NÁMĚTY PRO ROZVOJ TECHNICKÉHO MYŠLENÍ A TVOŘENÍ S DĚTMI VERONIKA ŠVRČINOVÁ VÁCLAV TVARŮŽKA

NÁMĚTY PRO ROZVOJ TECHNICKÉHO MYŠLENÍ A TVOŘENÍ S DĚTMI VERONIKA ŠVRČINOVÁ VÁCLAV TVARŮŽKA

NÁMĚTY PRO ROZVOJ TECHNICKÉHO MYŠLENÍ A TVOŘENÍ S DĚTMI VERONIKA ŠVRČINOVÁ VÁCLAV TVARŮŽKA ČÍSLO OPERAČNÍHO PROGRAMU: CZ.1.07 NÁZEV OPERAČNÍHO PROGRAMU: VZDĚLÁVÁNÍ PRO KONKURENCESCHOPNOST OPATŘENÍ: 7.1 ČÍSLO OBLASTI PODPORY: 7.1.3 DÍLNA TECHNIKY VE SVĚTĚ DĚTÍ ZÁŽITKOVÉ TVŮRČÍ DÍLNY V ROZVOJI TECHNICKÉHO MYŠLENÍ UČITELŮ A DĚTÍ V MATEŘSKÉ ŠKOLE REG. Č. CZ.1.07/1.3.00/48.0011 OSTRAVA 2014

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Recenzent: Ing. Martina Pavlorková Mgr. Švrčinová Veronika, 2014 Mgr. Tvarůžka Václav, Ph. D., 2014 Ostravská univerzita v Ostravě, Pedagogická fakulta

Obsah 1 Technické myšlení v mateřské školce, aneb Proč je slunko zlaté?... 4 2. K čemu jsou vlastně komíny?... 4 3. Proč balón letí, když v něm nic není?... 5 4 Suchý papír na dně mořském?... 5 5 Teplo a pohyb... 6 6. Provazochodec (výrobek)... 7 7 Experimenty s ledem... 8 8. Kaleidoskop... 8 9 Vzduch je taky kapalina - přelévání vzduchu pod vodou... 9 10 Proč letadlo letí?... 9 11 Jak se tvoří kreslená pohádka?... 10 12 Jak šplhá voda?... 11 13 Jak šplhá voda v květech?... 12 14 Jak funguje vysavač?... 12 15 Můžeme vidět, jak se šíří zvuk?... 13 16 Zvětšení podomácku, aneb když není po ruce lupa... 13 17 Sluneční hodiny... 14 18 Jedna plave a druhá klesá ke dnu aneb plastelína ve vodě... 15

1 Technické myšlení v mateřské školce, aneb Proč je slunko zlaté? Každý zkušený učitel ví, že otázky dospělých překvapí výjimečně. Jiná situace je u malých dětí. Dítě v mateřské škole mnohdy položí otázku tak, že dospělý člověk musí dlouze přemýšlet, aby odpověděl správně. Jak odpovědět na otázku: Proč? Proč je slunko zlaté? Proč je měsíc dneska kulatý? Proč se z komínů kouří? Proč balónek letí a proč ne? Kvalifikovaná odpověď pak učí dítě samostatně přemýšlet, hledat odpovědi a jeho chuť se dále ptát pak otvírá brány vědění. Náš projekt Dílna techniky ve světě dětí se snaží o přirozené včlenění technických témat do přirozeného prostředí dětské hravosti. Nechceme dětem brát dětství tím, že bychom je chtěli učit to, co se budou učit celý další život! Nelze malé děti učit stejnými metodami jako žáky v základní škole. Chceme vytvořit především zázemí pro paní učitelky, aby dokázaly odpovídat malým dětem na jejich velmi technicky krásné otázky. Náměty, které předkládáme, jsou jednoduché činnosti a experimenty, které, pokud je učitel s dětmi provádí, navozují příležitost k otázkám. Chtěli bychom, aby učitelé byli schopni tyto jednoduché činnosti a experimenty nejen provést, ale taky vysvětlit. 2 K čemu jsou vlastně komíny? Komíny kouří, to je známá věc. Komíny nám odvádějí kouř z ohnišť, jsou součástí každého domu, a když kreslíme domeček, každé dítě ho umí nakreslit. Komín je velmi podstatnou částí každého topeniště a významně ovlivňuje funkci kamen a hospodárnost. Fyzikální princip komína se uplatňuje rovněž u cylindrů petrolejových lamp, luceren na čajovou svíčku, lampiónů, přirozeného systému větrání. Pokus demonstrující funkci komínu můžeme předvést i malým dětem experimentem se svíčkou, u které nechceme, aby zhasla. Pomůcky: talíř, voda, svíčka, PET lahev bez víčka, nůž, zapalovač, tvrdší papír, nůžky Odřízneme spodek lahve tak, aby zbytek lahve stál rovně na stole. Svíčku položíme na talíř a zapálíme. Přiklopíme PET lahví bez víčka. Svíčka hoří. Do talíře nalijeme malou vrstvu vodu. Do vody postavíme čajovou svíčku a zapálíme ji. Na svíčku postavíme PET lahev bez víčka. Svíčka zhasne. 4

3 Proč balón letí, když v něm nic není? Teplý a studený vzduch má odlišné vlastnosti. Teplý vzduch je lehčí a stoupá nahoru. Studený vzduch je těžší a klesá dolů. Pomůcky: sáčky do koše (různé), rourka, svíčky, kousky izolepy, lampióny štěstí, teplovzdušný fén. Sáček slepíme kousky izolepy tak, aby se nám přesně vešel na rourku, nebo použijeme lampión štěstí. Zapálíme si svíčky nebo ještě lépe použijeme teplovzdušný fén. Sáček nasuneme na rourku. Nasměřujeme rourku nad svíčky a dáváme pozor, aby se nám sáček nestavil, či neshořel. Naplníme sáček teplým vzduchem a potom ho jen pustíme, jestli poletí. Poletí, pokud bude dostatečně lehký a bude mít dostatečné množství teplého vzduchu. Vyzkoušejte více druhů sáčků. Je dobré si uvědomit, že závisí rovněž na rozdílu teplot obou prostředí. 4 Suchý papír na dně mořském? Děti toto téma velice zajímá a jedná se o experiment, který děti rády předvádějí i vlastním rodičům. Na tomto pokusu dětem ukážeme, jak si zviditelnit vzduch, jaké jsou jeho vlastnosti a jak je využít. Pomůcky: papír, kelímek, akvárium s vodou, či krabice s průhledného polyetylénu. 5

Papírek natlačíme na dno kelímku tak, aby tam držel, když kelímek otočíme. Kelímek dnem vzhůru vložíme kolmo do akvária s vodou. Po vyndání kelímku bude papírek suchý. 5 Teplo a pohyb Pomůcky: papír, nůžky, pastelky, provázek, jehla, zdroj tepla, vařič (svíčka, zapalovač) Na papír nakreslíme spirálu. Předlohu okopírujeme pro každé dítě. Děti si jí vymalují jako hada. Děti své hady vystřihnou. Do hlavičky našijeme nit tak, aby nám had na provázku visel a spirála byla spuštěná dolů (aby dole byla nejširší). Nit, nebo tenký provázek zavěsíme za střed spirály. Spirálu zavěšenou na niti umístíme nad zdroj sálavého tepla. Spirála se roztočí Vysvětlení: Teplý vzduch stoupá z vařiče nebo jiného intenzívního zdroje tepla nahoru. Proudění teplého vzduchu roztočí spirálu, jejíž zešikmené plochy fungují jako vrtule. 6

6 Provazochodec (výrobek) Na tomto námětu si velmi dobře ukážeme princip těžiště. U dětí v mateřské školce není nutné zavádět technický termín těžiště. Spíše jde o přirozené poznávání a vlastní práci. Je dobré, když metodickou řadu opřeme o vlastní zkušenost dětí s vlastní rovnováhou. Necháme je projít po úzké lavičce. Předvedeme jak udržet rovnováhu na jedné noze Pomůcky: korkový špunt, špejle, modelína, papír, nůžky, pastelky/fixy, lepidlo, lepenka, brambora, mrkev, zelenina, polystyrénová kostka atp. Děti si vystřihnou hlavičku panáčka. Hlavičku si vybarví. Do korku uděláme nebozízkem ze shora a ze spodu dírky pro vložení špejlí. Do jedné dírky dáme kousek špejle jako krk a na připevnění hlavy. Na krk si děti přilepí hlavu. Do druhého otvoru vsuneme špejli jako jednu končetinu. Do stran navrtáme šikmo naproti sobě stejné dírky. Do děr vložíme špejle. Na konce špejlí dají děti modelínu. Na prstu vyzkoušíme rovnováhu provazochodce. Natočením špejlí s modelínou můžeme měnit jeho těžiště. Provazochodce postavíme na provázek. Vysvětlení: Modelína na konci špejlí snižuje těžiště panáčka, proto panáček stojí. rozložíme hmotnost tělesa v prostoru. Je důležité, jak 7

Otázky I. Bude držet panáček na provázku? II. Proč na provázku drží? Pedagogické poznámky: Vrtání do korku trvá delší dobu, proto je lepší si korky předvrtat. K vrtání korku můžeme použít ruční nebozezy. Jednoduší je, když jsou špejle stejně dlouhé. 7 Experimenty s ledem Voda je jednou ze základních látek, které nás obklopují a umožňují náš život. Proto je vhodné umožnit dětem, aby se s ní důkladně seznámily a to ve všech jejích skupenstvích. Proto jednu ze schůzek věnuji zajímavým vlastnostem ledu. Během schůzky si děti vyzkouší změnu objemu vody při tuhnutí a tání, ověří si teplotu tání ledu, poznají regelaci ledu a potřebu velkého množství tepla k tání ledu. Toto téma je nejčastěji řazeno do zimních měsíců. Přeteče kelímek, když rozmrznou kostky ledu? Pomůcky: kelímek s vodou, talířek Plný kelímek s vodou dáme do mrazáku zmrznout. Po vyndání kelímek s přečnívajícím ledem položíme na talíř a pozorujeme, co se bude dít. Kelímek nepřeteče. 8 Kaleidoskop Kaleidoskop je krásná věc, též se mu říká krasohled. Je zajímavé, že žádný ornament se nám nezobrazí dvakrát stejně. Každý je originál, neboť existuje nekonečné množství uspořádání těles v prostoru. Možná vás překvapí fakt, že nejjednodušší možnost, jak si doma nebo kdekoli ve škole vyrobit zvláštní kaleidoskop je využít leštěného pianina. Po odklopení krytu kláves, se vytvoří mezí čelní deskou pianina a odklopeným víkem trojúhelníkový prostor. Do něj můžete vložit barevné předměty, např. kostky lega, hračky apod. Pokud osvětlíte koncový otvor například stolní lampou a z druhého konce dutiny se podíváte, uvidíte velmi působivý kaleidoskopický obraz. 8

Kaleidoskop si však můžete vyrobit z lepenky, lesklé samolepicí fólie, perliček. Pomůcky: vyrobený kaleidoskop Kaleidoskop vyrobíme lichoběžníků z tvrdého papíru. Ty polepíme tapetou se zrcadlovým efektem. Nakonec slepíme, necháme děti experimentovat s kaleidoskopem. 9 Vzduch je taky kapalina - přelévání vzduchu pod vodou Vzduch a plyny je jedno ze tří základních skupenství. Voda se vyskytuje ve skupenství: pevném led kapalném voda plynném pára Plynné skupenství se však mnohdy chová také jako kapalina, dá se přelévat, přečerpávat, můžou se v ní pohybovat tělesa a živí tvorové. Přelévaní vzduchu můžeme předvést pokusem. Pomůcky: 2x průhledný kelímek, akvárium s vodou, či krabice z průhledného polyetylénu. Jeden kelímek naplníme celý vodou a necháme ho ponořený v akváriu. Druhý vložíme do vody tak, aby nám vznikla vzduchová bublina. To znamená, že kelímek dnem vzhůru pokládáme kolmo na vodní hladinu. Kelímek se vzduchem nakláníme pod kelímkem plným vody. Vzduch přelijeme. Obrázek: Přelévání vzduchu Obrázek: I děti přelévaly vzduch 10 Proč letadlo letí? Letadlo letí protože má křídla. Tato odpověď by mohla uspokojit. Ano, společným znakem všeho, co létá a je těžší než vzduch, jsou křídla. Dětem můžeme dát papír, pastelky a děti nám ochotně nakreslí vše, co létá 9

Toto téma však můžeme uchopit hlouběji. Ve vyprávění rozebereme let ptáků, let balónů, let javorových nažek, vrtulníků, semínek pampelišek, padáků Můžeme vyrobit jednoduchý model z papíru. Dokáže paní učitelka vysvětlit alespoň sobě, proč si s důvěrou rádi sedneme do letadla a letíme například na dovolenou? Letadlo letí, protože jeho křídlo má profil podobný jako lžička a když letí obtéká ho vzduch. Nejlépe se jev vysvětlí u vodovodního kohoutku. Vezmi si kávovou lžičku, všimni si, že vnější profil má tvarově podobný profil jako křídlo letadla. Uchop lžičku za konec držátka a nech ji volně viset. Pomalu ji přibliž k proudu vody, jakmile se lžička dotkne proudu, proud vody ji silou přitáhne k sobě. Toto chování je stejné jako na horní části křídla. Podstatnou silou, která drží letadlo nad pevninou, je síla, která působí. Určitěě jsi viděl klasický profil leteckého křídla. Vypadá jako mírně zdeformovaná kapka. 11 Jak se tvoří kreslená pohádka? Mnozí z nás se v dětství zamýšleli nad tím, jak je možné, že se postavičky v pohádce pohybují, smějí a mluví. Jsou to snad nějaká kouzla? Děti si mohou s paní učitelkou vyrobit svou vlastní kreslenou pohádku a při její výrobě tak pochopí princip, na kterém je založenaa výroba kreslených pohádek a filmů. Pomůcky: papírové bločky, tužky, pastelky, fixy S dětmi si vybereme jednoduchou postavičku, kterou budou kreslit (pomoci si můžeme inspirací ve školní knihovně). Dětí nakreslí a vybarví svou pohádkovou postavu. Děti kreslí stejnou pohádkovou postavu na další strany bloku, vždy změní polohy končetin (ruce nahoru, ruce dolů, nohy u sebe, nohy od sebe). Je nutné nakreslit minimálně 25 obrázků. 10

Rozpohybujeme pohádkovou postavu tím, že vezmeme blok do rukou a velmi rychle blok prolistujeme. 12 Jak šplhá voda? Tento pokus může pomoci dětem pochopit, jak květy získávají vodu z půdy nebo proč v době větších dešťů máme mokré zdivo. Princip pokusů je založen na vzlínání vody, dětem můžeme vysvětlit tím, že dané materiály, které vzlínají vodu, obsahují v sobě malé trubičky o poloměru 1 milimetr a menším, těmi stoupají molekuly vody vzhůru. Danými materiály může být kosmetický ubrousek, vata, papír nebo i květiny či jiné rostliny. Pomůcky: dvě větší sklenice (obsah cca 0,5 l), voda, kosmetický ubrousek, plastový kyblík nebo jiná pomůcka, na kterou umístíme sklenici, aby byla výše než druhá sklenice Na kyblík obrácený dnem vzhůru umístíme sklenici s 0,5 l vody. Vedle kyblíku umístíme prázdnou sklenici. Vezmeme suchý kosmetický ubrousek a jeden jeho konec umístíme do prázdné sklenice a druhý konec do sklenice s vodou. Sledujeme, co se děje ve sklenicích. Po třech hodinách se již viditelně objevuje voda v původně prázdné sklenici. Asi po 5 hodinách se pak voda téměř zcela přesune z původně plné sklenice do sklenice dolní (vedle kyblíku). 11

13 Jak šplhá voda v květech? Tento pokus je zajímavou obdobou pokusu uvedeného výše. Pomůcky: řezané květiny s bílými okvětními lístky (cca 6 kusů), 6 váz nebo jiných nádob, do kterých umístíme květiny, voda, barvy Do nádob nalijeme vodu. Každou nádobu obarvíme jinou barvou (vhodné jsou temperové barvy nebo vodové). Do nádob s obarvenou vodou umístíme květiny. Již po 24 hodinách můžeme sledovat, že okvětní lístky se začínají obarvovat. 14 Jak funguje vysavač? Prezentací tohoto pokusu dětem osvětlíme, jak funguje běžný domácí pomocník. S principem fungování vysavače přišel Brit Herbert C. Booth, který často na nádraží sledoval, jak se uklízejí vagóny ve vlaku. V tehdejších dobách využívali k úklidu vnitřních prostor vlaku dmychadlo, kterým nečistoty vyháněli ven z vlaku. Bootha ale napadlo, že mnohem moudřejší by bylo vzduch nasávat, a tak si doma dal před ústa kapesník, začal nasávat vzduch nad plochou pokrytou prachem a zjistil, že se na kapesníku usadil prach. S dětmi si v prostředí mateřské školy můžeme podobný vysavač vyrobit. Pomůcky: průhledná sklenice s víčkem nebo plastová láhev s víčkem, dvě průhledné PVC hadice v délce cca 45 cm, papír, silonky, lepicí páska Do víčka sklenice (nebo do plastové lahve) uděláme dva otvory (průměr by měl být o něco menší než průměr hadice). Hadice nasuneme do otvorů tak, aby jedna z nich dosahovala na podložku a druhá byla dostatečně dlouhá, aby ji dítě mohlo vložit do úst. Na konec hadice určené k sání (konec, který je ve sklenici nebo lahvi) připevníme kousek silonky tak, aby se nám u sání se nedostaly případné kousky papíru do úst. Natrháme si papír na malé kousky a položíme je na podložku. Vezmeme náš vysavač, přiložíme hadici k útržkům papíru a druhou hadici vložíme do úst a začneme sát. Vysavač nasává útržky papíru do sklenice (lahve). 12

15 Můžeme vidět, jak se šíří zvuk? Tuto otázku můžeme dětem položit a hned na ni odpovědět pozitivně a zároveň dětem názorně ukázat, jak takové šíření zvuku vypadá. Pomůcky: magnetofon, hudba, krabice, vystřihovánky z papíru, útržky papíru, kuličky a jiné drobné předměty Plastovou nebo papírovou krabici umístíme do těsné blízkosti magnetofonu. Na krabici umístíme papírové ústřižky, vystřihovánky z papíru, kuličky a jiné drobné předměty. Pustíme hudbu a sledujeme, co dělají předměty umístěné na krabici. Předměty poskakují za rytmu hudby. Šíření zvuku můžeme tedy i vidět. 16 Zvětšení podomácku, aneb když není po ruce lupa Děti si rády hrají na detektivy a správný vyšetřovatel zločinu vždy potřebuje lupu. Je zcela jasné, že nemůžeme dětem v prostředí mateřské školy poskytnout tento nástroj, jako hračka je totiž nevhodný. Ale není třeba házet flintu do žita, s dětmi si můžeme lupu vyrobit a ještě se u toho i pobavíme. 13

Pomůcky: plastový kelímek (nejlépe od margarinu), gumička, nůžky, mikrotenový sáček nebo potravinová folie, voda Do dna kelímku vystřihneme otvor pro sledování předmětů. Kelímek překryjeme sáčkem nebo folií a upevníme gumičkou. Do sáčku zatlačíme a upravíme jej tak, aby byl jeho povrch ve střední části asi o 1,5 cm níže než okraj kelímku. Do prohlubně v sáčku nalijeme malé množství vody. Lupa je hotova. 17 Sluneční hodiny Děti předškolního věku už projevují zájem o poznávání hodin. Představy o plynutí času ve dne podporuje mateřská škola zavedením poměrně pravidelného režimu dne. Před nástupem do základní školy není nutné, aby děti uměly poznávat hodiny, ale určitě by měly mít základní představu o jednotlivých fázích dne ráno, dopoledne, poledne, odpoledne a večer. Zajímavým zpestřením poznávání plynutí času je jeho sledování na slunečních hodinách, které si můžeme s dětmi vyrobit jednoduše i ve školním prostředí. Pomůcky: papírová krabice, tužka nebo jiná tyč, pastelky či fixy, slunné místo Do středu papírové krabice vyrobíme otvor. Do otvoru umístíme tyč. Krabici umístíme na slunné místo. V průběhu jednoho dne s dětmi sledujeme stín, který tvoří tyč na krabici. Zaznamenáme daný bod (místo, kde stín končí) na krabici vždy pro danou fázi dne (například v 8:00, v 10:00, v 12:00, 14:00 a v 17:00). 14

S dětmi můžeme k daným bodům ještěě nakreslit nebo nalepit obrázky, které patří k dané fázi dne (např. ranní snídaně, dopolední hry, polední oběd, odpolední spánek, Večerníček). Získali jsme tak sluneční hodiny, které však musí zůstat vždy na místě, kde jsme provedli záznam daných časů. (viz http://amper.ped.muni.cz/miler/pokuston/ /aktivity1.php) 18 Jedna plave a druhá klesá ke dnu aneb plastelína ve vodě Tímto pokusem dětem prezentujeme schopnost předmětů plavat po hladině vody. Pomůcky: plastelína, pingpongový míček, průhledná nádoba, voda Předem si připravíme dvě kuličky o stejné velikosti jedna kulička bude celá z plastelíny, druhou vyrobíme z pingpongového míčku, na který rovnoměrně rozprostřeme plastelínu. Do nádoby nalijeme vodu. Dětem ukážeme kuličky, předvedeme jim, že jsou stejně velké. Kuličky vložíme do nádoby s vodou. Kulička z pingpongového míčku zůstane na hladině, kulička z plastelíny bude klesat ke dnu. Kuličky vytáhneme a dětem ukážeme, jak vypadají uvnitř. Vysvětlíme dětem, že uvnitř pingpongového míčku je vzduch a díky němu se kulička vznášela na hladině. 15

Závěr Tento metodický materiál popisuje nepatrný zlomek otázek, které mohou děti položit. Hledání odpovědí dětem bude pro učitele vždycky výzvou. Není v lidských silách odpovědět na všechny otázky s naprostou dokonalostí. Vždy bude něco, co brání našemu poznání. Možná stále hledáte odpověď na tu krásnou dětskou otázku: Proč je Slunce zlaté? Braňme se proti jednoduchým a zkratkovitým odpovědím! Slunce není jenom zlaté! Slunce mění barvu. Ráno při východu a při západu má barvu i rudě červenou. Ve dne při modré obloze jasně žlutou. Je to tím, že barva se mění podle úhlu a délky průchodu slunečního světla atmosférou. Slunce v kosmickém prostoru má barvu bílou. Právě bílá barva se rozkládá pomoci skleněného hranolu do barvy duhy Přejeme Vám, aby učení dětí nebylo jen teoretické, ale opíralo se o vlastní pozorování žáků a tvořivou činnost. K tomu nechť jsou žáci vedeni. V poznávání a tvoření je kus opravdového lidského štěstí 16

Název: Náměty pro rozvoj technického myšlení Autor: Mgr. Švrčinová Veronika, Mgr. Tvarůžka Václav, Ph. D. Vydání: první, 2014 Počet stran: 17 Určeno pro projekt: Dílna techniky ve světě dětí Zážitkové tvůrčí dílny v rozvoji technického myšlení učitelů a dětí v mateřské škole Reg. číslo projektu: CZ.1.07/1.3.00/48.0011 Nakladatel: Ostravská univerzita v Ostravě, Dvořákova 7, 701 03 Ostrava Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku odpovídá autor.