebereflexe;
❖ stanovuje si cíle a priority s ohledem na své osobní schopnosti, zájmovou orientaci
i životní podmínky;
❖ odhaduje důsledky vlastního jednání a chování v nejrůznějších situacích, své jednání
a chování podle toho koriguje;
❖ přizpůsobuje se měnícím se životním a pracovním podmínkám a podle svých schopností
a možností je aktivně a tvořivě ovlivňuje;
❖ aktivně spolupracuje při stanovování a dosahování společných cílů;
❖ přispívá k vytváření a udržování hodnotných mezilidských vztahů založených na
vzájemné úctě, toleranci a empatii;
❖ projevuje zodpovědný vztah k vlastnímu zdraví a k zdraví druhých;
❖ rozhoduje se na základě vlastního úsudku, odolává společenským i mediálním tlakům.
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
Žák:
❖ informovaně zvažuje vztahy mezi svými zájmy osobními, zájmy širší skupiny, do níž
patří, a zájmy veřejnými, rozhoduje se a jedná vyváženě;
❖ o chodu společnosti a civilizace uvažuje z hlediska udržitelnosti života, rozhoduje se
a jedná tak, aby neohrožoval a nepoškozoval přírodu a životní prostředí ani kulturu;
❖ respektuje různorodost hodnot, názorů, postojů a schopností ostatních lidí;
❖ rozšiřuje své poznání a chápání kulturních a duchovních hodnot, spoluvytváří je a chrání;
15
❖ promýšlí souvislosti mezi svými právy, povinnostmi a zodpovědností; k plnění svých
povinností přistupuje zodpovědně a tvořivě, hájí svá práva i práva jiných, vystupuje
proti jejich potlačování a spoluvytváří podmínky pro jejich naplňování;
❖ chová se informovaně a zodpovědně v krizových situacích a v situacích ohrožujících
život a zdraví, poskytne ostatním pomoc;
❖ posuzuje události a vývoj veřejného života, sleduje, co se děje v jeho bydlišti a okolí,
zaujímá a obhajuje informovaná stanoviska a jedná k obecnému prospěchu podle
nejlepšího svědomí.
Např.:
1. u žáků utváříme dovednost vhodně se chovat pří kontaktu s objekty či situacemi
potenciálně či aktuálně ohrožujícími 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 k podnikavosti
Žák:
❖ cílevědomě, zodpovědně a s ohledem na své potřeby, osobní předpoklady a možnosti
se rozhoduje pro další vzdělávání a budoucí profesní zaměření;
❖ rozvíjí svůj osobní i odborný potenciál, rozpoznává a využívá příležitosti pro svůj
rozvoj v osobním a profesním životě;
❖ uplatňuje proaktivní přístup, vlastní iniciativu a tvořivost, vítá a podporuje inovace;
❖ získává a kriticky vyhodnocuje informace o vzdělávacích a pracovních příležitostech,
využívá dostupné zdroje a informace při plánování a realizaci aktivit;
❖ usiluje o dosažení stanovených cílů, průběžně reviduje a kriticky hodnotí dosažené
výsledky, koriguje další činnost s ohledem na stanovený cíl; dokončuje zahájené
aktivity, motivuje se k dosahování úspěchu;
❖ posuzuje a kriticky hodnotí rizika související s rozhodováním v reálných životních
situacích a v případě nezbytnosti je připraven tato rizika nést;
❖ chápe podstatu a principy podnikání, zvažuje jeho možná rizika, vyhledává a kriticky
posuzuje příležitosti k uskutečnění podnikatelského záměru s ohledem na své
předpoklady, realitu tržního prostředí a další faktory.
16
Např.:
1. vedeme žáky k odhadu a zpracování různých typů (lidské, materiální, finanční) nákladů
na aktivity,
2. učíme žáky správnému zacházení se svěřenými pomůckami, přístroji apod.,
3. učíme žáky dokončit započatou práci,,
4. necháme žáky samostatně vytvořit některé pomůcky (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.
1.5 Konstruktivismus
Problematika vzdělávání v dnešní době je úzce spojena s celkovou změnou paradigmatu učení
a vyučování, která nastala v posledních letech v souvislosti s příchodem globalizovaného světa
spolu s informační revolucí a trvajícími požadavky společnosti vědění.
„Hlavním smyslem naznačené změny paradigmatu je přístupnější, otevřenější a liberálnější
vzdělávání zaměřené více na rozvoj individuality a osobnosti člověka“ (Malach, 2002).
Paradigma je obrazem předmětu dané vědy a jejích výzkumných přístupů. Je to teoretický
komplex názorů a koncepcí určité vědy, který určuje v historické etapě volbu vědecké
problematiky i způsob jejího řešení a současně má v dané době odraz v praxi.
Tradiční paradigma vzdělávání
Teoretickými základy tradičního paradigmatu vzdělávání je obecná teorie systémů
a behaviorismus (Zounek, Šeďová, 2009).
Obecná teorie systémů zahrnuje projektování výuky od cíle výuky přes metody a formy
výuky, diagnostiku žáka až po celkové hodnocení výuky. Obecná teorie systémů podporuje
zejména vnitřní procesy žákova učení se.Behaviorismus (později neobehaviorismus) byl
založen B. F. Skinnerem. Je známa jeho řada: stimul → reakce → zpevnění a další tvrzení,
že dobré učení se žáka závisí především na dobrém prostředí výuky – čím je prostředí
účinnější, tím je učení se žáka lepší. Z této teorie vycházely učící stroje. Z neobehaviorismu
vycházelo programované učení, které zdůrazňovalo roli subjektu ve vzdělávání, roli zpětné
vazby a řízení procesu učení se žáka (Tolingerová, Knězů, Kulič, 1966).
17
Behaviorismus z počátku 20. století se vůbec funkcí mozku nezabýval. Chápal ho jako černou
skříňku transformující vstupující vjemy (podněty) na výsledné chování (reflexe) každého
jedince. Podobně jako u Newtonových zákonů ve fyzice, které platí jen za určitých
specifických podmínek, můžeme i o behaviorismu říci, že v některých situacích funguje,
a to třeba u onoho notoricky známého experimentu se psem pana Pavlova nebo při vymývání
mozků zajatců apod.
Moderní paradigma vzdělávání
Moderní paradigma vzdělávání se rozvíjelo jako reakce na tradiční paradigma. Základem
moderního paradigmatu vzdělávání je filozofie konstruktivismu. Prvky konstruktivismu
najdeme již v učení některých řeckých filosofů, jako byli např. Sokrates, Platon nebo
Aristoteles, z pozdějších filosofů také John Lock. Za zakladatele konstruktivismu je považován
Jean Piaget.
„Konstruktivismus je široký proud teorií ve vědách o chování a sociálních vědách,
zdůrazňující jak aktivní úlohu subjektu, tak i význam jeho vnitřních předpokladů
v pedagogických a psychologických procesech a důležitost jeho interakce s prostředím
a společností“ (Průcha, Walterová, Mareš, 2003). V didaktice se jedná o jedno z dominantních
soudobých paradigmat. Člení se do několika větví, z nichž pro vzdělávání jsou nejdůležitější
konstruktivismus kognitivní, sociální a sociologický (Průcha, Walterová, Mareš, 2003).
❖ Kognitivní konstruktivismus vychází z epistemologie J. Piageta a americké kognitivní
psychologie (J. S. Bruner, 1965 apod.). Snaží se realizovat didaktické postupy založené
na předpokladu, že poznávání se děje konstruováním tak, že si poznávající subjekt, v našem
případě žák, spojuje části informací z vnějšího prostředí do smysluplných struktur a provádí
s nimi takové myšlenkové operace, které odpovídají úrovni jeho kognitivního vývoje.
❖ Sociální konstruktivismus vychází z prací o sociální dimenzi učení a zdůrazňuje
nezastupitelnou roli sociální interakce a kultury v procesu konstrukce poznání. V didaktice
se jeho zásady realizují zejména v kooperativním učení.
❖ Sociologický konstruktivismus je významným směrem soudobé sociologie. Vychází
z principu, že svět není jedinci jako aktéru sociálního života prostě dán jako objektivní
fakt, ale je stále konstruován subjektem v procesu sociální komunikace a interakce.
V moderním konstruktivistickém pojetí vzdělávání se mění role jednotlivých prvků vzdělávání
ve srovnání s tradičním vzděláváním.
Role jednotlivých prvků v konstruktivistickém pojetí vzdělávání
Role učícího se žáka v konstruktivistické třídě (Philips, 1995):
❖ Aktivní role. Poznání a porozumění vyžaduje aktivitu učícího se namísto pasivní role
příjemce poznatků. Žák sám konstruuje neboli buduje svoje vlastní znalosti, není jen
pasivním příjemcem informací ze svého okolí. Nové učení – koncepty žáka – závisejí na
předcházejících znalostech žáka – prekonceptech žáka, tedy na tom, co si již osvojil, co
zná. Na tom, co žák zná, staví své smysluplné učení se.
18
❖ Společenská role. Znalosti nebuduje žák pouze individuálně, ale v dialogu s ostatními.
❖ Kreativní role. Poznání a porozumění je tvořeno a přetvářeno. Učitelé vedou žáky k tomu,
aby aktivně rekonstruovali své původní představy v interakci s ostatními.
Role učitele. Učitel by měl najít způsob, jak diagnostikovat momentální úroveň znalostí
a dovedností jednotlivých žáků, měl by být schopen žákovi pomoci při jeho učení se.
Role třídy. Komunikace, dialogy v rámci třídy i práce žáků v malých skupinách je motivací
žáků k dalšímu přemýšlení nebo učení se. Žák sám by měl být schopen obhájit, dokázat,
pozměnit nebo rozvinout svůj názor v rámci třídy, jejíž součástí je i učitel.
Nové požadavky na učitele
Učitel se vzdává části své intelektuální autority. Neurčuje svým žákům, co je důležité se učit
a jak by se měli učit. Žáci nevnímají svět stejně jako jejich učitelé. Žáci si utvářejí svou vlastní
představu nebo koncepci světa ve svém myšlení. Učitel je pomocníkem žáků v jejich učení
se.
Učitel se vzdává své autority v řízení učení se žáků. Učitel nemůže zcela kontrolovat učební
aktivity v rámci výuky ve třídě u všech žáků. Učitel neurčuje přesně, co je důležité pro
jednotlivé žáky a jak by se měli učit. Žáci se stávají zodpovědnými za svoje učení a řídí si je.
Učitel ovládá moderní technologie a učení s jejich podporou. Učitel musí umět využívat
informační a komunikační technologie (dále ICT) ve výuce. Je poradcem žáků, ale zároveň
se učí od žáků nebo spolu se žáky využívat určité technologie. Učitelé nemohou být experty
na všechno a po celou dobu své kariéry.
Uvedené tři nové požadavky na učitele způsobují radikální proměnu klíčových aspektů učitele.
Znalosti a dovednosti, které člověk objeví a získá během řešení problémů i při chybném řešení,
jsou nesrovnatelně trvalejší než snadnější namemorované správné řešení.
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 G se jedná o tyto klíčové kompetence:
❖ kompetence k učení,
❖ kompetence k řešení problémů,
19
❖ kompetence komunikativní,
❖ kompetence sociální a personální,
❖ kompetence občanské,
❖ kompetence k podnikavosti.
Kontrolní otázky a úkoly:
❖ Uveďte obsah pojmu kompetence absolventa.
❖ Uveďte obsah pojmu klíčová kompetence.
❖ Uveďte klíčové kompetence absolventa základního vzdělávání. Vysvětlete obsah
jednotlivých klíčových kompetencí.
Otázky k zamyšlení:
Zamyslete se nad tím, 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, jež 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.
– BRUNER, J. S. Vzdělávací proces. Praha: SPN, 1965.
– DELORS, J. aj. Učení je skryté bohatství (formulovala Mezinárodní komise UNESCO
„Vzdělávání pro 21. století“). Praha: ÚIV, 1997, s. 125.
20
– 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.
– 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.
– HALŠKOVÁ, M., KONÍČEK, L. Aplikace ICT pomůcek v přírodovědných předmětech na
ZŠ. Fyzika. Projekt Nové přístupy k výuce přírodovědných předmětů s využitím ICT
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 978-0-30914518-3. 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
21
– 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.
– MALACH, J. Základy didaktiky. Ostrava: Pedagogická fakulta Ostravské univerzity, 2002.
ISBN 80-7042-266-1.
– 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.
– 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.
– PHILLIPS, D. C. The good, the bad, and the ugly: The many faces of constructivism.
Educational Researcher 1995, č. 24 (7), s. 5–12.
– 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.
22
– 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
– ROSÍK, M. Aplikace ICT pomůcek v přírodovědných předmětech na ZŠ. Přírodopis.
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 80-2101937-9.
– TOLINGEROVÁ, D., KNĚZŮ, V., KULIČ, V. Programované učení. Praha: Státní
pedagogické nakladatelství, 1966. 189 s.
– 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.
– 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. ISBN978-80-7043-603-5.
– VEŘMIŘOVSKÝ, J. Aplikace ICT pomůcek v přírodovědných předmětech na ZŠ. Chemie.
59 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.
23
– 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.
– ZOUNEK, J., ŠEĎOVÁ, K. Učitelé a technologie. Mezi tradičním a moderním pojetím.
Brno: Paido, 2009. ISBN 798-80-7315-187-4.
http://www.vuppraha.cz
http://www.nuov.cz
http://www.rvp.cz
24
Cíle přírodovědného vzdělávání
2
❖ co jsou vzdělávací cíle,
❖ jak vymezovat vzdělávací cíle v jednotlivých oblastech osobnosti žáka,
❖ o taxonomiích vzdělávacích cílů,
❖ o kompetencích absolventa.
❖ 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 musí být vzdělávací
cíle stanovovány operacionalizovaně, 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.
25
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, a tomu aby se vyvaroval. Bude se mu snáze 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
členíme vzdělávací cíle 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
psychomotorických dovedností.
cíle
(výcvikové
cíle)
zahrnují
osvojování
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 se žák 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.
26
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
❖ 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 proto by
vyučování 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),
27
❖ 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:
❖ řešení úloh určitého druhu,
❖ změření nějaké veličiny,
❖ nakreslení schématu,
❖ zapojení podle schématu,
❖ sestavení aparatury,
❖ dovednost jednat s lidmi,
❖ dovednost organizovat práci,
❖ dovednost demokraticky diskutovat.
28
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.
Obr. 2.1 Pyramida cílů pro vzdělávací program (kurz = předmět)
29
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 přijmout za
vlastní (anticipovat je). – dovednosti.
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. Na tomto
základě mohou být konstruovány testy, kontrolní práce, otázky a úlohy při zkoušení,
hodnoceny odpovědi a výkony zkoušeného.
30
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 toho nelze racionálně řídit vzdělávání, ale stále jen dále a dále „probírat“ učivo. Proto
by měly být pro každou vzdělávací jednotku 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 při 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.
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.
31
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
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.
32
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
musí 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.
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 dosáhl těch
cílů, které byly předem stanoveny. Každý vzdělávací cíl, má-li být jeho dosažení žákem
kontrolovatelné a hodnocené, 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.
33
Řečeno jednodušeji: vzdělávací cíle musejí být stanovovány z pozic žáka v jeho přesně
vymezených činnostech, 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 si má žák osvojit?
Poznámka k pojmu „osvojení“: To, 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.
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.
34
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 schématu.
35
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.
36
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 stanovené činnosti
Co má žák umět, vykonat, znát, osvojit si …?
Podmínka výkonu žáka – samostatně,
ve spolupráci s někým, s pomocí
učebnice nebo skripta
Za jakých podmínek má žák umět vykonat …?
Rozsah výkonu žáka – žák má umět
vyjmenovat, rozlišit, sestrojit,
umět vypočítat, umět vyřešit problém
určitého druhu
Co to znamená umět, vykonat, znát,
osvojit si …?
Norma výkonu žáka – přesnost,
rychlost, pohotovost, automatizovanost
– čas, počet správných odpovědí – 80 %
správných odpovědí, za pět minut, vždy,
povolená odchylka
Do jaké míry má žák umět, vykonat, znát,
osvojit si …?
Jak poznám, že umí, zná, osvojil 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.
37
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?
5.2.2 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 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.
38
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 důvodem pro to, aby 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
❖ 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.
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.
39
Uvedená Niemierkova taxonomie charakterizuje různé úrovně osvojení znalostí a dovedností.
Přitom znalosti a dovednosti lze považovat za opravdu osvojené žákem teprve tehdy, jeli 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, které 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,
❖ 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.
40
Úlohy čtvrté kategorie vyžadují delší a systematické zpracování znalostí a dovedností,
které ústí například do vypracování přehledu, zprávy, referátu a 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),
41
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.
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 nejsou většinou úlohy uspořádány 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.
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.
42
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.
2.5.2.2 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.
43
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,
❖ 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.
44
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 při tvorbě znalostí
ve vazbě na ICT
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 s nimi trvale pracují doma mimo vyučování. Ve využívání sociálních
sítí jsou žáci nesrovnatelně dále než jejich rodiče a často i než jejich učitelé
Proto jsou v následujících třech tabulkách uvedeny tři skupiny typů činnosti při osvojování
daného typu znalostí žáky v jeho přírodovědném učení.
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).
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.
45
Tabulka 2.2 Typy činností při tvorbě znalostí pojmů
Typ činnosti
Stručný popis činnosti
Dostupné digitální
technologie
Čti text!
Žáci získávají informace z učebnic,
laboratoří, atd. jak v tištěné,
tak i v elektronické formě
Webové stránky,
elektronické učebnice,
online databáze, časopisy
Zúčastni se
prezentace/
demonstrace!
Žáci získávají informace od učitelů,
pozvaných hostů a spolužáků, osobně
nebo pomocí videa, ústně nebo
z multimédií.
Prezentační software,
digitální vizualizér,
video
Dělej si !
poznámky
Žáci si zaznamenávají informace
z přednášky, prezentace nebo
skupinové práce.
Textový editor,
wikipedie, software pro
tvorbu pojmových map
Prohlížej si
obrázky/předměty!
Žáci si prohlížejí statické
a dynamické (např. video, animace)
obrázky/předměty; v tištěné nebo
v elektronické formě.
Digitální vizualizér,
digitální mikroskop,
digitální fotoaparát, video
(např. dokumentární
filmy nebo diskuse),
webové stránky
Diskutuj!
Žáci se zapojují do rozhovoru
s jedním nebo s více spolužáky
nebo s celou třídou
synchronně/asynchronně
Online diskusní fórum,
e-mail, chat, blog,
videokonference,
interaktivní tabule
Účastni se
simulace!
Žáci pracují s fyzickou nebo
elektronickou simulací, která umožní
žákům prozkoumat přírodovědný
obsah.
Software na podporu
výuky ve třídě, simulace
na webových stránkách,
systémy na zasílání
odpovědí („clickers”)
Prozkoumej zadané
téma/realizuj
souběžný výzkum!
Žáci shromažďují informace/realizují
souběžný výzkum, využívají
informační zdroje v tištěné nebo
elektronické formě.
Webové vyhledávače,
elektronické archivy
Studuj!
Žáci studují terminologii, klasifikace,
výsledky testů, atd.
Webové stránky, software
na vytváření kvizů,
online doplňky textu,
wikipedie
Pozoruj jevy!
Žáci pozorují jevy, které vzbuzují
vědecké otázky, které se týkají
fyzických objektů, organismů nebo
elektronických médií.
Videoklipy, digitální
mikroskop, digitální
vizualizér, prezentační
software
46
Rozlišuj
pozorování
od usuzování!
Žáci rozlišují mezi přímým
smyslovým vnímáním a usuzováním,
které vyžaduje určité znalosti
zkoumané oblasti.
Interaktivní tabule,
videoklipy,
audionahrávky
Rozvíjej
předpovědi,
hypotézy, otázky,
proměnné
veličiny!
Žáci rozvíjejí/přemýšlejí
o předpovědích a vybírají
odpovídající hypotézy,
testovatelné otázky a proměnné
veličiny.
Textový editor,
interaktivní tabule,
software pro tvorbu
pojmové mapy,
wikipedie
Vyber postupy!
Žáci si vyberou postupy a vhodné
nástroje na testování hypotéz a/nebo
odpovídají na otázky.
„Probeware“, digitální
směšovače, video/audio
záznamník, digitální
fotoaparát, grafické
kalkulátory
Urči pořadí
postupů!
Žáci seřadí postupy za účelem sběru
odpovídajících dat.
Simulace, třídní software,
textový editor
Uspořádávej/
klasifikuj data!
Žáci vytvářejí strukturu pro uspořádání
í sebraných dat.
Databáze, tabulkový
procesor, software pro
tvorbu pojmové mapy
Analyzuj data!
Žáci zkoumají zákonitosti, popisují
vztahy, rozumí vztahu příčina
a následek, stanovují priority
v důkazech, určují možné zdroje
chyb/nesrovnalostí, atd.
Tabulkový procesor,
dynamická platforma na
výzkum dat, grafický
kalkulátor, statistický
software
Porovnej výsledky
s předpověďmi/
s hypotézami!
Žáci hodnotí své výsledky ve vztahu
ke svým předpovědím/hypotézám.
Tabulkový procesor,
dynamická platforma na
výzkum dat, online
grafický organizér
Vytvoř propojení
mezi výsledky
a vědeckými
pojmy/znalostmi!
Žáci spojují své výsledky s pojmy
v textu/v publikacích z výzkumu.
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.
47
Tabulka 2.3 Typy činností budující žákovy procedurální dovednosti (procedurální znalosti)
Typ činnosti
Stručný popis činnosti
Dostupné digitální
technologie
Uč se a procvičuj
bezpečné postupy!
Žáci se učí, jak bezpečně a vhodně
zacházet se zařízením.
Videoklipy, digitální
vizualizér
Měř!
Žáci se učí, jak provádět měření
s použitím specifických nástrojů
(např. zkumavka, senzor pohybu).
„Probeware“, interaktivní
nástroje zaměřené na
specifickou oblast (např.
„Explore Science“)
Procvičuj!
Žáci procvičují používání zařízení,
software, měření, testování toho,
co navrhli, atd.
Software fungující přímo
z webových stránek
nebo manuály pro
software, „probeware“,
digitální vizualizér
Připravuj se/
ujasni si!
Žáci připravují zařízení nebo
informace pro práci v laboratoři.
dataprojektor
Prováděj
procedury!
Žáci opakují zkoušky nebo jinak
realizují kroky ve výzkumu
(např. používají elektronické váhy).
Simulace, software na
podporu výuky ve třídě
Pozoruj!
Žáci provádějí pozorování reálných
nebo elektronických experimentů.
webové kamery, digitální
video kamery, digitální
mikroskopy
Zaznamenávej
data!
Žáci zaznamenávají pozorovaná
a dříve získaná data v tabulkách,
grafech, obrázcích a v laboratorních
záznamech.
Tabulkový kalkulátor,
textový editor, databáze,
kapesní PC, tablet
Generuj data!
Žáci generují data (např. tepová
frekvence, teplota ochlazované vody)
pomocí práce se zařízením nebo
pomocí animace.
Software na podporu
výuky ve třídě,
grafické kalkulátory,
„probeware“, digitální
váhy
Sbírej data!
Žáci sbírají data pomocí reálných
objektů nebo pomocí simulace.
Grafické kalkulátory,
video, audio, digitální
fotoaparáty, digitální
mikroskopy, datové
soubory dostupné z webu
Sbírej vzorky!
Žáci získávají vzorky/položky
ke studiu (např. půda, zpěv ptactva,
filmový záznam).
Digitální fotoaparáty,
videa, diktafon
48
Počítej!
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
nebo na napsané otázky svých
spolužáků v tištěné nebo elektronické
formě (např. otázky vyžadující pouze
krátké odpovědi, krátká vysvětlení
nebo spolupráci).
Software na podporu
výuky ve třídě, textový
editor, software na tvorbu
kvizů, webové stránky,
online diskusní fórum
Napiš zprávu!
Žáci píší laboratorní nebo
výzkumnou zprávu.
Textový editor,
prezentační software,
software na tvorbu videa,
wikipedie, zvukový
podkast
Vytvoř obrázek!
Žáci tvoří obrázek, na němž
prezentují svou znalost přírodovědného
pojmu a/nebo procesu.
Software na kreslení,
digitální fotoaparát,
software na tvorbu
komiksů
Prezentuj nebo
názorně ukaž!
Žáci prezentují nebo názorně ukazují
laboratorní výsledky nebo výsledky
z výzkumu nebo jiné části učení
(např. ústrojí lidského těla).
Prezentační software,
software na tvorbu videa,
zvukový podkast,
„Glogster“
Odpověz na otázky
kvizu nebo testu!
Žáci odpovídají na otázky v kvizu
nebo testu.
Software na podporu
výuky ve třídě, textový
editor, software na tvorbu
kvizů nebo testů, webové
stránky, školní software
pro odpovědi žáků
49
Diskutuj!
Žáci diskutují o protichůdných
názorech obsažených v obsahu
přírodovědných znalostí, které se
týkají etiky, povahy přírodních věd,
osobních preferencí, politiky atd.
Videokonference,
elektronická diskusní
platforma, systém pro
osobní odezvu žáků.
Vymysli nebo
vytvoř model!
Žáci reálně nebo elektronicky vytvářejí
modely pro předvedení obsahu
znalosti, provádějí experimenty atd.
(např. model buňky, model auta
na gumičku).
Software pro modelování,
software pro kreslení,
software pro tvorbu
pojmových map.
Kresli/tvoř
obrázky!
Žáci kreslí nebo vytvářejí obrázky
v reálné nebo elektronické formě
(z laboratoří, z pozorování atd.
Software pro kreslení,
digitální fotoaparát,
software na úpravu
obrázků
Vytvoř pojmovou
mapu!
Žáci se podílejí na vývoji nebo sami
vyvíjejí grafické organizéry,
sémantické mapy atd.
Software pro tvorbu
pojmové mapy,
interaktivní tabule,
software na kreslení
Hraj hru!
Žáci se účastní her, individuálně nebo
skupinově, fyzicky nebo elektronicky,
originálních nebo předem
připravených.
Software na podporu
výuky ve třídě, školní
systém pro osobní
odezvu žáků, hry
dostupné z webu
Vytvoř hru!
Žáci vytvářejí fyzickou nebo
elektronickou interaktivní hru.
Textový editor, software
pro vytváření (dynam.)
webových stránek,
software pro vývoj
videoher – MIT
MediaLab.
Vytvoř/předveď!
Žáci vytvářejí a/nebo předvádějí:
projev, píseň, báseň, sbírku, plakát,
vynález, výstavu, atd.
Video, diktafon, digitální
fotoaparát, digitální
vizualizér, textový editor,
„Glogster“, software na
vytváření videa, wikipedie,
software pro vytváření
webových stránek,
prezentační software
50
Shrnutí kapitoly
V projektování vzdělávání hrají klíčovou roli vzdělávací cíle. Vzdělávací cíle jsou vlastně
anticipované (předjímané) výsledky vzdělávání. Proto musí 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 musí 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, nesmí 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.
51
Úkoly k textu
ÚL 1 Co je vaším osobním cílem při studiu této opory? Zkuste odpovědět.
ÚL 2 a) Uveďte dovednosti, které by měl žák získat učením 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 především budete u žáka ve vašem předmětu
dále rozvíjet?
b) Uveďte způsob, jak budete jejich rozvoj u žáka podporovat.
1. 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, tvorbu
procedurálních znalostí a vyjádření znalostí ve vašem předmětu.
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
oblasti 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.
– 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.
52
– 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 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.
53
Vyučovací metody z hlediska aktivity žáka
3
❖ o dělících kritériích vyučovacích metod,
❖ o vyučovacích metodách se stupňující se aktivitou žáka,
❖ o projektovém vyučování v přírodovědných předmětech,
❖ o badatelsky orientovaném přírodovědném vyučování.
❖ 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 badatelsky 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.
54
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.
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
1.
Informačně receptivní metoda
2.
Reproduktivní metoda
3.
Metoda problémového výkladu
4.
Heuristická metoda
5.
Výzkumná metoda
B
Reproduktivní metody
Produktivní metody
Budeme podrobněji charakterizovat a analyzovat jednotlivé metody. Nejdříve uvedeme činnosti
učitele a následně činnosti žáka. U každé skupiny bude navíc uvedena i forma činnosti.
55
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
žákům formou
–
ústního výkladu (vysvětlování,
přednáška)
–
tištěného textu – učebnice
–
názorných pomůcek – obrazy,
multimediální neinteraktivní programy
–
praktických ukázek způsobů činnosti –
demonstrační experiment
–
pozorně poslouchá
–
pochopí
–
zapamatuje si
Žák předávané informace
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.
56
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 musí 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,
– s nadbytečnými údaji,
– na konstrukci zařízení,
57
– 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
problémů žáky a jejich zápis na tabuli
X
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
nebo zákona
X
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 myslet (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, se z časového hlediska mohou lišit:
❖ časově nenáročné úlohy – řešení vyplní jen část vyučovací hodiny,
❖ časově náročnější úlohy – řešení vyplní celou vyučovací hodinu nebo i delší časový úsek.
58
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.
Při konkretizaci produktivních metod na základních školách postupuje učitel 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
učitel ve vyučovací hodině 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 které chtějí 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
59
zkušenosti praktickou činností a experimentováním. Projektové vyučování podporuje motivaci
žáků a kooperativní učení. Projekty jsou výrazem školy, která je dílnou poznání, 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 nějakého výrobku nebo produktu. Vhodné
je zaměření projektů na průřezová témata v rámcových vzdělávacích programech.
V Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání je jedním z průřezových témat
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 tím, že motivace žáků vlastní prací na projektu je
60
dlouhodobá, Perly Buryšové (2005) Aplikace biomechaniky do výuky fyziky na ZŠ, kde je
v rámci projektu integrace předmětu žáky velmi oblíbeného – 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 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.
61
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
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, musí 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.
62
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. Nejcennější 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.
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
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.
63
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 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 vyučováním 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, musí navrhnout:
❖ Co budou pozorovat nebo měřit?
❖ Jaké pomůcky a metody použijí?
❖ Kde získají základní materiál a měřicí přístroje?
❖ Jak budou prezentovat své výsledky?
64
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 musí 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
musí být přesně definovány výzkumné činnosti. Žáci si určí dílčí úlohy, sestaví pracovní
skupiny a rozdělí 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, 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, aby došlo 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 a jejich analýze přichází na řadu příprava prezentace výsledků.
Ta by měla především společně uzavírat 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),
65
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, coca-cola,
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.
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 a snaží se vlastními silami buď ověřit, že platí, nebo je
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 prostřednictvím vlastních činností žáků 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.
66
3.5.2 Badatelsky orientovaná výuka s podporou ICT
Badatelsky orientovaná výuka je v oblasti přírodovědných předmětů často používaný pojem.
Badatelsky orientovaná výuka má tyto čtyři úrovně (Eastwell, 2009):
1. potvrzující bádání,
2. strukturované bádání,
3. nasměrované bádání,
4. otevřené bádání.
Jednotlivé úrovně bádání (výzkumu) na sebe navzájem 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:
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 musí 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 neumí popsat, co pozorovali, proto 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. To znamená, žáci v rámci probíraného tématu kladou sobě
otázky a uvádějí různé hypotézy (výsledky svých řešení), sami uvažují o jejich provedení,
navrhují metodiku experimentu a realizují jej.
Badatelsky orientovaná výuka ve čtyřech úrovních poskytuje učiteli možnost zvolit 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
67
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
jejich 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 e-textu nalezne.
b) Výukové programy – procvičování již probraného tématu.
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.
68
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 s pomocí učitele či internetu zjistit, zda vůbec
jimi navržená čidla existují 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,
❖ publikování materiálů na různých portálech souvisejících s výukou (např. www.rvp.cz,
DUMy – digitální učební materiály).
69
Tabulka 3.3 Návrh míry zastoupení ICT aktivit na čtyřech úrovních badatelsky orientované
výuky (0 – nikdy, 5 – velmi často)
ICT aktivity
Úroveň bádání
1.
potvrzující
2.
3.
strukturované nasměrované
4.
otevřené
Práce s internetem
5
5
5
5
Práce s výukovými programy
5
5
3
3
Práce s čidly – provádění experimentu
(reálný, virtuální, vzdálený)
5
5
5
5
Příprava prezentací k danému tématu
3
4
5
5
Prezentace provedeného experimentu
s použitím dostupného software,
nástrojů a aplikací
2
3
5
5
Publikování výsledků experimentů
a diskuse k nim (sociální sítě,
školní www síť atd.)
1
2
4
5
Příprava materiálů pro interaktivní tabuli
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 k dispozici 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.
70
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 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.
1. Uveďte kritéria členění vyučovacích metod.
2. Proveďte analýzu členění metod podle aktivity učitele a žáka.
3. Na základě čeho volíte vyučovací metodu?
4. Které fáze má projektové vyučování? Jakým způsobem budete jednotlivé fáze podporovat?
5. Jaký je obsah jednotlivých úrovní badatelsky orientované výuky?
1. Uveďte metodiku použití vybraného multimediálního digitálního objektu v rámci zvolené
vyučovací metody.
2. Může být multimediální digitální objekt ve výuce zneužit? Uveďte jak.
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?
71
– 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 80-7178-216-5.
– 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.
– 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: 80-7315-039-5
– 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.
72
– 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. 37-46. 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 978-80-7367-427-4.
– 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 80244-1180-6.
– 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.
– 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 80-244-1180-6.
– ŠPULÁK, F. Živá fyzika. In NEZVALOVÁ, D. (Editor) Projekty v teorii a praxi vyučování
fyzice. Olomouc: UP, 2005, s. 118-123. ISBN 80-244-1180-6.
– Tvořivá škola. http://www.tvorivaskola.cz/
– VALENTA, J., aj. Pohledy. Projektové metody ve škole i za školou. Praha: Ipos Artama,
1993.
73
Problémová metoda vyučování ve výuce přírodovědných předmětů
4
Problémová metoda vyučování ve výuce
přírodovědných předmětů
❖ Jak charakterizovat problémovou úlohu a problémové vyučování;
❖ Co vlastně znamená pojem řešení problémů;
❖ Jakými způsoby lze řešit problém;
❖ V čem spočívají nedostatky našich žáků na ZŠ a SŠ při řešení problémových učebních úloh;
❖ Na několika konkrétních příkladech problémových učebních úloh se dozvíte, jak lze
posilovat klíčové kompetence žáků ve výuce.
❖ Rozlišit problémovou učební úlohu od úloh neproblémového typu;
❖ Formulovat problémovou učební úlohu.
Průvodce studiem
V této kapitole si blíže popíšeme problémovou metodu a problémové učební úlohy.
Ty jsou nezbytnou součástí hlubšího porozumění přírodním faktům a jejich
zákonitostem na základě složitějších myšlenkových pochodů.
4.1 Problémová metoda
Chemie, biologie, fyzika a částečně i zeměpis patří mezi přírodovědné předměty, které spadají
v RVP do vzdělávací oblasti člověk a příroda. Vzdělávání v těchto předmětech zahrnuje
problematiku informací spojených se zkoumáním přírody pomocí rozličných metod
a prostředků, které uplatňují příslušné vědy v rámci svých výzkumných činností. Metody
a prostředky jsou samozřejmě voleny učitelem na základě mnoha faktorů výchovně –
vzdělávacího procesu.
V přírodních vědách jsou užívány pro osvojování poznatků velmi efektivní tzv. aktivizační
metody. Jednou z nich je problémová metoda vyučování, při níž se uplatňují problémové
učební úlohy.
Problémová metoda je v odborné literatuře popisována jako vysoce efektivní ve vztahu
k osvojovaným vědomostem a dovednostem i ve vztahu k rozvoji tvůrčích schopností člověka
díky její přirozené aktivizaci (Kwan, 2000). Lidé celý život čelí problémům, proto musí hledat
specifické cesty, jak tyto problémy řešit. Metoda problémového vyučování představuje jednu
z těch, které toto hledání usnadňují (Akinoglu et al., 2007).
74
Slovo „problema“ z latiny a řečtiny znamená „předložená (nesnadná) otázka nebo úloha“.
Chápeme ji tedy jako úlohu, kdy žáci znají cíl, ale v daném okamžiku neznají cestu
(způsob), jak jej dosáhnout (Čížková, 2002). Touto cestou jsou pak příslušné rozumové
operace a úsudky, opírající se o úhrn jeho vědomostí (Okoň, 1966). Řadíme je do tzv.
problémového vyučování. To lze popsat jako soubor činností organizování problémových
situací, formulování problémů, poskytování nezbytné pomoci žákům při řešení problémů a při
ověřování těchto řešení a konečné řízení procesu systemizace a upevňování takto získaných
poznatků (Okoň, 1966).
Problémové vyučování v chemii blíže popisuje prof. Silný (Silný et al., 1992).
4.2 Metody problémového vyučování
Rozlišuje několik metod, pomocí kterých jej lze realizovat.
1. problémový výklad
Princip metody problémového výkladu spočívá v tom, že učitel nastoluje problém, řeší ho
sám, poukazuje na myšlenkové postupy a řešení. Nastolí tedy žákům problémovou situaci
a vede je k postupné dedukci vyplývajících závěrů.
2. heuristická metoda
Princip metody problémového výkladu spočívá v tom, že učitel nastoluje problém, řeší ho
sám, poukazuje na myšlenkové postupy a řešení. Učitel tak ukazuje příklady vědeckého řešení
problému, přičemž studenti kontrolují myšlenkovou logiku tohoto postupu.
3. výzkumná metoda
Pro výzkumnou metodu je charakteristické, že studenti řeší problémové úlohy z velké části
nebo zcela samostatně. Tato činnost by se dala přirovnat k výzkumné práci vědců.
Problémové úlohy jsou nesmírně důležitým prostředkem k aktivizaci a řízení učební práce
žáka. Jsou zadávány ve všech fázích výuky, navozují u žáka problémové situace. Při jejich
řešení žák získá nové poznatky nebo nový způsob činnosti.
Samotný pojem řešení problému lze také charakterizovat podle různých autorů takto:
❖ pokud žák řeší problém, pak „dospívá k řešení problému sám a cestou k němu jsou
příslušné rozumové operace a úsudky, opírající se o úhrn jeho vědomostí. Díky těmto
operacím odhaluje u známých věcí, jevů, procesů a událostí nové souvislosti a závislosti“
(Okoň, 1966).
❖ jako „podstatu inteligence myšlení, jehož funkcí je řešení problému.Inteligence je tedy
dispozice k myšlení“ (Nakonečný, 1997).
❖ je „výcvikem myšlení a přirozeně také vede k osvojování poznatků,…úkolem myšlení je
hledat zprostředkující operace“ (Pařízek, 2000).
75
❖ jako „postup, při němž jedinec používá kognitivní, někdy i heuristické operace. Začíná
rozpoznáním, uvědoměním si problému. Pokračuje analýzou problému, jeho zařazením do
určité třídy, konfrontováním s dosavadními zkušenostmi při řešení obdobných problémů,
formulováním hypotéz, hledáním vhodného postupu, příp. přeformulováním problému,
vlastním řešením, kontrolou průběhu a výsledku řešení“ (Průcha et al., 2001).
❖ „řešení problémů označuje schopnost analyzovat problémy, promýšlet řešení, činit
rozhodnutí a vyhodnocovat výsledky“ (Klíčové kompetence, 2003).
Jestliže žák v procesu učení řeší problémy, vede jej to ke vzniku takové situace, která jej nutí,
aby se pokoušel najít řešení samostatně. Situace tohoto druhu nevznikají ovšem samy sebou,
dovednost vyvolávat takovéto situace je výsledkem učitelova didaktického mistrovství (Okoň,
1966).
4.3 Způsoby řešení problému
V literatuře se často setkáváme se čtyřmi základními způsoby řešení problému, z nichž dva
mají povahu racionální a dva iracionální (Cedrychová et al., 1996):
Racionální způsoby řešení problému
1. algoritmické řešení
Algoritmus řešení úkolu je předpis základních postupných kroků (operací), které vedou
k řešení úkolu. Jakmile však dojde k tomu, že žák pochopí algoritmus řešení, pak úloha ztrácí
problémový charakter a další podobná úloha se již stává reprodukční. Kladem tohoto způsobu
řešení je skutečnost, že kromě poznatků si žák osvojuje také dovednost algoritmus sestavovat.
Úkol 1:
Pokuste se vytvořit algoritmus řešení příkladů typu výpočty z chemických rovnic.
2. heuristické řešení
Tento způsob řešení je považován za pedagogicky nejhodnotnější. Žák provádí
analýzu problému, stanovuje hypotézy a ověřuje je. Lze tedy v jednoduchosti říci, že pro
úspěšné řešení problému je nutná činnost žáka v následujícím postupu:
a) nalezení problému (jeho pochopení) a jeho formulování;
b) sestavení plánu řešení (tvorba hypotéz);
c) řešení problémových situací;
d) ověřování (kontrola) výsledku řešení.
76
Otázka k zamyšlení:
Víte, od kterého řeckého slova je tento způsob řešení odvozen a co slovo znamená?
Iracionální způsoby řešení problému
1. řešení pokusem a omylem
Žáci zkoušejí různé způsoby řešení, uplatňují různé nápady, až (v podstatě náhodou) najdou
správné řešení. K tomuto způsobu žáci často spontánně inklinují, nemusí však vždy správné
řešení najít. Pod vedením učitele může tento způsob nabýt charakteru „burzy nápadů“.
Otázka k zamyšlení:
Pouvažujte nad tím, za jakých vnitřních podmínek se dá „burza nápadů“ ve třídě realizovat.
2. řešení intuitivní (vhledem)
Toto řešení spočívá v okamžitém postižení vztahů a tím v okamžitém objevení způsobu řešení
problému. Intuitivní řešení předpokládá solidní znalost učební
látky a její struktury. Kde chybí znalosti, nemůže dojít k intuici. Oba iracionální způsoby řešení
nejsou založeny na podávání důkazů, a proto je třeba je racionálně ověřovat.
Žák při řešení problémové úlohy vychází ze svých zkušeností (pracuje s dostupnými
informacemi), které v průběhu řešení transformuje (mění). Chce-li tedy učitel takový typ úlohy
použít (s podmínkou aktivní myšlenkové činnosti žáků), pak si musí uvědomit několik
základních aspektů (Chupáč, 2007b), které musí učební úloha splnit:
❖ musí u žáka vzbudit zájem (motivační aspekt),
❖ musí být zohledněn věk a individualita žáka,
❖ žák musí být schopen ji vyřešit s již dosaženými znalostmi a dovednostmi,
❖ musí být jednoznačná. Ze zadání žák musí pochopit cíl, ke kterému má směřovat,
❖ musí obsahovat informaci(e), jež řídí, usměrňuje a usnadňuje hledání správného řešení.
Na základních i středních školách se žáci ve výuce chemie nejčastěji setkávají s problémovými
úlohami v souvislosti s chemickým názvoslovím, chemickými výpočty, chemickými
(redoxními) reakcemi, chemií každodenního života.
Problémové úlohy mohou být zadávány písemně, ústně, graficky nebo experimentálně.
Otázka:
V jaké souvislosti se žáci základních a středních škol setkávají s problémovými úlohami ve
fyzice a biologii?
77
Problémové úlohy lze podle Okoně (1996) klasifikovat na
❖ prosté (jednočlánkové) – úlohy, ve kterých se vyskytuje pouze jedna obtíž, jejíž překonávání
se rovná současně vyřešení problému,
❖ řetězové (složité) – úlohy, ve kterých se vyskytuje postupně několik obtíží, jež je nutno
postupně a metodicky překonávat, aby mohlo být nalezeno konečné řešení problému.
Otázka:
Lze říci, že problémovou učební úlohou je každá úloha, která nevyžaduje prostou reprodukci
učiva? Zdůvodněte své tvrzení.
A nyní se podíváme na konkrétní příklady problémových učebních úloh.
4.4 Problémová učební úloha z geografie
Uveďte důvody, které znemožňují nebo mohou znemožnit zalidnění určitých oblastí na Zemi
(převzato z Herink, J., Tlach, S., 1999).
Možné řešení:
❖ obecně nepříznivé životní podmínky,
❖ nepříznivé politické a hospodářské poměry, války a konflikty,
❖ nedostatek pracovních příležitostí a potravin,
❖ nevhodná hospodářská infrastruktura a služby,
❖ náhlé nebo opakující se živelné pohromy,
❖ nepříznivé přírodní podmínky, zejména klimatické (pouště, tropické oblasti…),
❖ neúrodná půda,
❖ zamoření území radioaktivitou, nemocemi apod.,
❖ nedostatek energetických zdrojů.
4.5 Problémová učební úloha z biologie
Navrhněte způsob rozlišení dvou podobných nerostů – křemene a kalcitu –s využitím jejich
fyzikálních a chemických vlastností (převzato z Švecová, M.,Matějka, D., 2002).
Řešení:
K rozlišení křemene a kalcitu lze využít jejich vlastnosti fyzikální: tvrdost,štěpnost, lom
a chemické: reakce s kyselinou chlorovodíkovou. Plochy štěpností u kalcitu probíhají ve třech
odlišných směrech, které nejsou na sebe kolmé; jejich průsečíky vymezují klenec.
78
Chemickou reakci s kyselinou chlorovodíkovou lze vyjádřit rovnicí:
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Tabulka 4: Rozlišení křemene a kalcitu
Vlastnosti
Nerost
Využitelnost
k rozlišení
Křemen
Kalcit
Skupina
oxidy
uhličitany
(+)
Hustota
šesterečná
klencová
–
Barva (nejč.)
2,6
2,6–2,8
–
Tvrdost
7
3
+
+
+
Štěpnost
Lom
+
–
+
Chemické složení
SiO2
CaCO3
+
6.1.3 Problémová učební úloha z chemie
(ukázka zadání problémové metody vyučování pro výuku chemie- převzato z Chupáč, 2008)
❖ Před samotnou lekcí zadejte žákům domácí úkol, na nějž si připraví odpověď: „Z jakých
chemických látek se vyrábí mýdlo?“
❖ Na začátku lekce zadejte žákům následující úlohu:
„Můžeme mýdlo zn. DOVE s pH 5,5, které šetří naši pleť,– jak uvádí reklama –
považovat za mýdlo?“.
❖ Poté proveďte brainstorming k tématu mýdlo. Rozdejte žákům papíry formátu A5 a vyzvěte
je, aby během 3 minut napsali vše, co ví o mýdle. Po uplynutí času požádejte dva žáky,
aby postupně zapisovali odpovědi svých spolužáků na tabuli. Z výsledků pak vyhodnoťte,
zda-li můžete odpovědět na úvodní úlohu.
❖ Poté požádejte žáky, aby se rozdělili do čtyř skupin (zároveň si každá skupina vybere
jednoho žáka, který se stane jejím vedoucím)
❖ Dále proveďte dva praktické laboratorní experimenty dle níže uvedeného postupu.
79
Experiment č. 1 – pH mýdla
Postup práce:
do čisté zkumavky nalijte asi 10 cm3 vlažné vody a přidejte kousek rozdrobeného mýdla. Poté
vezměte pH univerzální indikátorový papírek, vložte jej asi na 3 s do připraveného mýdlového
roztoku a s pomocí pH stupnice na tubě univerzálních indikátorových papírků určete pH roztoku.
Na konci experimentu požádejte žáky, aby Vám sdělili hodnotu pH s informací, zda jde
o kyselé, neutrální či zásadité pH.
❖ Poté přejděte k druhému experimentu.
Experiment č. 2 – Příprava mýdla
Postup práce:
1) Do kádinky objemu 250 cm3 dejte 5 g másla, 1g hydroxidu sodného a 30 cm3 destilované vody;
2) Směs v kádince zahřívejte za neustálého míchání;
3) Po 5 minutách přidejte znovu 1 g hydroxidu sodného (celý postup několikrát opakujte);
4) Sledujte množství vody v kádince a úbytek postupně doplňujte;
5) Po 40 minutách proveďte zkoušku na mýdlo: do zkumavky s horkou vodou dejte na tyčince
uchycený vzorek směsi, kterou vaříte. Protřepejte a pozorujte proti světlu. Pokud se
v roztoku objevují olejové kapičky, pokračujte ve vaření.
6) Jestliže je reakce na mýdlo pozitivní (tvoří-li se pěna), přidejte 3 g chloridu sodného
(vysolíme mýdlo). Horní vrstvu tvoří mýdlo.
7) Část připraveného mýdla protřepejte s destilovanou vodou a proveďte zkoušku pH s pomocí
univerzálního indikátorového papírku (dle předešlého postupu v experimentu č. 1)
❖ Nyní po přípravě vlastního mýdla požádejte vedoucí skupiny žáků o odpověď na úlohu,
kterou si měli připravit doma (tzn. Z jakých chemických látek se vyrábí mýdlo?)
Žáci by měli odpovídat v tom smyslu, že jde o tuk a hydroxid sodný (nebo draselný). Vy
zdůvodněte zásadité pH mýdla, které dokázali v předchozím experimentu (zásadité pH je tedy
odrazem přítomnosti hydroxidových iontů v mýdle).
❖ Na základě porovnání výsledků žáků s informací v úvodní úloze (pH mýdla DOVE
s hodnotou pH 5,5 … což odpovídá kyselému pH), dále mýdlu, které doma žáci používají
(zásadité pH) a připravené mýdlo při laboratorním experimentu (pH rovněž zásadité) by
měli žáci ve skupinách promyslet odpověď na zadání úlohy na počátku vyučovací hodiny,
tu by měli vedoucí skupin prezentovat v jednoduchém sdělení – vysvětlení (max. 4–5 min.).
Řešení:
Mýdlo je dle definice uváděné v klasických učebnicích sodnou či draselnou solí karboxylových
kyselin. Jedná se o sůl slabé kyseliny a silné zásady. Její pH tedy bude zásadité, což odpovídá
na stupnici pH hodnotám 7–14. pH 5,5 jak uvádí reklama je tedy kyselé a tudíž na základě
uvedeného nelze soudit na „pravé“ mýdlo.
80
4.6 Problémová učební úloha z fyziky
Kuře táhnoucí žížalu z hlíny ji přetrhne silou 3 N. Dvě kuřata stojí proti sobě a perou se o žížalu
tak, že ji drží v zobáku a každé působí silou 2 N. Přetrhnou žížalu? (převzato z Bohuněk, J., 2005)
Řešení:
Kuřata žížalu nepřetrhnou, druhé kuře zamezuje pohybu soustavy.
4.7 Výsledky výzkumů v oblasti řešení problémových učebních
úloh žáky v přírodovědných předmětech
Ze zkušeností i mnoha závěrů výzkumných šetření vyplývá, že žáci nejsou schopni dostatečně
vyřešit problémové úlohy, jelikož se stále opakují tytéž nedostatky.
Žáci ve většině případů (Chupáč, 2007b,c)
❖ nemají osvojen postup při řešení problémových úloh. Znají většinou pouze základní
algoritmus řešení problému, který nedovedou transformovat,
❖ nemají dostatek vědomostí a dovedností, kterých by využili při řešení úlohy,
❖ nejsou schopni vybrat z celkového množství informací ty, které jsou podstatné právě při
řešení úlohy – viz práce Solárové (2001) k práci žáků s textem ve výuce chemie,
❖ se naučí požadovaný obsah učiva mechanicky, aniž by uvažovali nad souvislostmi mezi
základními pojmy a také nad aplikací v běžném životě. Je třeba však poznamenat, že žák
musí být veden k řešení tohoto typu úloh učitelem, stejně tak práci s textem (výběru
důležitých informací) apod.
Shrnutí kapitoly
1. Problémové učební úlohy, které jsou součástí problémové metody vyžadují od žáka
samostatnější a složitější myšlenkové pochody.
2. Problémové učení vyžaduje takové učební situace, které aktivizují žáka tím, že od něj
vyžadují složitějších myšlenkových pochodů na základě dosažených vědomostí,
dovedností i postojů.
3. Posilování klíčových kompetencí řešením problémových úloh je tudíž velmi přínosné pro
přírodovědné vzdělávaní žáka, jelikož využívá aktivizaci všech jeho složek, tj.
samostatnosti, tvořivosti, práce s informacemi, kooperace, sebereflexe atd.
Mimo aritmetického a algebraického způsobu řešení problému je možno použít také grafický
způsob. Víte, které problémy v přírodovědném vzdělávání se dají řešit tímto způsobem?
81
Proveďte jednoduchou pedagogickou výzkumnou sondu. Na základě předem
připravené úlohy se pokuste zjistit:
❖ porozumění zadání vámi navrhované úlohy,
❖ četnost správných odpovědí žáků na uvedenou úlohu.
1. AKINOGLU, O. et al. 2007. The Effects of Problem-Based Active Learning in Science
Education on Students’ Academic Achievement, Attitude and Concept Learning Eurasia
Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 3(1), 71-81.
2. BELZ, H., SIEGRIST, M. 2001. Klíčové kompetence a jejich rozvíjení. Praha: Portál.
3. BOHUNĚK, J. Sbírka úloh z fyziky pro ZŠ. 1. díl. Praha: PROMETHEUS, 2005.
4. ČÍŽKOVÁ, V. 2002. Příspěvek k teorii a praxi problémového vyučování. Pedagogika, roč.
LII, č. 4, s. 415–430.
5. HELD, L., LIPTHAY, T., PROKŠA, M. 1992. Vyučovanie chémie a tvorivosť. Bratislava:
SPN.
6. HERINK, J., TLACH, S. 1999. Základy zeměpisných znalostí. Praha: NČGS.
7. CHUPÁČ, A. 2007a. Učební úlohy z chemie pro základní školy. Brno: MSD, s.r.o.
8. CHUPÁČ, A. 2007b. Využití problémových úloh z chemie při rozvoji kompetencí k řešení
problémů. In Tothová, A., Veselský, M. (ed.) Aktuálne trendy vo vyučovani prirodovednych
predmetov. Bratislava: UK, s. 193–196.
9. CHUPÁČ, A. 2007c. Příspěvek ke stavu řešení problémových úloh z chemie na základních
školách. Technológia vzdelávania, 2007, č. 8, s.12–15.
10. CHUPÁČ, A. 2008. Heuristická přírodovědná výuka v kontextu kritického hodnocení
mediálních informací. Biologia – geografia – chemia. (v tisku)
11. Klíčové kompetence. Vznikající pojem ve všeobecném povinném vzdělávání. 2003.
Eurydice. Informační síť o vzdělávání v Evropě. Brussels: 2002. Český překlad ÚIV.
12. KWAN, C.Y. 2000. What is Problem-Based Learning? It is magic, myth and mindset.
CDTL (Centre for Development of Teaching and Learning). Vol 3 (3), 1–2.
13. NAKONEČNÝ, M. Psychologie osobnosti. Praha: Academia, 1997.
14. OKOŇ, W. 1966. K základům problémového učení. Praha: SPN.
15 PAŘÍZEK, V. 2000. Jak naučit žáky myslet. Praha: PedF UK.
16. PRŮCHA, J., WALTEROVÁ, E., MAREŠ, J. 2001. Pedagogický slovník. Praha: Portál.
17. KOL. AUTORŮ. 2005. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Praha:
MŠMT.
82
18. KOL. AUTORŮ. 2007. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Praha:
MŠMT.
19. SILNÝ, P. et al. 1992. Vybrané kapitoly z didaktiky chemie. Bratislava: UK..
20. SOLÁROVÁ, M. 2001. Práce žáků s textem. Acta Universitatis Matthiae Belli, č.1,
s. 17–29.
21. ŠVECOVÁ, M.; MATĚJKA, D. 2002. Problémové učební úlohy a možnosti jejich využití
při rozlišování podobných nerostů. In: Acta Geologica Universitatis Comenianae, 57,
s. 103-106.
83
Organizační formy ve vyučování přírodovědným předmětům
5
Organizační formy ve vyučování přírodovědným
předmětům
❖ o organizačních formách vyučování,
❖ o skupinovém vyučování.
❖ 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.
5.1 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.
84
Laboratorní práce v přírodovědných předmětech by žáci měli provádět v laboratoři
přírodovědného předmětu nebo v učebně přírodovědného předmětu. Vzhledem
k bezpečnostním předpisům pro laboratoře se musí 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. Je tedy třeba zajistit předem v rozvrhu, aby
uvedeným přírodovědným předmětem rozvrh hodin žáků jednou týdně začínal, nebo končil.
Exkurze žáků v rámci 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 během poslední
hodiny přírodovědného předmětu před exkurzí, seznámení s cílem exkurze, zadání úkolů na
exkurzi, poučení 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 musí ještě
před exkurzí přinést potvrzení od rodičů, že s tím 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 se učitel i žáci 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.
5.2 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.
5.3 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.
85
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 čtyř až pětičlenných
skupinách. Učitel vytváří pro výuku přírodovědnému předmětu stálé 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 se k jednotlivým žákům u tabule 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 práce
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 vymezena 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).
86
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 způsoby
individualizace vyučování v 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.
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?
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.
87
– 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.
88
Experimenty v přírodovědném vzdělávání
6
❖ 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.
❖ 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 laik – 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.
89
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
❖ 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.
6.1 Demonstrační experimenty ve vyučování
přírodovědným předmětům
Demonstrační experimenty v přírodovědných předmětech koná převážně učitel.
6.1.1 Ilustrační demonstrační experimenty učitele
Drobné ilustrační experimenty učitele jsou organickou součástí 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.
6.1.2 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,
90
❖ 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 součástí 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 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 v následující
vyučovací hodině. Sama jsem tímto způsobem výuky fyziky jako žák prošla a experimenty
a zejména jejich výsledky mě ovlivnily na celý život.
6.1.3 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.
91
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.
6.2 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.
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 by si žáci
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 současně se žáky 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.
92
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 tematicky zaměřené soupravy pro jednotlivé přírodovědné předměty. Žáci se soupravou
pracují opakovaně. Před první prací žáků se soupravou učitel přírodovědného předmětu
seznámí podrobně žáky 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“.
6.3 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 musí navzájem odpovídat. To znamená, že dnes existuje několik
systémů pro počítačem podporované experimenty. V českých zemích je nejstarší z těchto
systémů ISES, který je vyvinutý a stále rozvíjený Matematicko-fyzikální fakultou Karlovy
univerzity v Praze, viz další podkapitola 5.5 této opory. Z historického hlediska je dnes u nás
ve stále 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 6.1 až 6.5, tj.
❖ k přírodovědnému bádání, viz tabulka 6.1 a k badatelsky orientované výuce v části
3.5 této opory,
❖ ke zpracování naměřených hodnot nebo jiných údajů, viz tabulka 6.2,
❖ k provádění experimentů, viz tabulka 6.3,
❖ ke vzájemné komunikaci, viz tabulka 6.4,
❖ k práci s přírodovědnými znalostmi a myšlenkami, viz tabulka 6.5.
Tabulky jsou částečně přejaty a upraveny na základě publikace (Feďák, 2010, s. 70-73).
93
Tabulka 6.1 Přírodovědné bádání v rámci reálného počítačem podporovaného experimentu
Cíle přírodovědného bádání
– žák by měl být schopen
Proč reálný počítačem
podporovaný experiment?
– Vyslovit problém ve formě otázky,
která má být zodpovězena experimentem.
– Žáci pozorují reálný přírodovědný svět,
učí se zkoumáním reálného světa, a ne
manipulací se symboly a diskusí
o abstraktních pojmech.
– Formulovat hypotézy, tj. předpokládané
výsledky experimentu.
– Pomocí senzorů dokážou jednoduchým
způsobem měřit veličiny, které by byly
bez pomoci těchto senzorů na úrovní
školy neměřitelné.
– Testovat hypotézy, a to v podmínkách
řízení proměnných veličin, jedna je
nezávisle proměnná, druhá závisle
proměnná.
– 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.
– Okamžitá zpětná vazba k průběhu
experimentu umožňuje 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 6.2 Cíle zpracování údajů při reálném počítačem podporovaném experimentu
Cíle zpracování údajů
– Organizovat, prezentovat a vyhodnocovat
údaje různými způsoby.
– Analýza a zpracování informací
získaných pozorováním, měřením
a reálným experimentem je v prostředí
– Transformovat údaje prezentované jednou
reálných počítačem podporovaných
formou do jiné formy včetně
experimentů rychlejší a přehlednější
matematických výpočtů, grafů, tabulek.
v porovnání s prací bez použití počítače.
– Identifikovat trendy v údajích.
– Prostředky reálných počítačem
podporovaných experimentů umožňují
– Vytvářet předpovědi založené na údajích.
efektivně prezentovat samotný proces
– Naznačovat závěry založené na údajích.
měření, naměřené údaje a závislosti mezi
veličinami.
– Použít znalosti pro vysvětlení závěrů.
94
Tabulka 6.3 Cíle provádění reálného počítačem podporovaného experimentu
Cíle provádění experimentu
– Sledovat instrukce písemné i slovní.
– Prostředky reálného počítačem
podporovaného experimentu umožňují
výrazně rychleji a pohodlněji měřit
veličiny a vyhodnocovat naměřené údaje.
– Vybrat si a bezpečně použít
experimentální sestavu, materiál
a techniku vhodnou pro měření.
– Používat vhodné nástroje a techniku
pro sběr údajů (dat).
– Měření a zpracování údajů je zpravidla
bez použití prostředků počítačem
podporovaného experimentu méně přesné,
zdlouhavé a často náročné na finančně
nákladnou aparaturu.
– Spolupracovat v malé skupině.
– Zjednodušení samotného měření 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 6.4 Cíle komunikativní při reálném počítačem podporovaném experimentu
Komunikativní cíle
Komunikovat myšlenky, pozorování,
argumenty, praktické zkušenosti:
– Prostředky počítačem podporovaného
experimentu umožňují prezentovat
výsledky měření ve formě tabulek, grafů,
případně digitálních hodnot měřené
veličiny.
– použitím vhodného slovníku a jazyka,
– použitím grafů a tabulek,
– použitím vhodného formátu laboratorního
protokolu,
– použitím vhodného software.
95
Tabulka 6.5 Cíle práce s přírodovědnými znalostmi a myšlenkami při reálném počítačem
podporovaném experimentu
Cíle práce s přírodovědnými znalostmi
a myšlenkami – žák by měl být schopen
– Žák během experimentování s podporou
prostředků reálného počítačem
– povahy a metodologie přírodních věd,
podporovaného experimentu simuluje
činnost vědce, a tak se seznamuje
– vědeckých faktů, definic, zákonů, teorií
s metodologií přírodních věd, která je
a modelů,
založena na pozorování, experimentování
– vhodného slovníku a terminologie, včetně
a měření, které si ve vědě bez využívání
použití symbolů,
informačních a komunikačních
technologií málokdo umí představit.
– jak se zákony, modely a názory měnily
s časem,
– K hlubšímu pochopení přírodovědných
Předvést znalosti a pochopení:
jevů prostředky reálných počítačem
podporovaných experimentů výrazně
napomáhá:
– systém jednotek SI.
– okamžité spojení a konfrontace 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.
6.4 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.
96
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.
6.5 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 Univerzitě 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 (ISES-PCI 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 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 se začaly
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 elearningu (INTe-L), viz podkapitola 5.6. Uvádíme popis některých vzdálených úloh se
systémem ISES, které mají velmi podobné jednoduché ovládání.
97
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 otáček, určovat
velikost indukovaného napětí a pro žáky středních škol počítat magnetický tok při různých
rychlostech otáčení cívkou v magnetickém poli.
Přeměna solární energie
Voltampérová charakteristika
http://kdt-4.karlov.mff.cuni.cz
98
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
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 letech aj. Jedná se o práci s reálnými datovými soubory, procvičování práce
v Excelu.
99
Regulace výšky vodní hladiny
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
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.
100
Monitorování přirozeného radiačního pozadí
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
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.
101
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 z drobného zdroje záření gama o energii 60 keV (241Am, 300 kBq; záření alfa je
odstíněno) a ze dvou Geigerových-Müllerových 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 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
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.
102
6.6 Integrovaný e-Learning pro fyziku
Novou strategií vzdělávání je „Integrovaný e-Learning (INTe-L)“, který navrhli F. Schauer, M.
Ožvoldová a F. Lustig a jenž 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 jejích výsledků a rovněž
i povážlivě ohrožená popularita fyziky jako předmětu mezi studenty. Fyzika je jedním z nejvíce
obávaných předmětů na základních i 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 e-LTR (eStudium, eUčení a eVýzkum) již
s využitím vzdálených experimentů. Právě zařazením e-Výzkumu, založeného na e-laboratoři
a vzdálených experimentech prostřednictvím internetu, zaplnili chybějící článek v e-learningu
(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 o nové strategii a jejím zavedení do 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.
103
K základním komponentám systému INTe-L patří e-experimenty, e-simulace 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, která mohou být globálně rozprostřená a dostupná
pomocí libovolného počítače připojeného k internetu pomocí zcela běžných síťových služeb,
jako je např. prohlížeč webových stránek (Schauer, 2008), (Grőber, 2007). Tento nový výukový
prostředek, donedávna ještě neexistující, umožňuje zavedení komplexního studia jevů reálného
světa, založeného 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).
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, esimulací 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 eexperimenty, e-simulace a e-učebnice.
104
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?
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.
105
– 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 (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 Easy-to-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.
106
– 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,
107
Digitální vzdělávací objekty a jejich použití
7
❖ o funkci vzdělávacích objektů ve výuce,
❖ o standardech digitálních vzdělávacích objektů,
❖ o struktuře vzdělávacích objektů,
❖ o učebních stylech žáka.
❖ vhodně zařadit digitální vzdělávací objekty do vyučování,
❖ využít vzdělávací objekty pro zvýšení motivace a porozumění žáků.
Průvodce studiem
Každý z nás si rád prohlížel obrázkové knihy se zajímavými ilustracemi, objekty. Toto
objevování nového v nás vyvolávalo přirozený zájem o různá témata. Vzdělávací objekty
sehrávají ve výuce nejen motivační, ale také transformační a poznávací funkci.
Vzdělávací objekt může být digitální nebo nedigitální, podstatnou jeho vlastností je, že může
být používán nebo znovu používán nebo na něj lze odkazovat během vzdělávání s podporou
technologií. Znovupoužitelnost vzdělávacího objektu je jeho základní vlastností. Aby mohly
být digitální vzdělávací objekty snadno použitelné, musí být vytvářeny podle určitých pravidel
a opatřovány „nálepkami“ – metadaty a podle těch je můžeme vyhledávat v digitálních
knihovnách, kterých existuje mnoho po celém světě a stále přibývají.
7.1 Digitální vzdělávací objekty
Vymezení digitálních vzdělávacích objektů
Vzdělávací pomůcky a vzdělávací objekty. Vzdělávací instituce potřebují pro realizaci výuky
vzdělávací zdroje, respektive vzdělávací materiály nebo pomůcky. Vzdělávací zdroje mohou
mít různé formy: učebnice, záznamy přednášek, pomůcky pro semináře a laboratorní cvičení,
průvodce studiem, videoklipy, zvukové klipy, testy, hodnocení atd. Jestliže návrháři kurzů
a autoři učebních textů budou mít snadný přístup ke zdrojům již dříve vytvořeným a budou je
moci znovu používat a podle potřeby modifikovat, vytvoří nové vzdělávací zdroje
pravděpodobně kvalitněji, rychleji a levněji.
International Electrical and Electronic Engineering Associations (IEEE) Learning Technology
Standards Committee (LTSC) přijala tuto často citovanou definici: „Vzdělávací objekt
(Learning Object) je nějaká entita, digitální nebo nedigitální, která může být používána nebo
108
znovupoužívána nebo lze na ni odkazovat během vzdělávání s podporou technologií.“ Za
základní charakteristiku vzdělávacího digitálního objektu je v poslední době považována
znovupoužitelnost (reusability).
Definici vzdělávacího objektu podal také např. Clive Shepherd (2000) takto: „Vzdělávací
objekt je malá, znovupoužitelná digitální komponenta, která může být selektivně použita –
samostatně nebo v kombinaci – počítačovým softwarem, učitelem nebo žákem na podporu
individuálního učení se jedince.“
Vzdělávací objekt je pedagogicky samostatná jednotka, která:
❖ je zaměřena na specifický vzdělávací cíl;
❖ její obsah je komponován tak, aby vzdělávací cíl mohl být dosažen;
❖ zahrnuje metodiku, která umožňuje ověřit, zda vzdělávací cíl byl dosažen.
Jeden ze seznamů knihoven digitálních objektů lze nalézt např. na webu iniciativy
scientificcommons University of St. Gallen: http://scientificcommons.org
7.2 Vzdělávací objekty a kurikulum
V pedagogickém kontextu lze vzdělávací objekty chápat jako určitý druh kurikulárních
materiálů. Pokud mají být využívány v širším rozsahu v základním a středním školství, měly
by odpovídat určitým zákonitostem uplatňovaným při tvorbě a užívání podobných
kurikulárních materiálů.
Vztah ke kurikulárním teoriím
Pojem „vzdělávací objekt“ vznikl v souvislosti s novou technologií vzdělávání, systémy výuky
podporované počítačem, využíváním multimédií ve výuce. Je tedy přirozené, že východiskem
k pojetí vzdělávacích objektů, k jejich tvorbě a užívání jsou především technologické teorie
vzdělávání (Gagné, Briggs, Wager, 1992) s důrazem na kategorie cílů a řízení výuky.
Příkladem může být schéma postupu výuky v koncepci „instructional design“:
upoutat pozornost žáka →
informovat žáka o cílech →
připomenout naučené obsahy →
představit nové učivo →
řídit učení →
požadovat viditelné projevy chování dokazující učení
zajišťovat zpětnou vazbu →
hodnotit výkon žáka →
podporovat aplikaci poznatků.
109
Ovšem teorie kurikula uplatňovaného v současnosti v edukačně vyspělých zemích vycházejí
především z kognitivně-psychologických, případně
socio-kognitivních teorií, směřují ke konstruktivistickému pojetí výuky. To především
znamená, že základem není transmise poznatků, ale jejich objevování a konstruování žáky,
které vychází se z plurality poznání a vědění, podporuje se variabilita myšlení, pohled
z různých úhlů, je kladen důraz na žákovu aktivní tvůrčí činnost atd.
Vzdělávací objekty v systému kurikula
Vzdělávací objekty slouží k didaktické komunikaci a jsou nositeli didaktické informace.
Didaktická informace je „druh informace, která je svými specifickými vlastnostmi uzpůsobena
pro didaktické účely“ (Průcha, Mareš, Walterová: 2001, s. 43). Vzdělávací objekty lze tedy
považovat za určitý typ didaktického textu, tj. text chápaný jako komunikát (tedy také obraz,
multimediální prezentace atd.), který je zkonstruován tak, aby byl nosičem didaktické
informace.
Nejvýznamnějším druhem didaktických textů používaných ve školách jsou samozřejmě
učebnice. Vztah mezi učebnicí a vzdělávacím objektem je ambivalentní: jednak lze učebnici
považovat za určitý soubor vzdělávacích objektů, zvláště elektronické učebnice, jednak lze
velmi úspěšně doplňovat, příp. nahrazovat učebnice jednotlivými vzdělávacími objekty.
V každém případě však může existující propracovaná teorie učebnic poskytnout cenné
poznatky k problematice tvorby, užívání a hodnocení vzdělávacích objektů.
Vztah mezi vzdělávacími objekty a kurikulem lze popsat pomocí modelu kurikula původně
vypracovaného IAEA (International Association for Evaluation of Educational Achievement),
později upraveného G. A. Valverdem a jeho spolupracovníky (Valverde, 2002). Původní model
zahrnoval 3 základní formy existence kurikula: zamýšlené (projektované), implementované
(realizované) a dosažené kurikulum. Tento model byl dále propracován se záměrem postihnout
postavení učebnice v rámci kurikula (Sikorová, 2010). Učebnice zde hrají klíčovou roli
zprostředkovatele mezi záměry školského systému a jejich implementací ve třídách. Součástí
tzv. potenciálně implementovaného kurikula jsou také vzdělávací objekty.
Obrázek 6.1 ilustruje postavení vzdělávacích objektů v rámci kurikula.
Obr. 7.1 Postavení vzdělávacích objektů v rámci kurikula
110
7.3 Vlastnosti vzdělávacích objektů
Funkce a vlastnosti vzdělávacích objektů z pedagogického hlediska
Základní podmínkou toho, aby určitá prezentovaná informace mohla být považována za
vzdělávací objekt, je vztah k žákovi, povědomí o učícím se. Vzdělávací objekt musí nutně
zahrnovat představu o tom, pro koho je určen, jaké zkušenosti vyžaduje jeho vnímání,
porozumění a zpracování ze strany učícího se subjektu (Shephard, 2000).
Mimo to by také mělo být zřejmé, které funkce má vzdělávací objekt ve výuce plnit. Jeho
kvalita je pak dána také tím, jak dobře a do jaké míry tyto funkce naplňuje. Vzdělávací objekty
mohou být zaměřeny na jednu nebo více z následujících funkcí (Lustigová, Lustig, Mechlová,
Malčík, 2009):
❖ motivační – obsahem a způsobem zpracování stimuluje zájem žáka o učení, o daný obsah
apod.;
❖ transformační – transformuje odborné informace z určitého vědního oboru/vědních oborů
do podoby přístupné žákům;
❖ řídicí – řídí proces učení, navozuje didaktické situace, učební úlohy, stimuluje určité
činnosti žáka;
❖ kontrolní – umožňuje žákům získat zpětnou vazbu o úrovni osvojení poznatků
a dovedností, o jejich učebních činnostech atd.;
❖ sebevzdělávací – stimuluje žáky k samostatné, příp. skupinové práci, motivuje je
k sebevzdělávání, stimuluje poznávací potřeby atd.;
❖ hodnotová – podporuje utváření žádoucích postojů a dalších hodnotových vztahů ke
skutečnosti, prezentuje hodnoty uznávané demokratickou společností;
❖ diferenciační – zahrnuje varianty obsahu a postupů pro žáky se specifickými výukovými
potřebami – slabší žáky, nadané žáky, žáky s ADHD atd.
Funkce, které mají vzdělávací objekty ve výuce plnit, zásadním způsobem ovlivňují způsob
jejich použití i jejich výběr ze strany učitele. Uvedený výčet není jistě vyčerpávající, avšak
představuje určitý možný přístup k evaluaci vzdělávacích objektů.
Vzhledem k obrovské rozmanitosti a pestrosti vzdělávacích objektů je velmi obtížné stanovit
vlastnosti, které jsou z pedagogického hlediska podstatné. Problém představuje především
úroveň granularity, tedy rozsahu a komplexnosti objektu. Definice vzdělávacího objektu jako
„souboru informačních objektů spojených za účelem dosažení určitého vzdělávacího cíle“
nevymezuje, na jaké úrovni obecnosti jsou tyto cíle formulovány (cíl vyučovací hodiny, cíl
lekce, tematického celku, kurzu, cíl ročníku atd.). V souvislosti s učebnicemi a jinými
didaktickými texty se vymezují např. následující 3 skupiny vlastností:
❖ komunikační – především obtížnost a rozsah;
❖ obsahové – např. úroveň transformace odborných poznatků, strukturování obsahu apod.;
❖ ergonomické – např. druh písma, barevnost, užívání symbolů atd.
111
Učitelé základních a středních škol na základě výzkumu (Sikorová, 2005) jednoznačně
považují za nejdůležitější vlastnosti učebního textu:
❖ přehlednost,
❖ přiměřenou obtížnost a rozsah učiva,
❖ odbornou správnost.
Charakteristiky vzdělávacích objektů z technologického hlediska
Digitální vzdělávací zdroje si lze představit jako soustavu nezávislých vrstev, jak je uvedeno
v následujícím výčtu (viz http://www.reusablelearning.org). Charakteristiky digitálních
vzdělávacích objektů zahrnují:
❖ Objevitelnost (Discoverability). Aby byl vzdělávací objekt použitelný, musí být
objevitelný, tedy musí být nalezen. Z tohoto důvodu všechny vzdělávací zdroje obsahují
metadata nebo jsou s nimi sdruženy.
❖ Součinnost (Interoperability). Součinnost vyjadřuje schopnost objektu pracovat
správným způsobem v různých hardwarových a softwarových systémech, jako jsou
digitální knihovny a Learning Management System (LMS).
❖ Schopnost kontextualizace (Context-able). Obecně platí, že čím méně kontextu zdroj
(objekt) má, tím je více znovupoužitelný a adaptovatelný, ale má též menší pedagogickou
hodnotu. Pokud mají být objekty znovupoužitelné, je třeba je vytvářet kontextově neutrální
a kontext (aplikaci pro daný předmět) umístit do zvláštního samostatného objektu.
❖ Upravitelnost, editovatelnost (Editability). Důležitým rysem vzdělávacích zdrojů je, že
mohou být upravovány (editovány) a poté znovu použity.
❖ Znovupoužitelnost (Reusability). Schopnost znovupoužít existující objekty snižuje
významně náklady. Znovupoužitelnost může zvýšit i kvalitu vzdělávání, protože na vývoj
mnoha kvalitních objektů obvykle nemáme finanční ani lidské zdroje.
7.4 Standardy vzdělávacích objektů v e-Learningu
V oblasti e-learningu se od druhé poloviny devadesátých let 20. století začalo ve světovém
měřítku pracovat na podpoře interoperability (součinnosti). Vývoj standardů a specifikací se
týká zejména:
❖ vzdělávacího obsahu;
❖ prezentace obsahu pro studující;
❖ funkcionalit digitálních knihoven.
ADL (Advanced Distributed Learning Initiative), neboli iniciativa pro pokročilé distribuované
vzdělávání, http://www.adlnet.org/) byla reakcí na zvýšenou potřebu technologiemi
podporovaného individuálního vzdělávání, které musí být široce dostupné a cenově přístupné.
Ještě před vznikem ADL bylo zřejmé, že je potřeba eliminovat roztříštěná unikátní řešení
112
a dohodnout se na jednotném modelu vzdělávacího obsahu. Podporována mimořádně rychlým
růstem internetu směřuje ADL k vytvoření obecné, webem podporované struktury, která by
podporovala interoperabilitu (vzájemnou spolupráci) vzdělávacích nástrojů a obsahů na
globální úrovni. Vývoj standardů se odehrává v mnoha krocích a trvá dlouhé roky. V oblasti
e-learningových standardů sehrává ADL klíčovou úlohu při koordinaci práce konsorcií, která
se zabývají specifikacemi, a urychluje zavedení standardů.
SCORM a jeho role při plnění cílů ADL. Rozvoj referenčního modelu sdílitelných
obsahových objektů SCORMu (Sharable Content Object Reference Model) je významným
příkladem aktivit ADL, směřujícím k naplnění jejich cílů. SCORM je souborem návodů pro
vývoj a implementaci, který jednak napomáhá koordinaci dříve nespolupracujících skupin
odborníků v oblasti vzdělávacích standardů, a slouží i potřebám vzdělavatelů a poskytovatelů
vzdělávacích služeb a technologií. SCORM je podstatnou složkou pro realizaci cílů iniciativy
ADL. Je to však pouze část větší strategie poskytovat individuální přístup ke vzdělávání
a školení nejvyšší kvality, které bude přizpůsobeno individuálním potřebám studujících a bude
poskytováno za rozumnou cenu, kdekoliv a kdykoliv, viz obr. 6.2.
Obr. 7.2 Hlavní subjekty a procesy při vývoji standardů v oblasti vzdělávacích objektů
Cesta k standardům e-learningu
SCORM je budován s využitím práce předních specifikačních a standardizačních konsorcií,
jako jsou IEEE, AICC, IMS, ARIADNE a dalších za účelem vytvoření jediného unifikovaného
„referenčního modelu“ analogických technických specifikací a návodů, viz obr. 6.3.
Obr. 7.3 Hlavní standardizační konsorcia a subjekty účastnící se vývoje standardů (převzato
z http://www.adlnet.gov/Technologies/scorm/default.aspx)
113
Standard, specifikace a referenční model
Standardy jsou ukončením dlouhého vývoje produktu nebo služby, který je završen jejich
schválením oficiální standardizační organizací. Specifikace je označením pro dokumenty,
které podrobně a přesně předepisují požadavky, kterými se musí řídit a jimž se musí přizpůsobit
daný produkt nebo služba. Specifikace se po jejich všeobecném přijetí může stát formálním
nebo de-facto všeobecně přijímaným, ale formálně neschváleným standardem. Referenční
modely jsou kolekce standardů a specifikací, často doplněné dalšími pravidly, která
zabezpečují, aby různé standardy a specifikace spolupracovaly. V mnoha případech
neposkytují referenční modely stejně detailní popisy jako specifikace a lze je poněkud odlišně
interpretovat. Příkladem referenčního modelu je SCORM, viz http://www.adlnet.org/.
7.5 Zkrácený popis objektu – metadata
Pro snazší orientaci uživatele (učitele) se většina vzdělávacích objektů popisuje takzvanými
metadaty. Metadata objekt stručně popisují, to znamená, že poskytují informace, jako je
například název, jméno autora, oblast, věk dětí, pro které je objekt určen, či pomůcky, které
při používání objektu budeme potřebovat. Toto vše je důležité proto, abychom se bez
zdlouhavého stahování a otevírání souboru mohli předem rozhodnout, zda je pro naše účely
a potřeby objekt vhodný či nikoliv.
Metadata se většinou dělí podle významu:
Syntaktická metadata
Syntaktická metadata zahrnují především detaily o zdroji – typ souboru, jeho velikost, přesné
umístění apod.
Strukturální metadata
Strukturální metadata umožňují kategorizaci objektu – například předmět, oblast a úzce souvisí
s vybranou taxonomií (členěním). To bývá odlišné v různých zemích, dobách a i pro různé
účely. Například knihovníci dělí fyzikální obory a podobory trochu jinak, než to upřednostňují
fyzici. Bohužel, ani samotní odborníci v jednom a témže oboru se na členění svého vlastního
vědního oboru nemohou mnohdy shodnout.
Jednoznačná kategorizace je však naprosto nezbytná pro navigaci a orientaci zejména ve
směrovačích, viz dále.
Sémantická metadata
Pod pojmem sémantická metadata nejčastěji rozumíme kontextové informace a informace
relevantní pro danou oblast (například název, autor, pomůcky apod.).
114
Ontologická metadata
Ontologická metadata jsou považována za nejvyšší formu metadat a klíčový princip tzv.
sémantického webu. V našich ukázkách snad můžeme za ontologická metadata považovat
pouze položku „vazba na“ v následující ukázce.
V obr. 6.4 je uvedena ukázka metadatového popisu objektů z úložiště Dilleo.
Obr. 7.4 Ukázka části metadatové obálky pro objekt typu cévní soustava z úložiště Dilleo
(vyplňuje ten, kdo objekt do databáze vkládá, tedy nejčastěji tvůrce).
7.6 Hodnocení a využití digitálních vzdělávacích objektů
ve vyučování
Formální a funkční vhodnost
Z ukládání do úložišť eliminujeme objekty prezentující násilí (například střelba z děla do davu
– prezentující se jako applet „vrhy v gravitačním poli, balistické křivky“ apod.) či sex
nevhodnou formou. Rovněž eliminujeme objekty, které jsou nevhodné graficky, barevností,
neustálými rušivými zákmity či jinými rádoby oživujícími, ve skutečnosti však rušivými prvky.
Zohledníme i grafickou názornost, přehlednost, vhodně zvolenou barevnost a rozlišení
hlavních a vedlejších informací, barvu pozadí apod. Všechny tyto detaily, ač se mohou na
první pohled jevit jako podružné, mohou při delší práci s objektem vyvolat nepříznivé efekty.
Například neustálé blikání či trhavé pohyby mohou vyvolat epileptický záchvat, nevhodně
zvolená barevnost grafu a pozadí může vyžadovat tzv. zvýšené vizuální zatížení („visual
information load“), které se projeví rychlejším nástupem únavy, bolestí hlavy, pocitem sucha
v očích. Zvýšené vizuální zatížení totiž způsobuje prudký pokles frekvence mrkání, a tím
pokles vrstvy slzného filmu, který oko pokrývá.
115
Obsahová a odborná správnost
Jsou-li v objektu zjevné chyby, raději se jeho použití vyhneme. Máme-li však dojem, že naši
žáci by se právě odhalováním chyb mohli velmi poučit, můžeme objekt použít, musíme se však
na hodinu dokonale připravit a velmi dobře si rozmyslet cíle i strategii nasazení tohoto objektu.
Metodologická vhodnost
Metodologická vhodnost či nevhodnost výukového objektu není záležitostí jeho autora, nýbrž
učitele, který jej použije ve výuce. I špatně navržený aplet, či dokonce aplet s chybami může
zkušený učitel použít tak, aby se z něj žáci mnoho naučili. Bohužel často jsme svědky spíše
opačné situace, kdy nezkušený učitel použije kvalitní aplet naprosto nevhodným způsobem,
a to např. tak, že počítačovou simulací nahradí reálný experiment či že použije počítačovou
simulaci k důkazu existence nějakého jevu, či dokonce k vyvození fyzikálních zákonitostí. Za
metodologickou chybu lze rovněž považovat nevhodné použití vzhledem k věku a úrovni
znalostí žáků (nevhodnost pro cílovou skupinu), či použití objektu v rozporu s převládajícími
učebními strategiemi dítěte. Při používání vzdělávacích objektů ve vyučování mohou nastat
některé negativní alternativy (Lustigová, 2004; Lustigová, Lustig, 2008), viz dále.
a) Simulace či model plně nahrazuje experiment
Tato chyba je překvapivě častá a v extrémním případě může při použití simulovaného
experimentu vést k důkazu nějakého fyzikálního jevu, či dokonce k jeho měření. Takovéto
nesprávné používání simulace je překvapivě časté. Klasickou ukázkou je takzvané „měření“
proudu a napětí na simulovaných obvodech, používané k odvození Ohmova zákona nebo
simulování známého pokusu s pádem peříčka a kovové kuličky ve dvou různých prostředích
– nejčastěji ve vzduchu a ve vakuu (tedy v prostředí s odporem vzduchu a „bez odporu“).
Tento pokus se realizuje pomocí vývěvy a skleněné trubice, ve které obě tělesa padají. V realitě,
pokud dobře funguje vývěva, to vždy dopadne stejně – tedy peříčko ve vzduchu padá pomaleji
než kulička, vysajeme-li vzduch, padá peříčko stejně rychle jako kulička. Tam, kde je to
možné, je metodicky vhodné použít reálný experiment, tam kde to možné není, je vhodné
upřednostnit videozáznam či reálná data, grafy a záznamy. Ty jsou dostupné na webových
stránkách některých fyzikálních laboratoří, například CERNu.
b) Simulace či model je použit k vyvození zákonitostí či k důkazu
Na počítačovém modelu však můžeme „dokázat“ cokoliv. Jednoduchým zákrokem můžeme
model modifikovat a žákům předložit k uvěření i nesmysl (někteří učitelé dokonce používají
slovo „dokázat“), že peříčko padá mnohem rychleji než kámen při použití téhož modelu.
c) Objekt je použit nevhodně vzhledem k charakteristikám cílové skupiny
Zde zvažujeme nejenom věk a vyspělost žáků, ale i denní dobu, pořadí vyučovací hodiny, její
vazby a začlenění do rozvrhu. Například po náročné matematické písemce nemá význam
zařazovat opět mentálně a matematicky náročné objekty vyžadující řady výpočtů. Raději
zvolíme objekty, které jsou hravé, mají charakter měření nebo jiné aktivity typu „hands on“.
Při zařazování objektů bychom se měli, ostatně stejně jako kdykoliv jindy, zamýšlet i nad
převažujícími zájmy žáků, pohlavím (v ryze dívčí třídě volíme jiné vzdělávací objekty než
v technicky orientované třídě chlapecké) a strategiemi učení. Někdy je dokonce vhodné připravit
dva či více objektů na podobné téma a nechat na žácích, aby si vybrali, se kterým budou pracovat.
116
d) Objekt je použit nevhodně vzhledem k individuálnímu učebnímu stylu a strategii
studenta
Fakt, že se na webu nachází velké množství vzdělávacích objektů určených pro jednu a tutéž
problematiku, ale respektující různé přístupy žáků, různé věkové kategorie, učební styly,
úroveň dovedností a znalostí, poskytuje učiteli jistou svobodu. Již nemusí pracně vymýšlet
vše sám. Může si pouze zvolit cíle hodiny, promyslet otázky a úkoly, které žáky povedou
k těmto cílům a zbytek materiálů – simulací, experimentů, video nahrávek a podobných může
stáhnout z webu. Také může žákům nabídnout několik objektů na podobné téma, aby si
v závislosti na svých osobních preferencích vybrali, pomocí kterého budou zadaný problém
řešit. To vede k mnohem většímu respektování osobnosti žáka a jeho tzv. „Learning styles and
strategies“ – tedy učebních stylů a strategií.
7.7 Teorie učebních stylů
Na webu najdeme celou řadu informací o tzv. „learning styles“ a stejně jako v případě
taxononomií vzdělávacích cílů, kde zdaleka Bloom a Niemierko nejsou jediná jména v této
oblasti, ani zde nelze jednoznačně uvést, která z klasifikací tzv. učebních stylů je nejsprávnější
či nejvhodnější. Jako jeden z prvních přišel se styly učení americký psycholog David Kolb
v roce 1984. Na jeho práci navázali manželé Dunnovi a G. Price (Dunn, Price, 1985) a vytvořili
dotazník (Learning Styles Inventory), který směřoval k odhalení učebních stylů. U nás tento
dotazník přeložil a používal J. Mareš. Na Kolba (Kolb, 1975) i jeho následovníky se snesla
vlna kritiky (např. Coffield, 2004) a dnes se již používá omezeně (u nás se však cituje stále).
V zájmu objektivity je třeba přiznat, že ani další klasifikace učebních stylů nejsou jednoznačně
přijímány odbornou veřejností, stejně jako je tomu například s výukovými cíli či klíčovými
kompetencemi. Avšak mnozí učitelé a často i sami žáci je považují za užitečné a někteří
přiznávají, že je zamyšlení se nad učebními styly přivedlo k větší toleranci a pochopení žáků
či ke změně metod výuky, k jejich rozšíření a k obohacení doposud používaných prostředků
a nástrojů výuky. V následujícím předkládáme několik klasifikací učebních stylů (v literatuře,
publikované v roce 2004 se uvádí, že různých teorií učebních stylů bylo k tomuto datu 71,
zdroj: Wikipedia).
Index učebních stylů a strategií
V případě vzdělávacích objektů se zejména na úložišti Merlot často cituje tzv. ILS (index of
learning styles) podle B. Solomanové a R. Feldera, který vychází také do značné míry
z Kolbovy práce, ale nepoužívá jeho klasifikaci.
Tento přístup rozlišuje 4 základní charakteristiky učebního stylu osobnosti:
1. aktivní x reflektivní,
2. senzitivní x intuitivní – senzitivní je přesným překladem anglického termínu sensitive,
ale zde se spíše používá ve významu ten, kdo používá senzory – kdo si musí vše „osahat“,
vše „očichat“, vše vyzkoušet,
3. vizuální x verbální,
4. sekvenční x globální.
117
V každé z těchto charakteristik může každý z nás nabývat hodnoty od –11 do +11. Hodnoty
přibližně uprostřed (-3 až +3) představují osobnost, která je velmi dobře vyvážená a nemá
problémy s žádným z přístupů, hodnoty kolem 7 představují preferenci jednoho z přístupů
a hodnoty nad 7 již velmi výraznou preferenci. Člověk, který v jedné nebo více oblastech
dosáhl hodnoty nad 7, může mít závažné učební problémy v prostředí, které jeho učební styl
nepodporuje, či dokonce vůbec netoleruje.
Online dotazník ke zjištění těchto učebních stylů je včetně okamžitého online vyhodnocení
dostupný na: http://www.engr.ncsu.edu/learningstyles/ilsweb.html.
Shrnutí kapitoly
1. Uveďte, které základní funkce plní vzdělávací objekty. Vysvětlete, jak tyto funkce chápete vy.
2. Jaké role hraje učitel ve využití vzdělávacích objektů ve výuce?
3. Které nejznámější standardy vzdělávacích objektů znáte?
4. V čem spočívá teorie učebních stylů žáků?
1. Používáte ve výuce vašeho přírodovědného předmětu vzdělávací objekty? Zamyslete se
nad cíli jejich využití!
2. Je vždy účelné vést výuku tak, aby byl zapojen převládající učební styl žáka?
118
– BERTRAND, Y. Soudobé teorie vzdělávání. Praha: Portál, 1998.
– COFFIELD, F., MOSELEY, D., HALL, E., ECCLESTONE, K. (2004). Learning styles
and pedagogy in post-16 learning. A systematic and critical review. London: Learning and
Skills Research Centre.
– DUNN, R., DUNN, K., PRICE, G. (1985). Manual: Learning style inventory. Lawrence,
KS: Price Systems.
– GAGNE, R., BRIGGS, L., & Wagner, W. (1992). Principles of Instructional Design. Fort
Worth: Harcourt Brace Javanovich. pp 185-204.
– KOLB, D. A. and Fry, R. (1975) Toward an applied theory of experiential learning. in
C. Cooper (ed.), Theories of Group Process, London: John Wiley.
– LUSTIGOVA, Z., LUSTIG, F., MECHLOVA, E., MALCIK, M. A New E-learning
Strategy for Cognition of the Real World in Teaching and Learning Science. In NEW
EDUCATIONAL REVIEW. Vol. 17. Issue: 1, 2009, s. 305–317.
– LUSTIGOVA, Z., LUSTIG, F. New e-learning environments for teaching and learning
science. In Proceedings of the Conference on Learning to Live in the Knowledge Society
held at the 20th World Computer Congress, Date: SEP 07–10, 2008. Milan (ITALY), 2008,
s. 63–364
– PRŮCHA, J., MAREŠ, J., WALTEROVÁ, E. Pedagogický slovník. 3. vydání. Praha: Portál,
2001.
– SHEPHERD, C. Objects of Interest. Fastrack Consulting, Ltd. (31. 1. 2012) in
http://www.fastrak-consulting.co.uk/tactix/Features/objects/objects.htm, 2000.
– SIKOROVÁ, Z. Učitel a učebnice: užívání učebnic na 2. stupni základních škol. Ostrava:
Pedagogická fakulta Ostravské univerzity, 2010.
– VALVERDE, G. A. et al. According to the Book. Dordrecht: Kluwer academic publishers,
2002.
119
Výukové programy ve výuce přírodovědných předmětů
8
❖ o možnostech využití výukových programů ve výuce v přírodních vědách,
❖ o různých typech licencování výukových programů.
❖ identifikovat hlavní funkce výukových programů,
❖ vymezit vztah mezi výukovým programem a kurikulem,
❖ rozlišit různé typy programů podle způsobu licencování.
Průvodce studiem
S rozvojem ICT nabývá na významu jeho využití ve vzdělávání. Jednou z forem,
jakou ICT oslovuje žáka, jsou výukové programy. Výukové programy se stávají
běžnou součástí kurikula, kdy mohou převzít některé funkce, které jsou obvykle
doménou učitele.
8.1 Funkce výukových programů v pedagogickém procesu
Vyučovací činnosti učitele a učební aktivity žáka tvoří základní strukturní prvky výuky a určují
cestu k dosažení výukového cíle. Tyto činnosti mohou být vnější a vnitřní. Vnější činnosti jsou
pozorovatelné a umožňují charakterizovat výukovou metodu. Vnitřní činnosti jsou naopak
skryté a souvisí s pochopením účelu výukové metody, tedy proč ji v dané situaci použít. Pro
efektivní využití výukových programů ve výuce musí učitel znát, který program a tedy které
činnosti vybrat, aby vhodně směřovaly k určenému cíli.
Mezi hlavní funkce výukových programů patří:
❖ zprostředkování vědomostí a dovedností,
❖ aktivizační funkce – motivace k učení, osvojení technik práce a myšlení,
❖ komunikační funkce.
Funkce a vlastnosti výukových programů z pedagogického hlediska
Základní podmínkou toho, aby určitá prezentovaná informace mohla být považována za
výukový program, je vztah k žákovi, povědomí o učícím se. Výukový program musí nutně
zahrnovat představu o tom, pro koho je určen, jaké zkušenosti vyžaduje jeho vnímání,
porozumění a zpracování ze strany učícího se subjektu.
120
Mimo to by také mělo být zřejmé, které funkce má výukový program ve výuce plnit. Jeho
kvalita je pak dána také tím, jak dobře a do jaké míry tyto funkce naplňuje. Výukové programy
mohou být zaměřeny na jednu nebo více z následujících funkcí:
motivační (obsahem a způsobem zpracování stimuluje zájem žáka o učení, o daný obsah apod.);
transformační (transformuje odborné informace z určitého vědního oboru/vědních oborů
do podoby přístupné žákům);
řídící (řídí proces učení, navozuje didaktické situace, učební úlohy, stimuluje určité činnosti
žáka);
kontrolní (umožňuje žákům získat zpětnou vazbu o úrovni osvojení poznatků a dovedností,
o jeho učebních činnostech atd.);
sebevzdělávací (stimuluje žáky k samostatné, příp. skupinové práci, motivuje je k sebevzdělávání,
stimuluje poznávací potřeby atd.);
hodnotová (podporuje utváření žádoucích postojů a dalších hodnotových vztahů ke
skutečnosti, prezentuje hodnoty uznávané demokratickou společností);
diferenciační (zahrnuje varianty obsahu a postupů pro žáky se specifickými výukovými
potřebami – slabší žáky, nadané žáky, žáky s ADHD atd.).
8.2 Výukové programy a kurikulum
V pedagogickém kontextu lze výukové programy chápat jako určitý druh kurikulárních materiálů.
Pokud mají být využívány v širším rozsahu v základním a středním školství, měly by odpovídat
určitým zákonitostem uplatňovaným při tvorbě a užívání podobných kurikulárních materiálů.
Vztah ke kurikulárním teoriím
Teorie kurikula uplatňované v současnosti v edukačně vyspělých zemích vycházejí především
z kognitivně-psychologických, případně socio-kognitivních teorií, směřují ke konstruktivistickému pojetí výuky. To především znamená, že základem není transmise poznatků, ale
jejich objevování a konstruování žáky, vychází se z plurality poznání a vědění, podporuje se
variabilita myšlení, pohled z různých úhlů, je kladen důraz na žákovu aktivní tvůrčí činnost atd.
8.3 Výuka a kurikulum
Obvykle uváděné etapy vyučovacího procesu jsou tyto:
1. Příprava žáků na aktivní osvojování učiva – motivace.
2. Nové učivo, vytváření nových vědomostí a dovedností – expozice.
3. Upevňování a prohlubování učiva, používání osvojených vědomostí a dovedností – fixace,
aplikace.
4. Prověřování výsledku celého procesu výuky – diagnostika, klasifikace.
121
Fáze učitelovy přípravy
1. Přípravná fáze
❖ vytvoření předběžné představy a stanovení cíle edukačního procesu,
❖ výběr a verifikace funkčnosti didaktických prostředků,
❖ projekt vyučovací hodiny.
Nosnou součástí přípravné fáze je didaktická analýza učiva, která je celkovým završením
učitelovy plánovací činnosti.
2. Realizační fáze
❖ motivační,
❖ expoziční,
❖ fixační,
❖ diagnostická,
❖ aplikační.
3. Hodnotící fáze
❖ sebereflexe vyučovacího procesu,
❖ autoregulace další vyučovací činnosti.
Příprava na vyučovací hodinu je z větší části myšlenková činnost. Zahrnuje stanovení
výukového cíle, provedení didaktické analýzy učiva a promyšlení poznávacích strategií pro
žáky – vypracování scénáře vyučovací hodiny včetně časového rozvržení.
Tabulka 7.1 Srovnání fází výuky ve dvou modelech
Fáze vyučovací hodiny,
„tradiční“ model
Fáze vyučovací hodiny,
konstruktivistický model
Motivace
Evokace
Expozice
Uvědomění si významu
Fixace
Reflexe
Rozdíl je možno vidět v důrazu na hlavního aktéra, kterým je v „tradičním“ modelu učitel
(jde z větší části o fáze jeho práce), v konstruktivistickém modelu je to žák (jde o fáze jeho
učení). Obecněji je rozdíl v pojetí procesu výuky a jeho vztahu k procesu učení. Zatímco
členění do fází motivace – expozice – fixace je členěním vnějším, určeným organizačním
122
rozčleněním hodiny, rozfázování evokace – uvědomění si významu – reflexe se opírá o vnitřní
procesy učení žáka.
8.4 Typy software
Podle způsobu licencování lze rozlišit čtyři základní verze softwaru (Dušil, 2008):
Plná verze
(angl. full version) – tento typ programu je „nejlepší“, protože není nijak programově ani
časově omezen. V plné verzi se nacházejí všechny funkčnosti daného softwaru. Nevýhodou
je, že si daný software musíme koupit, a jak bude uvedeno v následujících kapitolách, ceny
softwaru nejsou nízké.
Shareware
Jedná se o volně šiřitelný software, který má každý uživatel možnost vyzkoušet, zda mu
vyhovuje či ne. Zkušební doba je většinou několik dní, maximálně několik měsíců. Pokud
chce uživatel s programem nadále pracovat, je povinen si prodloužit licenci (nebo se jen
zaregistrovat), za kterou musí zaplatit.
Freeware
Je opět volně šiřitelný a autor programu si většinou ponechává autorská práva, čili uživatel
nemá plné řízení programu. Omezení spočívá třeba v tom, že uživatel nemůže provádět
například update (aktualizaci), což je v případě antivirového programu neoddělitelnou součástí,
dále nemá k dispozici všechny funkce, nemůže program využít ke komerčním účelům apod.
Jedná se tedy o určitou alternativu k drahým placeným licencím.
Trial verze, demo verze
Někteří výrobci volně šíří omezenou zkušební verzi – omezenou časově nebo funkčně. Časové
omezení je buď absolutní – spočívá v počtu dní, po které můžeme software používat (angl.
expires on) – například 30 dní, nebo relativní – kolikrát lze ještě software spustit, než dojde
k jeho zablokování (angl. expires after) – například 50 spuštění. Funkční omezení znamená,
že uživateli jsou zpřístupněny jen některé menu volby. Dobrým příkladem může být demo
verze sportovní počítačové hry – v plné verzi má hráč na výběr z 20 závodních aut, ale v demo
verzi jsou pouze 2. V trial verzi si uživatel může software vyzkoušet a rozhodnout se, zda si
koupí plnou verzi.
Další verze software mohou být tyto:
Open source software
(česky Otevřený zdrojový kód). S open source licencí, na rozdíl od chráněné softwarové
licence, nemusí uživatel platit za používání programu. Naopak vlastník licence garantuje
uživateli všechna práva daná autorským zákonem vlastníka. Hlavní důsledky licenčního
123
formuláře open source je možnost si zvolit akceptaci open source licence. Uživatel může užívat
software bez přijmutí licence. Nicméně pokud chce uživatel používat nějakou z dalších práv
povolených v softwarové licenci (jako například právo dalšího šíření softwaru), pak uživatel
musí licenci akceptovat a být ní vázán.
Svobodný software
(angl. Free software). Je to software, který může být užíván a modifikován bez jakýchkoli
omezení. Uživatel jej může modifikovat, měnit zdrojový kód a vytvářet kopie. V anglickém
jazyce někdy dochází ke komplikacím při výkladu Open source a Svobodný software. Přestože
tyto pojmy mají k sobě blízko, záměna termínů není v některých případech možná. Anglické
slovo free software se také překládá jako software zadarmo a to je něco zcela odlišného,
protože pro tento český pojem se používá anglické slovo freeware.
Public domain
Tímto anglickým termínem se v oblasti softwaru označují některá díla, kde se autor rozhodl
umožnit ostatním uživatelům veřejně užívat svoje dílo, a to bez nároku na další ochranu.
V českém právním systému se nikdo nemůže vzdát svých (autorských) práv, je pouze možné
nabídnout veřejnosti bezúplatnou licenci na libovolné užití díla, ale lze každopádně
předpokládat, že autor, který svoje dílo takto označil, se svých práv nebude domáhat.
8.5 Výukový software a žáci
Žáci sami se obvykle velice zajímají o společensko-ekonomické, praktické a emocionální
aspekty výuky, které neodpovídají tradičním učebním osnovám. Autoři výzkumů docházejí
k závěru, že rozdíly ve využívání výukových programů, které jsou dány pohlavím, nejsou
celkově příliš významné, ale jednu souvislost lze vyvodit. Zájem dívek o výukové programy
je více motivován jejich užitečností, vztahem k jiným oborům a významem v každodenním
životě. Herní zážitky chlapců souvisejí spíše s technikou (simulátory, elektronické hry, rakety,
mikroskopy, nové zdroje energie), zatímco zkušenosti dívek jsou těsněji spjaty s vnímáním
každodenního života (výživa živočichů a péče o ně, stravování, barvy, komunikace apod.).
Interpretace výsledků vedla k vymezení tří různých profilů žáka:
❖ profil A, který lze označit za ‚technicko-přírodovědný‘;
❖ profil B – ‚humanitní‘;
❖ profil C – ‚občanský‘.
Profil A – přibližně jedna čtvrtina žáků vykazuje silný zájem o vědeckou duševní práci
a technické předměty a povolání. Většinu žáků této skupiny tvoří chlapci (4/5).
Profil B – o něco více než polovina všech žáků se zajímá především o pochopení přírodních
jevů a jejich důsledků pro lidstvo; chlapci a dívky jsou v této skupině stejně početně zastoupeni
(1/2).
124
Profil C – přibližně jedna čtvrtina všech žáků se zajímá o dopad fyziky na společnost; většinu
(3/4) žáků této skupiny tvoří dívky.
Rozdíly, které souvisejí s pohlavím, jsou tedy zřetelně patrné u prvního a třetího profilu,
zatímco v případě profilu druhého je zastoupení obou pohlaví vyvážené a rovněž nejstabilnější
vzhledem k věku. Naproti tomu s rostoucím věkem se zastoupení u prvního profilu snižuje,
u třetího zvyšuje. Pro dívky je obvykle mimořádně důležitý kontext, zatímco chlapci se
soustředí spíše na samotný úkol bez ohledu na kontext. Doloženo je i to, že dívky preferují
spolupráci a diskusi.
8.6 Výukový software v matematice
8.6.1 Cabri geometrie II plus, Cabri geometrie 3D
Určení
Program je určen žákům 2. stupně ZŠ i studentům SŠ. Použitelný je především ve fázi výkladu,
případně opakování. Rozvíjí porozumění, podporuje i analýzu a tvořivé uplatnění poznatků
geometrie v praxi. Využití je možné v učebně s interaktivní tabulí a projektorem i v odborné
učebně vybavené počítači.
Obsah programu
Program, který umožňuje vytvářet na obrazovce počítače geometrické objekty, manipulovat
s nimi, experimentálně zkoumat a objevovat geometrické zákonitosti. Umožňuje rychlejší
a přesnější rýsování, podporuje a trénuje geometrické uvažování. Cabri Geometrie II Plus
poskytuje řadu nových typů úloh a otevírá nové perspektivy ve výuce geometrie na SŠ i ZŠ.
Jde o jakousi počítačovou geometrickou stavebnici: uživatel pomocí myši na nákresně vytváří
různé objekty (body, kružnice, přímky, mnohoúhelníky, kolmice, středy stran a úhlů atd.),
které jsou svázány vzájemnými vztahy, a tím vznikají geometrické obrázky. Uživatel tak
utužuje své znalosti ze školy a objevuje nové světy geometrie pomocí pokusů, které jsou bez
počítače prakticky neproveditelné. Místo pracného konstruování stačí vybrat nástroj zvoleného
objektu, myší označit bod, kterým má nový objekt procházet, případně se kterým má být
rovnoběžný či kolmý. Snadné je použití kružítka, sestrojení kuželosečky či použití osové
souměrnosti. Program přesně a rychle rýsuje a umožňuje soustředit se na postup sestrojení
konstrukce.
S výsledným obrázkem lze manipulovat. Pokud uchopíme myší některý z volných bodů, celá
konstrukce se před očima plynule mění. Cabri má konstrukční nástroje — pracuje se shodnými
i neshodnými zobrazeními, stopu pohybujících se objektů může otiskovat do nákresny
a vytvářet tak křivky, pracuje s množinami bodů, měří délky, úhly a obsahy, tyto hodnoty umí
dosadit do vzorců a výsledek zanést zpět do konstrukce.
Cabri 3D je interaktivní software založený na 3D technologii. Umožňuje vytvářet
a manipulovat s 3D objekty např. koule, kuželové objekty apod., 3D objekty protínat s 2D
objekty, např. s kruhy, přímkami a rovinami apod. Všechny body se vytvářejí v prostoru.
Prostorové konstrukční prvky (kolmice, kolmá rovina, souměrnost, mnohostěny). Různé typy
zobrazení (promítání středové, rovnoběžné, různé axonometrie apod.). Cabri 3D v2 nabízí
125
také spojení geometrie s algebrou (měření délek, úhlů, ploch, obsahů), tvorbu výrazů užitím
základních algebraických postupů.
Informace o instalaci
Programy jsou určeny pro MS Windows 2000/XP/Vista/7. Na webových stránkách
http://www.pf.jcu.cz/cabri/cabri.htm lze stáhnout demoverzi a program si vyzkoušet.
Podmínky pro získání programu
Distribuci programu zajišťuje firma Pachner na http://pachner.inshop.cz/inshop/matematika/
8.6.2 GeoGebra
Určení
Program je určen žákům 2. stupně ZŠ i studentům SŠ. Použitelný především ve fázi výkladu,
případně opakování. Rozvíjí porozumění, podporuje i analýzu a tvořivé uplatnění
geometrických poznatků v praxi. Využití možné v učebně s interaktivní tabulí a projektorem
i v odborné učebně vybavené počítači.
Obsah programu
Dynamický matematický nástroj určený pro studenty středních škol, který jim nabídne
obrovskou škálu nástrojů pro řešení nejrůznějších matematických úloh. Je určen jak pro
algebraické počty, tak i pro geometrii a ostatní kalkulace.
Nástroje programu: geometrická konstrukce pomocí bodů, vektorů, čar, apod., podpora řešení
rovnic, počítání derivací a integrálů,hledání kořenů a extrémů funkcí,podpora vykreslování
grafů funkcí, možnost barevného rozlišení jednotlivých křivek, atd.
Další možnosti programu
Výsledné obrázky lze ukládat na disk, přenášet do textových a grafických editorů nebo
pohyblivé obrázky jednoduchým způsobem „zabudovat“ do WWW stránky. Hotová WWW
stránka pak obsahuje animaci, se kterou může každý, kdo si stránku prohlíží, manipulovat.
I tento program je doporučena i pro použití na interaktivních tabulích.
Z webových stránek lze stáhnout aktuální verzi programu http://www.geogebra.org/cms/
a zjistit podrobnosti k instalaci (k použití programu je nutné mít nainstalovanou Javu).
Program je pro školy zdarma.
126
8.7 Výukový software ve fyzice
8.7.1 Fyzika zajímavě – Pachner, vzdělávací software, s.r.o.
Určení
Celá kolekce je využitelná na základní i střední škole. Jednotlivé programy je možné využít
k výkladu, procvičování a některé části i k simulacím. Rozvíjí zapamatování, porozumění
i aplikaci fyzikálních poznatků. Program může použít jak učitel samotný, tak i žáci frontálně
při cvičení v odborné učebně vybavené počítači.
Obsah jednotlivých programů
Termika
nauka o teple, teplo a teplota, teplota a její měření, teplotní roztažnost, tepelná výměna
a měření tepla, zdroje a šíření tepla, tepelné děje v plynech, tepelné motory, skupenské
přeměny, meteorologie.
Kapaliny a plyny
kapaliny a plyny, tlak a jeho měření, Pascalův zákon, Archimédův zákon, proudění kapalin,
povrch kapalin, vlastnosti plynů, atmosférický tlak, pneumatické aplikace
Optika
nauka o světle, zdroje světla, geometrická optika, optické přístroje, fotografie, film, televize,
oko a svět barev, elektromagnetické spektrum, světlo je vlnění, kvantová optika, lasery
Mechanika
fyzikální veličiny, pohyb, síly, setrvačné síly, práce a energie, srážky těles, gravitace,
mechanika pevných těles, jednoduché stroje, perpetuum mobile.
Elektřina1
elektřina – dobrý sluha, o přeměnách energie, elektrické obvody, tajemné URI PUI, proud
v kapalinách, plynech a vakuu, polovodiče, elektrostatika, magnetické pole, aplikace
Elektřina2 a akustika
o elektřině a akustice, kmity a vlny, zvuky všeho druhu, fyzika a hudba, elektromagnetická
indukce, střídavý proud, z elektrárny až do bytu, bez elektřiny ani ránu, EM vlnění, moderní
telekomunikace
Atomistika a astronomie
od atomů k supernovám, energie a její přeměny, zákony zachování, všechno je relativní,
atomový obal, rentgen a laser, nukleární fyzika, detektory a urychlovače, jaderná energetika,
pohledy do vesmíru
333 fyzikálních pokusů, námětů a her
program navazuje na předchozích 7 titulů a je analogicky rozdělen na 7 oddílů.
127
Každý z nich obsahuje sekce Základní poznatky, Přehled vzorců, Pokusy, Další náměty,
Drobnosti a Zahraj si.
Témata pokusů (v každém oddíle je jich třicet pět) jsou zvolena tak, aby experimenty
přesvědčivě demonstrovaly příslušné fyzikální jevy a aby jejich realizace nevyžadovala žádné
náročné vybavení. Ilustrované popisy (potřebné pomůcky, návod na provedení, varianty) jsou
doplněny i stručným vysvětlením fyzikální podstaty pozorovaných dějů.
Animace
navazuje na předchozích osm titulů. Program představuje soubor více než 160 nejlepších
a nejužitečnějších fyzikálních animací ze všech titulů řady Fyzika zajímavě.
Technika zajímavě aneb mechanika bez vzorečků
tvoří bonus k celému kompletu Fyzika zajímavě, program, který by měl probudit zájem
školáků o věci kolem nás, zabývá se fungováním rozmanitých strojů a zařízení. Zpracovány
jsou exkurze do autodílny, přádelny, tkalcovny, tiskárny, truhlářství, klempířství, čalounictví,
kovoobráběcí dílny či instalatérství. Projdeme se kanceláří, domácí dílnou, poznáme i některé
hudební automaty, sportovní potřeby, měřicí zařízení a dopravní prostředky. Těžištěm
programu jsou komentované ilustrace a animace. Na 400 snímcích lze najít zajímavosti, testové
otázky, křížovky a medailonky 32 významných vynálezců a techniků.
Každá kapitola programů se skládá z několika článků, věnovaných konkrétnímu tématu
přibližně na úrovni základní školy. Kliknutím na odkaz je možno kdykoliv „požádat“
o vysvětlení nebo definici základních pojmů, používaných v textu.
V sekci TEORIE najdou středoškoláci a všichni vážnější zájemci další důležité podrobnosti,
a to včetně potřebných vzorečků, rovnic a grafů.
V každé kapitole je zařazeno několik typových úloh.
Pro oživení a především pro lepší pochopení jsou texty doplněny fotografiemi, náčrtky,
animacemi a interaktivními výpočty. ANIMACE je možno prohlížet si také nezávisle na
textové části.
V sekci POKUSY můžeme najít desítky zajímavých námětů na jednoduché experimenty
a návody na vlastnoruční zhotovení pomůcek, které jsou využitelné při demonstraci
nejrůznějších fyzikálních jevů.
V sekci OSOBNOSTI je pro ně připravena i galerie významných fyziků a vynálezců, kteří se
nejvíce zasloužili o pokrok ve svém oboru.
V sekci ŘEŠENÉ ÚLOHY jsou nabídnuty základní i rozšiřující příklady.
K oživení učiva uvádí autor články, obsahujících různé aplikace i kuriozity ve vědě, technice
či v domácnosti v sekci ZAJÍMAVOSTI.
Programy jsou určeny pro MS Windows 2000 /XP /Vista / 7 32 i 64bit.
128
Programy se musí instalovat na pevný disk, buď ze zakoupeného CD nebo lze stáhnout
instalační program z www.pachner.cz. Průvodce provede uživatele celou instalací. Na závěr
se na ploše monitoru objeví spouštěcí ikona. V případě jednouživatelské licence se program
umísťuje na lokální disk oprávněného počítače. V případě síťového provozu je třeba instalační
soubory zkopírovat na sdílený disk (na serveru, nebo na některé stanici).
Na jednotlivých stanicích je třeba vytvořit ikonu, která bude spouštět soubor cont32.exe. Pro
první spuštění na každé stanici je zapotřebí se přihlásit s administrátorskými právy a registrovat
program zapsáním registračního klíče.
Ať jednouživatelský, nebo síťový program je po instalaci pouze demoverzí k vyzkoušení.
Teprve registrací ztrácí zkušební verze svá omezení a stává se plnohodnotným programem.
Ve zkušební verzi se v pravidelných intervalech objevuje okno s výzvou k registraci. V té
chvíli má uživatel možnost zapsat do programu registrační kód, který při nákupu užívacích
práv (licence) získal od prodejce.
Podrobnější informace o cenách, možných slevách pro školy lze získat na www.pachner.cz.
8.7.2 Jak se věci pohybují – BSP Multimedia
Určení
Program je využitelný především na základní škole. Lze jej využít k výkladu, případně
k procvičování. Rozvíjí zapamatování a porozumění fyzikálním poznatkům. Program může
použít učitel samotný, lépe jej ale využijí žáci při cvičení v odborné učebně vybavené počítači.
Obsah programu
Animovaný průvodce fyzikou a mechanikou obsahuje podrobný výklad zákonů
souvisejících s fyzikou a mechanikou, který je doplněn vysvětlujícími obrázky a náčrtky.
Program je koncipován jako putování od vesnice přes ostrov až na Měsíc přičemž děti
k dalšímu postupu musí uspět při řešení kvízů.
Obsahuje 24 témat z klasické fyziky slovem, obrazem i pohybem, 300 otázek z fyziky ve třech
různých úrovních obtížnosti, základní definice, pojmy, slovníček i zákony fyziky.
Programy jsou určeny pro MS Windows 98/2000/XP. Program lze spouštět z CD, nebo
instalovat na jednotlivé počítače, případně na síťový server (podrobný návod je součástí
dokumentace a technické podpory na webu programu).
Podrobnější informace http://www.dkmm.cz, www.pachner.cz
129
8.7.3 Jak věci pracují 3.0 – BSP Multimedia
Určení
Program je využitelný především na základní škole. Lze jej využít k především k výkladu,
případně k procvičení. Rozvíjí zapamatování a porozumění fyzikálním poznatkům. Program
může použít jak učitel samotný, tak i žáci při cvičení v odborné učebně vybavené počítači.
Obsah programu
Rozšířené a upravené vydání s průvodci Davidem Macaulayem a Chlupáčem mamutem
umožní prozkoumat více než 150 strojů, přístrojů a vynálezů od roku 7000 před naším
letopočtem až do dnešní doby. Kromě významných vynálezů z minulosti se v digitální části
dozví děti o nejnovějších technologiích, o principech fungování internetu, mobilního telefonu,
bankomatu, systému GPS, kopírky, mikrovlnné trouby, digitálního fotoaparátu, televize
a dokonce i vesmírných sond.
Programy jsou určeny pro MS Windows 98/2000/XP Program lze spouštět z CD, nebo
instalovat na jednotlivé počítače, případně na síťový server (podrobný návod je součástí
dokumentace a technické podpory na webu programu).
Podrobnější informace http://www.dkmm.cz
www.pachner.cz
8.7.4 Didakta Fyzika 1, Fyzika 2 – SILCOM Multimedia
Určení
Program je určen pro 2. stupeň ZŠ, na SŠ je možno ho využít při opakování. Slouží k procvičování
znalostí při počítání příkladů s pomocí fyzikálních vzorců. Rozvíjí zapamatování a porozumění
fyzikálním poznatkům.
Program může použít jak učitel samotný, tak i žáci frontálně při cvičení v odborné učebně
vybavené počítači.
Obsah programu
Obsahová náplň titulu Fyzika 1 nabízí 21 samostatných typů úloh sloužících k procvičení
výpočtů rozmanitých fyzikálních veličin od mechanických pohybů, přes mech. práci a energii,
teplo, optiku až k elektřině. Nechybí ani vědomostní výlet do historie fyziky. V úlohách
s výpočty je žákům k dispozici kalkulačka i plocha pro poznámky a mezivýpočty.
Mechanika 1 – hustota kapaliny a pevné látky, rovnoměrný a nerovnoměrný pohyb, tlak
v kapalině, mech. práce, výkon, energie, rovnováha na páce.
Termika – teplo přijaté tělesem, tání.
130
Optika – zobrazení zrcadlem, zobrazení čočkou.
Elektřina – Ohmův zákon, el. energie, el. příkon, sériové a paralelní zapojení rezistorů.
Historie fyziky – osobnosti fyziky, objevy a vynálezy.
Obsahovou náplň titulu Fyzika 2 tvoří 18 samostatných typů úloh- např. měření objemu
a hustoty kapaliny, teploty, proudu a napětí, určování magnetických pólů a směru proudu
v cívce, skládání sil, výpočet velikosti a polohy obrazu nebo předmětu, určování nábojů
zelektrovaných těles, apod.
Měření – objemu kapaliny, síly, teploty, proudu (napětí), hustoty kapaliny.
Elektromagnetismus – Ampérovo a Lenzovo pravidlo, střídavý proud, transformátor.
Mechanika – skládání sil, třecí síla, hydraulický lis, plování těles (Archimédův zákon).
Optika – vlastnosti obrazu a předmětu při zobrazení zrcadlem / čočkou.
Elektřina – schematické značky, značky na přístrojích, zelektrování těles, reostat.
Programy jsou určeny pro MS Windows 2000 /XP /Vista / 7. Oba tituly lze instalovat do
prostředí školní sítě, a to buď pomocí automatického síťového instalátoru, nebo ručně. Pokyny
pro instalaci obsahuje dokumentace i webová stránka http://www.silcom-multimedia.cz/. Na
webových stránkách lze stáhnout demoverzi a program si vyzkoušet.
8.7.5 TS Edison 5 multimediální elektrolaboratoř – Terasoft
Určení
Program je určen pro 2. stupeň ZŠ i SŠ pro simulaci reálných situací. Rozvíjí porozumění,
aplikaci fyzikálních poznatků. Podporuje i analýzu a tvořivé uplatnění poznatků v praxi. Je
vhodný pro využití ve cvičeních z fyziky. Program může použít jak učitel samotný, tak i žáci
frontálně při cvičení v odborné učebně vybavené počítači.
Obsah programu
Program tvoří prostředí pro výuku elektrotechniky. Učitelé i žáci mohou vytvářet virtuální
elektrické obvody s využitím množství fotorealistických komponent. Vše je dostupné na
jednotlivých policích multimediální laboratoře. Uživatel si zvolí a přetáhne součástky na plochu
nebo je umístí přímo do rozvodného panelu se skrytými spoji. Součástky lze propojit dohromady
pomocí myši. Obvod lze testovat, upravovat a případně řešit problémy pomocí virtuálních
přístrojů. Uživatelé mají velký výběr např. z baterií, rezistorů, diod, žárovek, LED diod,
tranzistorů i logických hradel. K dispozici jsou propojovací panely a celá řada virtuálních
přístrojů (zdroje napětí a signálu, měřící přístroje, osciloskopy…). Kromě 3D modelu
automaticky připravuje schémata zapojení daného obvodu. Edison lze použít jak v jednoduchých
obvodech na základní škole (jednoduchá zapojení se žárovkami a spínači, Ohmův zákon…), tak
i na středních školách, kde je možno využít celou řadu dostupných komponent a sestavovat
složitější obvody s polovodičovými součástkami a sledovat jejich chování.
131
Operační systém: Windows 2000/XP/Vista/7 32 i 64bit Postup instalace je obsažen
v dokumentaci produktu.
Všem školám nabízí Terasoft před zakoupením možnost zapůjčení software na nezávazné
bezplatné vyzkoušení po dobu 1–2 měsíců. Vyučující, kteří používají software ve výuce
a jejich škola zakoupila školní multilicenční verzi, jsou oprávněni jej používat i na svém
domácím počítači. Podrobnější informace na www.terasoft.cz.
8.7.6 TS Newton 3 multimediální laboratoř mechaniky – Terasoft
Určení
Program je určen pro 2. stupeň ZŠ i SŠ pro výklad, procvičení i simulaci laboratorních
experimentů v mechanice. Rozvíjí porozumění, aplikaci fyzikálních poznatků. Podporuje
i analýzu a tvořivé uplatnění poznatků v praxi. Vhodný pro využití ve cvičeních z fyziky. Program
může použít jak učitel samotný, tak i frontálně při cvičení v odborné učebně vybavené počítači.
Obsah programu
Program pracuje jako interaktivní virtuální laboratoř, pokrývající téměř všechny oblasti statiky,
kinematiky a dynamiky. Aplikace zobrazuje virtuální 3D prostředí, ve kterém se tělesa
pohybují věrně podle simulovaných fyzikálních zákonů. Součástí aplikace jsou desítky
hotových virtuálních těles, z nichž je předpřipraveno více než 200 virtuálních experimentů.
Ve 3D okně lze tělesa spojovat pružinami nebo klouby, lze libovolně měnit jejich fyzikální
vlastnosti (hmotnost, pružnost, koeficient tření…) a je možno k nim také přiřadit působící síly,
či definovat rychlosti, kterými se pohybují.
Po spuštění simulace pokus začne probíhat stejně jako ve skutečné laboratoři. Tělesa se
rozpohybují po svých drahách, jejich cestu mohou doprovázet měnící se vektory sil a rychlostí.
Operační systém: Windows 2000/XP/Vista/7 32 i 64bit. Postup instalace je obsažen
v dokumentaci produktu.
Podobně jako u programu TS Edison 5 se ceny multilicencí pro školu od firmy Terasoft určují
pro každou školu samostatně podle počtu žáků, počítačů apod. I zde je možné bezplatné
vyzkoušení a použití pro domácí přípravu učitelů, viz www.terasoft.cz.
132
8.7.7 Fyzika Testy v HTML – RNDr. Vladimír Vaščák
Určení
Program je využitelný především na SŠ (pro ZŠ jsou vhodné jen některé příklady) při
procvičování a testování studentů. Rozvíjí zapamatování a porozumění fyzikálním poznatkům.
Může jej použít i student při domácí přípravě.
Obsah programu
Celkem 1 045 řešených příkladů ze všech oborů fyziky střední školy. Příklady se vybírají
z jednotlivých kapitol, které korespondují s výukou fyziky na gymnáziu.
Instalace není třeba, z www.instaluj.cz/fyzika stačí stáhnout.zip http://www.instaluj.cz/fyzika
stačí stáhnout.zip soubor a rozbalit na lokálním disku. K použití je potřeba mít nainstalovaný
FlashPlayer.
8.7.8 Elektron 5.1.0 – Pepinator.tym.cz
Určení
Program je využitelný pro výpočty na SŠ při procvičování a testování studentů. Rozvíjí
zapamatování a porozumění fyzikálním poznatkům. Může jej použít i student při domácí
přípravě.
Obsah programu
Obsahuje příklady z částí mechaniky, termiky, optiky, především z kapitol o elektrickém
proudu v látkách a střídavém proudu.
Z http://www.instaluj.cz/elektron lze stáhnout přímo instalační program, kterým se program
instaluje na lokální disk.
Pro školní využití zdarma, při nedodržení licenčních podmínek uvedených při instalaci však
jen na 30 dní. Ve výuce fyziky lze využít i celou řadu dalších digitálních materiálů, které jsou
dostupné na internetu. Jedná se o celou řadu prezentací, které vznikají v rámci tvorby
digitálních učebních materiálů v rámci nejrůznějších projektů financovaných především
evropskými fondy.
133
8.8 Výukový software v chemii
8.8.1 TS Chemie 1 Názvosloví anorganické chemie – Terasoft
Určení
Program je určen pro 2. stupeň ZŠ a SŠ. Lze jej využít k výkladu, procvičování a opakování,
případně k samostatné práci žáků Rozvíjí zapamatování a porozumění základním pojmům
anorganické chemie.
Plnohodnotně je možné program využívat nejen v počítačových učebnách, ale je velmi vhodný
i pro každodenní využití v prezentační výuce s využitím projektoru a interaktivní tabule.
Obsah programu
Výuková část žákům názorným způsobem vysvětluje zásady tvorby názvů a vzorců
chemických sloučenin. Celkem obsahuje tato část 200 interaktivních výukových obrazovek,
které jsou rozděleny do 22 kapitol. Učivo je rozděleno na 2 tematické celky – první probírá
prvky, druhý je zaměřen na sloučeniny. V části věnované prvkům se žáci naučí kromě názvů
a značek prvků také např. vyhledávat prvky v periodické tabulce, rozlišovat atomy a molekuly
nebo prvky a sloučeniny. Část věnovaná sloučeninám učí žáky psát vzorce a odvozovat názvy
ze vzorců u nejdůležitějších skupin chemických sloučenin (halogenidy, oxidy, hydroxidy,
sulfidy, bezkyslíkaté a kyslíkaté kyseliny, soli aj.). V úvodních kapitolách druhé části je
pozornost věnována důkladnému zautomatizování určení koncovky odpovídající danému
oxidačnímu číslu. Kromě výkladových obrazovek jsou zde i obrazovky s úkoly, takže žáci
mohou nejen doplňovat, přiřazovat, ale i tvořit dvojice, pracovat s modely sloučenin nebo luštit
doplňovačky. K dispozici jsou barevné modely molekul nejvýznamnějších sloučenin.
Procvičovací část vhodným způsobem doplňuje výukovou část. Žáci si zde dokonale procvičí
učivo, které si mají osvojit. Testovací část důkladně otestuje znalosti žáků. Samozřejmostí je
možnost nastavení úrovně obtížnosti. V této části žáci vzorce či názvy nevybírají
z připravených možností, ale sami je samostatně sestavují.
Programy jsou určeny pro MS Windows 98/2000/XP,Linux, Mac OS 9 a X (Apple). Postup
instalace je obsažen v dokumentaci produktu.
Podrobnější informace na www.terasoft.cz.
8.8.2 Chemie – Didacta
Určení
Program je určen žákům 2. stupně ZŠ a je vhodný k opakování, procvičování a ověřování
znalostí. Rozvíjí zapamatování a porozumění základním pojmům anorganické i organické
chemie. Nejlépe jej využijí žáci při cvičení v odborné učebně vybavené počítači.
134
Obsah programu
Ve 24 samostatných úlohách se žáci setkají s řadou cvičení, která zajímavou formou prověří
jejich chemické znalosti a dovednosti – např. stavba atomu, elektronové modely molekul,
určování prvků v periodické tabulce, tvorba chemických vzorců a rovnic, výpočty příkladů,
skládání organických sloučenin.
Tématické okruhy:
Složení látek – směsi, atomy, molekuly, ionty
Názvosloví – prvky, halogenidy, oxidy a sulfidy, kyseliny, hydroxidy, soli
Chemické děje – slučování a rozklad, reakce oxidu s vodou, neutralizace, vznik solí, redoxní
reakce
Výpočty příkladů – hmotnostní zlomek, látkové množství a molární hmotnost, molární
koncentrace, výpočty z chemických rovnic
Organické sloučeniny – uhlovodíky, deriváty uhlovodíků, reakce organických sloučenin
Programy jsou určeny pro MS Windows 2000 /XP /Vista / 7. Je možné je instalovat do
prostředí školní sítě buď pomocí automatického síťového instalátoru, nebo ručně. Pokyny pro
instalaci obsahuje dokumentace i webová stránka http://www.silcom-multimedia.cz/. Na
webových stránkách lze stáhnout demoverzi a program si vyzkoušet.
8.8.3 Chemie I,II Zebra (distribuce Pachner)
Určení
Program je určen žákům 2. stupně ZŠ a nižších ročníků SŠ a je použitelný ve fázi výkladu,
procvičování i ověřování znalostí. Rozvíjí zapamatování a porozumění základním chemickým
pojmům.
Obsah programu
Chemie I obsahuje anorganickou chemii pokrývající látku základních a nižších ročníků
středních škol. Chemie II. je zaměřena na organickou chemii. V obou titulech je prezentováno
učivo pomocí textů, ilustrací, zvukového výkladu, animací a testů pro ověření získaných
znalostí.
Programy jsou určeny pro Windows 98/2000/XP/Vista/7 32bit.. Bližší informace o programech
lze najít na http://pachner.inshop.cz/inshop/chemie/.
135
8.8.4 Celá animovaná chemie – IQ + Information,s.r.o.
Určení
Program je využitelný na ZŠ i SŠ především při výkladu učitele. Rozvíjí zapamatování
a porozumění základním chemickým pojmům. Může jej použít i student při domácím
opakování.
Obsah programu
Nabízí následující témata:
prvek, sloučeniny a jejich stavba, periodická tabulka prvků, chemické vzorce a názvosloví,
skupenství a skupenské změny, ionty chemická reakce, chemická vazba směsi, roztoky, filtrace,
destilace, krystalizace, extrakce kyseliny, zásady, soli bílkoviny, aminokyseliny, nukleové
kyseliny, polymery aldehydy, tuky, alkoholy, fenoly, ethery, sacharidy
Programy jsou určeny pro MS Windows 98/2000/XP/Vista/7. Spouští se přímo z CD ROM,
dokumentace obsažena na disku.
8.8.5 Chemie a životní prostředí – Ekologické centrum Most
Určení
Program je určen pro 2. stupeň ZŠ i SŠ. Slouží k výkladu i procvičování. Rozvíjí zapamatování
a porozumění základním vztahům chemické výroby a ochrany životního prostředí.
Obsah programu
Cílem programu je přiblížit chemický průmysl v netradičním úhlu pohledu, rozšířit povědomí
o procesech v oblasti chemické výroby a jejich vlivu na životní prostředí.
Je zpracován ve formě prezentací s řadou animací a krátkých videosekvencí na téma: vznik
chemie, chemie kolem nás, výrobní procesy, značení chemických látek, výchozí surovina –
ropa, výrobky a jejich použití, péče o životní prostředí, staré ekologické zátěže, co můžete
slyšet, vidět, cítit v okolí "chemičky", zajímavosti v areálu "chemičky".
Programy je určeny pro MS Windows XP/Vista/7. Program lze spouštět z CD, instalovat lze
na jednotlivé počítače.
136
8.9 Výukový software v biologii
8.9.1 TS Botanika 1,2 – Terasoft
Určení
Program je určen pro výuku přírodopisu na 2. stupni ZŠ a biologie na SŠ a lze jej využít
k výkladu, procvičování i opakování, případně k samostatné práci žáků. Rozvíjí zapamatování
a porozumění základním pojmům z botaniky. Plnohodnotně je možné program využívat nejen
v počítačových učebnách, ale je velmi vhodný i pro každodenní využití v prezentační výuce
s využitím projektoru a interaktivní tabule.
Obsah jednotlivých programů
TS Botanika 1 – vybrané čeledi dvouděložných rostlin
Výuková část obsahuje 606 interaktivních obrazovek, které jsou rozděleny do 12 kapitol
probírajících nejvýznamnější čeledi dvouděložných rostlin. Všechny obecné pojmy jsou
názorně vysvětlovány na realisticky ztvárněných nákresech.
Procvičovací část obsahuje ve 12 kapitolách 336 obrazovek s úkoly.
TS Botanika 2 – dvouděložné byliny, keře a stromy
Výuková část obsahuje 668 interaktivních výukových obrazovek, které jsou rozděleny do 14
kapitol, v nichž se postupně probírají dvouděložné byliny, keře a stromy. V programu jsou
zařazeny i kapitoly tematicky zaměřené na hospodářsky významné rostliny a na nejznámější
cizokrajné rostliny. Samostatné kapitoly jsou věnovány léčivým a jedovatým rostlinám.
Procvičovací část obsahuje ve 14 kapitolách 396 obrazovek s úkoly.
8.9.2 TS Biologie – Tajemný svět hmyzu – Terasoft
Určení
Program je určen pro výuku přírodopisu na 2. stupni ZŠ a biologie na SŠ. Lze jej využít
k výkladu, procvičování i opakování, případně k samostatné práci žáků. Rozvíjí zapamatování
a porozumění pojmům z biologie hmyzu. Plnohodnotně je možné program využívat nejen
v počítačových učebnách, ale je velmi vhodný i pro každodenní využití v prezentační výuce
s využitím projektoru a interaktivní tabule.
137
Obsah programu
Obsah lze rozčlenit do pěti samostatných částí. Uspořádání poznatků bere ohled na
systematické členění a vzájemné vývojové vztahy, zohledněno je vždy i přirozené životní
prostředí jednotlivých druhů. Úvodní část se zabývá základními charakteristikami třídy hmyzu
s důrazem na seznámení s vnější a vnitřní stavbou těla a možnými způsoby vývinu. Další
kapitola je věnována hmyzu s proměnou nedokonalou, následující tři kapitoly části hmyzu
s proměnou dokonalou. Z ní byly vyčleněny další dvě samostatné skupiny, a to brouci a motýli.
Do programu bylo začleněno více než 150 živočichů. Vybráni byli ti představitelé, kteří jsou
nejčastěji uváděni v učebnicích nebo se kterými se lze v přírodě nejčastěji setkat. Nechybí ani
ti zástupci, kteří jsou nějakým způsobem zajímaví.
Samostatnou část tvoří 26 poznávacích obrazových tabulí. Kromě přiřazování správných názvů
jednotlivým zástupcům hmyzu jsou určeny i k procvičení částí těla hmyzu, jednotlivých typů
končetin nebo ústních ústrojí.
8.9.3 Kostra ze všech stran – BSP Multimedia
Určení
Program je využitelný především na SŠ. Lze jej využít k výkladu i procvičení. Rozvíjí
zapamatování a porozumění poznatkům biologie člověka. Vhodný je i pro využití ve cvičeních
z biologie. Program může použít jak učitel samotný, tak i žáci při cvičení v odborné učebně
vybavené počítači.
Obsah programu
Program slouží jako interaktivní 3D atlas lidské kostry a současně jako elektronická učebnice
biologie. Uživatel tohoto programu má možnost si kostrou a jejími částmi otáčet všemi směry
a sledovat tak například funkce kloubů a jejich postavení. Všechny snímky byly pořízeny na
základě řezů skutečnou kostrou, program je tedy atlasem lidské kostry v pohybu a ze všech
směrů.
Komplexní rejstřík umožňuje vyhledávání nejen podle české odborné terminologie, ale přináší
i latinské odborné výrazy. Je tedy vhodným doplňkem pro studenty gymnázia, zdravotní školy
či pro ty, kteří se připravují na přijímací zkoušky. Je však i vhodnou pomůckou pro učitele
lidské biologie. Doplňující textové informace pak přinášejí základní údaje o příslušné kosterní
oblasti a jejím významu.
138
Programy jsou určeny pro MS Windows 98/2000/XP
Program lze spouštět z CD, nebo instalovat na jednotlivé počítače, případně na síťový server
(podrobný návod je součástí dokumentace a technické podpory na webu programu).
8.9.4 Lidské tělo 2.0 – BSP Multimedia
Určení
Program je využitelný na ZŠ i SŠ. Lze jej využít k výkladu i procvičení. Rozvíjí zapamatování
a porozumění poznatkům biologie člověka. Vhodný je i pro využití ve cvičeních z biologie.
Program může použít jak učitel samotný, tak i žáci při cvičení v odborné učebně vybavené počítači.
Obsah proramu
Program přináší nové pohledy na lidské tělo, animace a trojrozměrné modely. Na rentgenových
snímcích lze sledovat tělo tak, jak to dělá lékař.
V kvizu si může žák své vědomosti ověřit a na internetové stránce své znalosti dále prohloubit.
Na každé obrazovce je přesná anatomická ilustrace a jasný přehledný text s celou řadou odkazů
na přidružená témata. Trojrozměrné snímkování umožňuje zvětšovat jednotlivé lidské části
těla a otáčet lidskou kostrou o 360°. Pomocí zobrazovacího zařízení lze nahlížet i do vnitřních
struktur těla.
Programy jsou určeny pro MS Windows 98/2000/XP
Program lze spouštět z CD, nebo instalovat na jednotlivé počítače, případně na síťový server
(podrobný návod je součástí dokumentace a technické podpory na webu programu).
8.9.5 Mikrobiologie, Mykologie, Protozoologie komplet pro ZŠ a SŠ – Pachner
Určení
Program je určen žákům 2. stupně ZŠ a SŠ. Je použitelný ve fázi výkladu, procvičování
i ověřování znalostí. Rozvíjí zapamatování a porozumění poznatkům těchto partií biologie.
139
Obsah programů
Obsah výukových listů všech tří programů je zpracován rozdílně pro ZŠ a SŠ. Všechny se
soustřeďují hlavně na výukovou a testovací část a jsou doplněny dalšími zajímavými
informacemi.
Program BUŇKY, VIRY, BAKTERIE se zaměřuje na mikrobiologii.
Pro 6. ročník ZŠ a 1. ročník SŠ je kladen důraz na úvod do oblasti mikrobiologie, pro 8. ročník
ZŠ a 3. ročník SŠ je kladen důraz na vztah mikrobiologie k člověku a jeho onemocněním.
Dále nabídne 350 obrázků, 302 kontrolních otázek, 12 návodů na pokusy, 60 zajímavostí, 219
pojmů a jejich významů.
Program HOUBY, PLÍSNĚ, LIŠEJNÍKY představuje mykologii. Zahrnuje 252 kontrolních
otázek na procvičení učiva s nabídkou 4 odpovědí a jedním správným řešením. Návody na
přípravu a zpracování pokusů. 293 pojmů a jejich významů.
Program PRVOCI V NOVÉM POJETÍ objasní protozoologii. Zahrnuje 276 kontrolních otázek
na procvičení učiva, dále návody na přípravu a zpracování pokusů, 251 pojmů a jejich
významů.
lze najít na http://pachner.inshop.cz/inshop/prirodoveda/.
8.9.6 Vegetace České republiky komplet pro ZŠ a SŠ – Pachner
Určení
Program je určen žákům 2. stupně ZŠ a SŠ. Použitelný ve fázi výkladu, procvičování
i ověřování znalostí. Rozvíjí zapamatování a porozumění základním poznatkům této části
biologie.
Obsah programů
Program Lesy seznamuje s hlavními typy lesních společenstev v ČR: mokřadními olšinami,
lužními lesy, dubohabřinami, suťovými lesy, bučinami na živinami chudých a bohatých
podkladech, doubravami kyselými a teplomilnými, bory, smrčinami a rašelinnými lesy.
U každého typu jsou záběry společenstev a druhů obsažených v jednotlivých patrech. Jsou
u nich české i latinské názvy, morfologická nebo ekologická poznámka i mapy rozšíření.
Rostliny jsou na fotografiích zachyceny v různých fázích vývoje. Program má dvě odborné
úrovně, základní a podrobnou.
Program Louky seznamuje s hlavními typy lučních společenstev od nížin až do hor. Uvedena
je charakteristika, složení, rozšíření, ekologie i ohrožení luk. Rozebrány jsou mezofilní louky,
pastviny a bylinné lesní lemy nížin až hor, trávníky smilkové i suché, včetně písčin, mělkých
půd, slaniskové trávníky a vegetace efemér a sukulentů, vlhké louky i lada. Program má dvě
odborné úrovně a měl by motivovat žáky i učitele k poznávacím vycházkám do přírody.
140
lze najít na http://pachner.inshop.cz/inshop/prirodoveda/.
8.9.7 Biologie Holubec
Určení
Program je určen pro 2. stupeň ZŠ i SŠ. Slouží k procvičování a ověřování znalostí. Rozvíjí
zapamatování a porozumění základním poznatkům biologie.
Obsah programu
Program Biologie obsahuje 450 do 23 skupin přehledně rozčleněných zástupců rostlin
a živočichů. Žák se naučí jednotlivé zástupce rozpoznávat a pojmenovávat. Různé režimy
programu Biologie umožňují prohlížení obrázků, zkoušení a procvičování, během kterého se
častěji opakují pojmy, v nichž žák chybuje. Žák buď na základě názvu vyhledává požadovanou
rostlinu nebo živočicha nebo naopak k zobrazenému obrázku hledá odpovídající název.
Zpracovaná témata:
Tvary listů, typy květenství, typy plodů, nižší rostliny, mechorosty a kapraďorosty, rostliny
nahosemenné, houby a lišejníky, vzhled stromů. Prvoci, prvoústí schizocoelní, prvoústí
coelomoví, členovci, vzdušnicovci, paryby a ryby, obojživelníci, plazi, ptáci, primáti, hlodavci,
šelmy, kopytníci, kytovci.
Programy jsou určeny pro MS Windows 98,2000,XP/Vista/7
Program lze spouštět z CD, instalovat lze na jednotlivé počítače i v síťové verzi, popis instalace
obsažen v dokumentaci programu i na webu tvůrce http://www.holubec.cz/biologie/
8.10 Výukový software v geografii
8.10.1 TS Zeměpis – Terasoft
Určení
Program je určen pro výuku 2. stupně ZŠ i SŠ. Lze jej využít k procvičování a opakování.
Rozvíjí zapamatování, porozumění zeměpisným poznatkům. Program je možné využívat nejen
v počítačových učebnách, ale i s využitím projektoru a interaktivní tabule.
Obsah programu
Program je určen k procvičování orientace na mapách Afriky, Ameriky, Asie a Evropy.
Jednotlivé světadíly jsou procvičovány nejen jako celek, ale také rozdělené do jednotlivých
částí. To umožňuje zobrazení i menších objektů, které na mapě celého světadílu nemohou být
141
zobrazeny. Na jednotlivých mapách jsou procvičovány odděleně: státy, hlavní města, důležitá
města a přírodní útvary jako např. moře, řeky, pohoří, nížiny. Počet objektů, které jsou na
mapách zobrazeny, je poměrně rozsáhlý. Díky tomu je možno program použít i k výuce na
úrovni střední školy. Program umožňuje zvolit si pouze ty objekty (státy, města, přírodní
útvary), jejichž znalost je požadována.
Program je určeny pro MS Windows 98/2000/XP Postup instalace je obsažen v dokumentaci
produktu.
8.10.2 Zeměpisná cvičení – Česká republika, Evropa – Pachner
Určení
Program je určen žákům ZŠ i SŠ a je použitelný ve fázi procvičování i ověřování znalostí.
Rozvíjí zapamatování, porozumění zeměpisným poznatkům. Nejlépe jej využijí žáci při cvičení
v odborné učebně vybavené počítači, lze použít i s využitím projektoru a interaktivní tabule.
Obsah programů
Sada obsahuje dva programy. Program Zeměpisná cvičení – Česká republika je určen
k rozšíření zeměpisných znalostí o České republice. Důraz je kladen na práci s mapou. Program
je rozdělen je na 13 částí:
Města a okresy – Info, Vodstvo – Info, Hrady a zámky – Info, Křížovky, Pohlednice, Kraje
České republiky, Krajská města, Skládání názvů, Spojovačka, ČR v číslech, Hledání, Určování
a Hledáme na mapě.
Program Zeměpisná cvičení – Evropa je určen k rozšíření zeměpisných znalostí o Evropě.
Důraz je kladen na práci s mapou. Program je rozdělen je na 11 částí: Puzzle Evropa, Vlajky
států Evropy, Znaky států Evropy, Hledání, Určování, Křížovky, Hledáme objekty, Skládání
názvů, Pohlednice, Spojovačka a Poznávačka.
Programy jsou určeny pro Windows 98/2000/XP/Vista/7 32bit i 64bit. Bližší informace
o programech lze najít na http://pachner.inshop.cz/inshop/zemepis-astronomie.
8.10.3 Hospodářský a politický zeměpis světa – Pachner
Určení
Rozvíjí zapamatování, porozumění poznatkům uvedených částí geografie. Nejlépe jej využijí
žáci při cvičení v odborné učebně vybavené počítači, lze použít i s využitím projektoru
a interaktivní tabule.
142
Obsah programu
CD obsahuje sadu 37 pracovních listů, které jsou určeny pro učitele jako pomůcka aktivní
výuky v hodinách zeměpisu. Ke každému okruhu učiva zeměpisu je připraven příslušný
pracovní list, který obsahuje prázdná místa. Úkolem žáka je listy na základě učitelova výkladu,
učebnice, atlasu či požadavku správně vyplnit. Student se tímto způsobem pod dohledem svého
učitele podílí na vytvoření učebnice, čímž se výuka stává mnohem efektivnější a naučené
znalosti získávají znatelně dlouhodobější charakter.
Programy jsou určeny pro Windows 98/2000/XP/Vista/7 32bit i 64bit.. Bližší informace
o programech lze najít na http://pachner.inshop.cz/inshop/zemepis-astronomie.
8.10.4 Zeměpis ČR, Evropa, Svět – Holubec
Určení
Rozvíjí zapamatování, porozumění zeměpisným poznatkům. Nejlépe jej využijí žáci při
cvičení v odborné učebně vybavené počítači, lze použít i s využitím projektoru a interaktivní
tabule.
Obsah programu
Program pokrývá celý regionální zeměpis vyučovaný na základních a středních školách.
Program je rozdělen na tři části: Svět, Evropa a ČR. Podrobnost zpracování jednotlivých částí
světa kopíruje hloubku, s jakou jsou jednotlivé země na školách probírány. Nejmenší pozornost
je věnována cizím světadílům, větší pozornost patří Evropě a největší potom České republice.
Program je uzpůsoben pro zkoušení a rozšiřování znalostí. V části ČR obsahuje: města, řeky,
hraniční přechody, geomorfologické celky a podrobné prozkoušení místopisu regionů. Území
ČR je v programu rozděleno na regiony podle současného dělení na kraje.
Evropa: místopis jednotlivých států (města, řeky, jezera, pohoří, nížiny a další zajímavosti).
Svět: Po zvolení světadílu můžete pracovat jak s prvky fyzické geografie (města, vodstvo,…
), tak socioekonomické geografie (vlajky,..). Program uživateli zadává pojmy a úkolem
uživatele je na slepé mapě kliknout do místa, které danému pojmu odpovídá. V jiném režimu
program zvýrazní místo na mapě a úkolem uživatele je dané místo pojmenovat výběrem jedné
z nabízených možností.
Kromě map program obsahuje řadu zeměpisných testů, křížovek a úkolů – např. spojování
států s měnami, úředními jazyky, převažujícím náboženským vyznáním.
Obtížnost otázek je odstupňována do tří úrovní: základní škola, střední škola, pro nadšence.
Úroveň pro nadšence se setkává s nadšením především v řadách středoškoláků připravujících
se na studium geografie na VŠ.
143
Programy jsou určeny pro Windows 98/2000/XP/Vista/7 32bit i 64bit. Program lze spouštět
přímo z CD, lze nainstalovat i do prostředí školní sítě. Bližší informace o programu lze najít
na http://zemepis.holubec.cz/.
Shrnutí kapitoly
Pro výuku matematiky je možné využít programy různého charakteru. Z hlediska naplnění
výukových cílů lze vybírat od programů rozvíjejících zapamatování a porozumění (např.
produkty Terasoft, Didacta) až po programy umožňujícími analýzu a tvořivé uplatnění znalostí
při řešení praktických úloh (Cabri geometrie, GeoGebra). Pro výuku přírodovědných předmětů
existuje velké množství různě kvalitních programů.
Z hlediska pořízení je možno použít placených programů i programů volně dostupných.
Placené licence lze použít výhodně formou školních multilicencí.
Výukové programy lze doplnit využitím materiálů dostupných na webových stránkách pro
podporu výuky matematiky.
1. Vyzkoušejte nainstalovat zkušební verzi vybraného programu, zamyslete se nad možným
využitím daného programu v hodinách matematiky.
2. Ve spolupráci se správcem školní sítě zjistěte možnosti síťové instalace a provozu
vybraného programu ve vaší školní síti.
3. Zjistěte, zda vaše škola využívá školní multilicence některého z uvedených programů a za
jakých podmínek.
4. Pomocí zkušební verze vybraného programu pro výuku geometrie dynamickými
prostředky připravte reálnou hodinu do výuky konkrétního tématu (máte-li možnost,
využijte interaktivní prostředky výuky).
5. Vyzkoušejte webové stránky uvedené za kapitolou a zamyslete se nad možnostmi jejich
využití ve Vaší výuce.
Úkoly k textu
1. Z návrhu aktivizujících metod a forem vyberte nejvhodnější pro váš přírodovědný předmět.
1. Jaký vztah zaujímá výukový program ke kurikulu?
2. Jak lze zapojit výukový program do výuky?
3. Jaké funkce mohou výukové programy ve výuce vykonávat?
144
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 http://www.nuv.cz/ae/evaluacni-nastroje, kde jsou uvedeny
základní informace a po přihlášení lze přejít na portál „Evaluační nástroje“.
– DUŠIL, Jiří. Výukové programy a jejich využití na školách: diplomová práce. Brno:
Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra technické a informační výchovy,
2008.
– GAGNE, R., BRIGGS, L., WGER, W. (1992). Principles of Instructional Design (4th Ed.).
Fort Worth: HBJ College Publishers.
– PRŮCHA, J., MAREŠ, J., WALTEROVÁ, E. Pedagogický slovník. 3. vydání. Praha: Portál,
2001.
– SIKOROVÁ, Z. Výběr a užívání učebnic na základních a středních školách. Ostrava:
Pedagogická fakulta OU, 2010.
145
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 a 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.
V neposlední řadě obsahuje text nástin teorie vzdělávacích objektů a vzdělávacích programů
jako fenoménu, který čím dál tím více ovlivňuje edukaci žáka, a soudobá pedagogika se s touto
skutečností musí vyrovnat na úrovni teorie i praxe.
Autoři
146
147

1 Změny ve vzdělávání v rámci poslední školské reformy

Transkript

Podobné dokumenty

Pedagogická praxe - Ostravská univerzita

Dopady klimatických změn na arktickou faunu

Originální text - WRACK

Encyklopedie PŘÍRODY

Encyklopedie VESMÍRU Encyklopedie VESMÍRU

Profesionál - Brno Grand Prix Revival

Untitled - Techsta.cz