Mgr. Linda Šťastná. Gymnázium Ústí nad Labem (fyzika a chemie)

Transkript

1 Mgr. Linda Šťastná Gymnázium Ústí nad Labem (fyzika a chemie) Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy v Praze (Vzdělávání v chemii) DIAGNOSTIKA PREKONCEPTŮ VYBRANÝCH SPOLEČNÝCH POJMŮ MEZI CHEMIÍ A FYZIKOU NA ZÁKLADNÍ ŠKOLE

2 OBSAH PREZENTACE 1. Výuka chemie a fyziky v ČR a ve vybraných zemích Evropy 2. Mezipředmětové vztahy 3. Prekoncepty žákovská pojetí 4. Popis provedení a vyhodnocení výzkumu 5. Výsledky a jejich diskuse 6. Koncepce předmětu integrujícího fyziku a chemii 5. Závěr

3 VÝUKA CHEMIE A FYZIKY V ČR 6. ZÁKLADNÍ ŠKOLA OBECNÁ ŠKOLA NÁRODNÍ ŠKOLA Fy CH Př Fy CH Př Fy Př CH možnosti z tzv. nadstavbové části

4 VÝUKA CHEMIE A FYZIKY VE VYBRANÝCH ZEMÍCH EVROPY

5 STÁT PŘEDMĚT Počet ročníků, ve kterých je předmět vyučován a týdenní hodinová dotace Fyzika Chemie Česko F CH Dánsko F CH Estonsko F CH Finsko F CH Kypr F CH Lucembursko F CH x x Polsko F-A* CH Slovensko F CH Švédsko F CH 800 hodin ** 800 hodin ** Francie F + CH x Itálie F+CH+PŘ+M Malta F + CH + PŘ Portugalsko F + CH x Rakousko F + CH Španělsko F + CH x

6 MEZIPŘEDMĚTOVÉ VZTAHY Pojmy společné pro fyziku a chemii atom, stavba atomu, ionty, molekuly, protonové číslo, látka, hmotnost, látkové množství, rychlost, chemický prvek, periodická soustava prvků, chemické značky, chemické názvosloví, práce s tabulkami, chemické rovnice, prvky (uhlík, kyslík, dusík, vodík.), sloučeniny a směsi (voda, vzduch), vlastnosti látek, elektrochemie, elektrolýza, vedení elektrického proudu v kapalinách, galvanický článek, akumulátor, roztoky, difúze, názvy skleněných nádob, hustota, teplota varu, teplota tání, tání, skupenství, změny skupenství, polovodiče, teplo, energie, zákon zachování energie, zdroje energie, obnovitelné zdroje energie, radioaktivita, jaderné reakce, jaderné palivo...

7 PREKONCEPTY ŽÁKOVSKÁ POJETÍ Prekonceptem se rozumí žákova prvotní představa o určitém pojmu, která je tvořena dosavadními žákovými informacemi a individuálními zkušenostmi, které žáci získali zrůzných školních a mimoškolních zdrojů.

8 VÝZKUMNÉ METODY A NÁSTROJE Obsahová analýza žákovských textů Dotazník Didaktický test Afektivní škály Pojmové mapy Kresby

9 POPIS VÝZKUMNÉHO VZORKU 1/ ZŠ Elišky Krásnohorské, Elišky Krásnohorské 4, Ústí nad Labem - Skřivánek 2/ ZŠ Mírová, Mírová 4, Ústí nad Labem - Severní Terasa 3/ ZŠ Rabasova, Rabasova 3, Ústí nad Labem - Dobětice 4/ ZŠ Skřivánek, SNP 6, Ústí nad Labem - Skřivánek 5/ ZŠ Stříbrnická, Stříbrnická 4, Ústí nad Labem Stříbrníky

10

11 Počet žáků ŽÁKOVSKÉ TEXTY, DOTAZNÍK, TEST, AFEKTIVNÍ ŠKÁLY Ročník VODA VZDUCH SKUPENSTVÍ ATOM GALVANICKÝ ČLÁNEK

12 POJMOVÉ MAPY Ročník VODA VZDUCH SKUPENSTVÍ ATOM GALVANICKÝ ČLÁNEK

13 KRESBY Ročník VODA VZDUCH SKUPENSTVÍ ATOM GALVANICKÝ ČLÁNEK

14 VÝSLEDKY DIAGNOSTIKY PREKONCEPTŮ A JEJICH DISKUSE Voda - Obsahová analýza žákovských textů, Dotazník, Didaktický test, Afektivní škály, Pojmové mapy, Kresby Vzduch - Obsahová analýza žákovských textů, Dotazník, Didaktický test, Afektivní škály, Pojmové mapy, Kresby Skupenství - Obsahová analýza žákovských textů, Dotazník, Didaktický test, Afektivní škály, Pojmové mapy, Kresby Atom - Obsahová analýza žákovských textů, Dotazník, Didaktický test, Afektivní škály, Pojmové mapy, Kresby Galvanický článek - Obsahová analýza žákovských textů, Dotazník, Didaktický test, Afektivní škály, Pojmové mapy, Kresby

15 VODA

16 OBSAHOVÁ ANALÝZA ŽÁKOVSKÝCH TEXTŮ Pátý ročník * Vlastnosti voda může zmrznout, mění se na páru, je tekutá, mokrá, neživá (nedýchá a nepřijímá potravu), je průhledná, teče, prší, sněží, má různá skupenství, voda se při 100 C mění na páru, voda se při 0 C mění na led, když je led tak na povrchu vody je 0 C a na dně jsou 4 C. * Použití používá jí každý člověk, myje se v ní nádobí, dělají se z ní nápoje, pere se v ní, čistíme si s ní zuby, popohání mlýnská kola, vaří se s ní, koupeme se v ní. * Ekologie záplavy, vody mohou být znečištěné, voda v českých rybnících je velice znečištěna.

17 * Voda jako podmínka života bez vody nemohli žít lidé, ani zvířata, je nezbytnou podmínkou pro živé organismy, žijí v ní různé organismy (rostliny i živočichové), ve vodě se zrodil život, člověk nemůže ve vodě žít (protože nemá žábry), bez ní by neexistoval život, bez ní bychom umřeli * Druhy vod voda slaná, sladká, pitná, nepitná, užitková, podzemní, minerální, léčivá, železitá. * Výskyt voda se vyskytuje v mořích, řekách, oceánech, rybnících, potocích, ledovcích, přehradách, loužích, vodopádech, vody je 2/3 zemského povrchu. * Složení vody chemický vzorec H 2 O, voda se skládá z vodíku a kyslíku. * Ostatní německy se řekne der Wasser, je rodu ženského, voda je živel, pokud je na planetě voda, říká se, že je na ní život, vznikla přírodou, je to podstatné jméno.

18 Sedmý ročník * Vlastnosti je tekutá, kapalná, snadno dělitelná, málo stlačitelná, má vodorovnou hladinu, dá se přelévat, dokáže měnit skupenství, zaujme tvar nádoby, čistá voda je průhledná, je bez barvy, má různou příchuť, při 100 C se dostává do varu, dá se obarvit, vodu můžeme destilovat, působí na ní gravitační síla (takže nelítá), lze jí vzít do ruky. * Použití používá se v hydraulice, k přípravě nápojů, využívá se k výrobě elektřiny, pití, mytí, koupání, vaření, potřebná k pokusům.

19 Devátý ročník Destilovaná voda se používá do autobaterií a žehliček, naše tělo obsahuje 75% vody, krystalová voda (Na 2 CO 3.10 H 2 O), destilovaná voda nevodí elektrický proud, hustota = 998 kg/m 3 (největší je při 4 C), tepelná kapacita 4,8 kj/kg. C, při zmrznutí zvětšuje svůj objem, měkká a tvrdá voda, voda způsobuje rezavění a usazování vodního kamene, obnovitelný zdroj energie, potřebná k fotosyntéze, voda se z planety neztratí (pokud jí neodvezeme lodí do vesmíru).

20 VODA GRUPA 5. ročník 7. ročník 9. ročník A - vlastnosti B - voda jako podmínka života C výskyt D - druhy vod E použití F ekologie G složení H koloběh vody I ostatní Σ ročník 7. ročník 9. ročník četnost prvků A B C D E F G H I název grupy

21 POJMOVÉ MAPY - 5. ročník

22 POJMOVÉ MAPY - 7. ročník

23 POJMOVÉ MAPY - 9. ročník

24 KRESBY - 5. ročník

25 KRESBY - 9. ročník

26 VZDUCH

27 DOTAZNÍK A ve škole B doma C od kamaráda D z knížky E z časopisu F z televize G z rádia H z počítače (internet) I jiná možnost J nevzpomínám si K tento pojem neznám počet odpovědí Kde a od koho jsi poprvé slyšel / la pojem "VZDUCH"? Jak jsi se o tomto pojmu dozvěděl / la? ročník 7. ročník 9. ročník A B C D E F G H I J K typ odpovědi Ve skupině jiná možnost se vyskytly tyto odpovědi: Maminky jsem se zeptal, jak dýcháme a mamčami řekla, že kdybychom neměli vzduch, tak by jsme nedýchali. A ostatní mi vysvětlila babička., už od narození vím, že dýcháme vzduch, sám, vždyť ho dýchám.

28 POJMOVÉ MAPY - 5. ročník

29 KRESBY -7. ročník

30 SKUPENSTVÍ

31 POJMOVÉ MAPY - 9. ročník

32 KRESBY - 9. ročník

33 ATOM

34 DIDAKTICKÝ TEST - 7. ročník úkol: Nakresli model atomu uhlíku (nápověda: uhlík má protonové číslo 6, je šestým prvkem v periodické soustavě prvků).

35 AFEKTIVNÍ ŠKÁLY Aritmetické průměry hodnot afektivní dimenze pro jednotlivé ročníky - pojem ATOM aritmetický průměr 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1, ročník

36 KRESBY - 7. ročník

37 KRESBY - 9. ročník

38 KRESBY - 9. ročník

39 GALVANICKÝ ČLÁNEK

40 DOTAZNÍK - 5. ročník

41 DIDAKTICKÝ TEST - 5. ročník úkol: Žárovka se rozsvítí při napětí 9V. Kolik tužkových baterií budeme potřebovat zapojit do obvodu, aby se žárovka rozsvítila? Jedna tužková baterie poskytuje napětí 1,5V.

42 KRESBY - 7. ročník

43 ZÁVĚR dětská pojetí je možné diagnostikovat pomocí rozličných metod a nástrojů, dětská pojetí pojmů ovlivňují různé mimoškolní vlivy, nejvíce se ovšem na dětských pojetí diagnostikovaných pojmů podílí školní výuka (hlavně u pojmů atom a galvanický článek), u řady prekonceptů nelze postihnout jejich původ (voda, vzduch), u některých je původ jednoznačný (galvanický článek výuka chemie a fyziky),

44 žáci žáci mají v současné době rozsáhlé možnosti pro vyhledávání informací (internet, multimediální technika), ovšem nejvíce informací se jim stále dostává v rámci výuky, mimoškolní vlivy se mohou stát významných zdrojem miskoncepcí, cílená školní výuka nevěnuje dostatečnou pozornost vytváření vazeb nových poznatků s již existujícími znalostmi žáků, jak se ukazovalo na žáky vytvořených pojmových mapách, při diagnostice se prokázalo malé sepjetí školních poznatků sběžným denním životem žáků,

45 žáci se s některými pojmy v explicitně formulované podobě vběžném denním životě příliš nesetkávají, neví co je daným pojmem označováno, přestože s konkrétním jevem či předmětem mají individuální zkušenost (skupenství, galvanický článek), dětská pojetí lze využít nejen během tradiční výuky, ale i v rámci projektového vyučování, heuristické metody výuky, techniky brainstormingu či brainwritingu atd., co se týká výuky fyziky a chemie, ukazuje se z různých hledisek, že je výhodné oba předměty integrovat - učitelům to umožní Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání.

46 Rámcové osnovy integrovaného předmětu Fyzika a chemie ROČNÍK TEMATICKÝ CELEK Fyzika a chemie je všude kolem nás! Vlastnosti látek a jejich částicové složení z čeho jsou předměty kolem nás? Učíme se měřit - měření fyzikálních veličin, práce v laboratoři. Tepelné jevy. Směsi. Poznáváme sílu a její účinky. Zkoumáme pohyb. Chemické prvky, sloučeniny a PSP. Luštíme chemické písmo - anorganické názvosloví. Chemické reakce - jak se látky přeměňují? Voda a vzduch. Mechanické vlastnosti kapalin a plynů. Dvouprvkové sloučeniny. Kyseliny a hydroxidy. Soli. Světelné jevy. Zvukové jevy. Z čeho získáváme energii, energie a její přeměny. 9. Uhlovodíky nejpočetnější látky v přírodě. Deriváty uhlovodíků. Elektrické a magnetické jevy. Elektřina a chemická reakce - redoxní reakce. Významné látky v organismech. Země a vesmír. Fyzika, chemie a společnost.

47 KONEC