Univerzita Palackého v Olomouci. Pedagogická fakulta, Fakulta tělesné kultury DIPLOMOVÁ PRÁCE. Jan Linhart

Univerzita Palackého v Olomouci Pedagogická fakulta, Fakulta tělesné kultury DIPLOMOVÁ PRÁCE Jan Linhart VÝUKA ELEKTRONIKY NA ZÁKLADNÍCH ŠKOLÁCH V REGIONU MOHELNICKA A ZÁBŘEŽSKA Katedra technické a informační výchovy Vedoucí magisterské práce: doc. Ing. Čestmír Serafín, Dr. Ing-Paed. Studijní program: Tělesná výchova Učitelství technické a informační výchovy pro střední školy 2013

Čestné prohlášení Prohlašuji, že tato práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracoval samostatně. Všechny zdroje, prameny a literaturu, které jsem při vypracování používal nebo z nich čerpal, v práci řádně cituji s uvedením úplného odkazu na příslušný zdroj...

Na tomto místě bych rád poděkoval doc. Ing. Čestmíru Serafínovi, Dr. Ing- Paed., za cenné připomínky a rady, kterými přispěl k vypracování této magisterské práce.

Obsah Úvod 1. Technické vzdělávání v rámcovém vzdělávacím programu... 2 1.1. Systém kurikulárních dokumentů... 2 1.2. Možnosti elektroniky v dnešní době, motivace... 5 1.3. Člověk a svět práce... 6 1.3.1. Technická výchova na ZŠ... 6 1.3.2. Zařazení elektroniky do školního vzdělávacího programu... 7 2. Obecná didaktika... 11 2.1. Vymezeni pojmu oborové didaktiky a její vztah k obecné didaktice... 11 2.2. Metody výuky... 12 2.3. Organizační formy výuky... 14 2.4. Didaktika elektroniky... 15 2.4.1. Interdisciplinární vztahy oboru elektronika... 16 2.4.2. Didaktické zásady ve vztahu k elektronice... 18 2.4.3. Výukové metody ve vztahu k elektronice... 20 2.4.4. Bezpečnost práce při výuce elektroniky... 22 3. Učební pomůcky... 25 3.1. Klasifikace učebních pomůcek... 26 3.2. Volba učebních pomůcek a zásady jejich použití... 27 3.3. Materiálně didaktické pomůcky používané při výuce elektroniky... 28 3.3.1. Elektronické stavebnice využívané v praxi na ZŠ... 30 3.3.2. Počítačové simulátory použitelné ve výuce elektroniky na ZŠ... 33 4. Výzkumná část... 36 4.1. Cíl výzkumu, pracovní hypotézy, metodologie výzkumu... 36 4.2. Analýza stavu výuky elektronika na vybraných školách v regionu Mohelnicka a Zábřežska... 37 4.3. Diskuze... 78 Závěr... 81... Seznam použité literatury... 82

Přílohy

Úvod V dnešním světě je elektronika nedílnou součástí veškeré lidské činnosti. V průběhu dne nás neustále obklopuje, ať už vědomě v podobně mobilních telefonů, televizi, či obyčejných digitálních hodinek, nebo nevědomě v podobě všudypřítomných rádiových vln. Poptávka po elektronických výrobcích roste vysokou rychlostí každým dnem a logicky všechna tato zařízení musí být nějakým způsobem vyrobena. I když žijeme ve velmi automatizované době, tak člověk v systému vývoj-výroba-konstrukcedistribuce stále hraje hlavní roli a stejně jak roste poptávka po elektronických zařízeních, roste i poptávka po lidech, kteří elektronice rozumí a mohou být platným článkem tohoto systému. Podíváme-li se na pracovní trh, již na první pohled vidíme, že profese spojené s elektronikou jsou hned po strojírenství nejžádanějšími profesemi a lidí, kteří mají elektrotechnické vzdělání, je nedostatek. To také potvrzují slova generálního ředitele podniku Hella Mohelnice Ing. Marka Ryšavého, který na přelomu roku 2011a 2012 prohlásil, že je jeho podnik připraven se dál rozšiřovat a expandovat, chybí lidé, kterými by zaplnil vzniklá volná místa, protože již v současném stavu má podnik značný nedostatek technicky vzdělaných zaměstnanců, což ve svém důsledku brzdí výrobu. Nejen jeho slova nás inspirovala k sepsání této diplomové práce, ale i fakt, že díky silnému trojlístku firem Hella Mohelnice, Siemens Mohelnice a MEZ Stroje Mohelnice, včetně dalších menších firem zabývajících se výrobou elektronických nebo elektrotechnických zařízení, je region Mohelnicka výjimečný právě z pohledu nabídky pracovních pozic elektrotechnického charakteru. V teoretické části diplomové práce se zabýváme možností zařazení výuky elektroniky do výuky pracovních činností a ostatními didaktickými aspekty výuky elektroniky. Ve výzkumné části nás zajímala především otázka, zda je výuka již na základních školách v tomto regionu směřována k tomu, aby žáci mohli v dospělosti nalézt bez problémů zaměstnání v blízkém městě a byl tak využit potenciál, který region na pracovním trhu nabízí, protože právě na základní škole začíná vytváření prvotního vztahu k elektronice, který je dál prohlubován na středních školách elektrotechnického charakteru, které se v regionu taktéž hojně nachází. 1

Do výzkumu jsme vstupovali s hypotézou, že problematika elektroniky je žáky považována za obtížné a těžce pochopitelné učivo a že žáci nemají zájem o studium na SŠ v oborech spojených s elektronikou. Výzkum měl podobu řízeného rozhovoru s učiteli pracovních činností a fyziky a dotazníkového šetření s žáky; jeho záměrem bylo tyto hypotézy potvrdit, nebo vyvrátit. Závěrem bych rád upozornil, že ve svých textech vycházím z normy Internetové jazykové příručky (http://prirucka.ujc.cas.cz), v citacích respektuji podobu publikovaných textů. 2

1. Technické vzdělávání v rámcovém vzdělávacím programu 1.1. Systém kurikulárních dokumentů V aktuálně platném systému kurikulárních dokumentů rozlišujeme dvě úrovně těchto dokumentů, a to státní, kam se řadí Národní program rozvoje vzdělávání (tzv. Bílá kniha), Školský zákon, a rámcové vzdělávací programy. Rámcové vzdělávací programy (dále jen RVP) jsou v současnosti vypracovány pro předškolní, základní, gymnaziální střední odborné a jiné vzdělávání a jejich plněním jsou zmíněné vzdělávací instituce zavázány. Na úrovni školní nalezneme školním vzdělávací programy, které si jednotlivé vzdělávací instituce vytvářejí samostatně podle příslušného rámcového vzdělávacího programu. Tyto dokumenty následně slouží jako podklad k realizaci výuky jednotlivých předmětů na škole. Pro naši práci je podstatný RVP pro základní vzdělávání, který definuje devět vzdělávacích oblastí a do nich zařazené vzdělávací obory jako hlavní obsah výuky na základních školách. V tabulce č. 1 nalezneme přehled všech vzdělávacích oblastí včetně jednotlivých přidružených vzdělávacích oborů. Tabulka č. 1: Obsah RVP pro základní vzdělávání S učivem vztahujícím se k elektronice se žáci nejčastěji setkávají v rámci vzdělávací oblasti Člověk a příroda v oboru Fyzika. Učivo více obohacené o praktické poznatky elektrotechnického charakteru lze zařadit do vzdělávací oblasti Člověk a svět práce. Možnostmi zahrnutí učiva spjaté s problematikou elektroniky se budeme více zabývat v následujících kapitolách. 3

RVP ZV je otevřený dokument, který bude v určitých časových etapách inovován podle měnících se potřeb společnosti, zkušeností učitelů se ŠVP [Školní vzdělávací program] i podle měnících se potřeb a zájmů žáků. [1] Podstatnou částí dokumentu RVP je stanovení cílů základního vzdělávaní, které jsou plněny postupným rozvíjením a vytvářením Klíčových kompetencí. Ty jsou stanoveny následovně: Kompetence k řešení problémů, Kompetence komunikativní, Kompetence k učení, Kompetence občanské, Kompetence sociální a Kompetence pracovní. Pojem Klíčové kompetence je v RVP definován takto: Klíčové kompetence představují souhrn vědomostí, dovedností, schopností, postojů a hodnot důležitých pro osobní rozvoj a uplatnění každého člena společnosti. Jejich výběr a pojetí vychází z hodnot obecně přijímaných ve společnosti a z obecně sdílených představ o tom, které kompetence jedince přispívají k jeho vzdělávání, spokojenému a úspěšnému životu a k posilování funkcí občanské společnosti. [1] Cíle vyučovacího procesu na ZŠ, které jsou stanoveny v RVP pro základní vzdělávání znějí následovně: umožnit žákům osvojit si strategie učení a motivovat je pro celoživotní učení podněcovat žáky k tvořivému myšlení, logickému uvažování a k řešení problémů vést žáky k všestranné, účinné a otevřené komunikaci rozvíjet u žáků schopnost spolupracovat a respektovat práci a úspěchy vlastní i druhých připravovat žáky k tomu, aby se projevovali jako svébytné, svobodné a zodpovědné osobnosti, uplatňovali svá práva a naplňovali své povinnosti vytvářet u žáků potřebu projevovat pozitivní city v chování, jednání a v prožívání životních situací; rozvíjet vnímavost a citlivé vztahy k lidem, prostředí i k přírodě učit žáky aktivně rozvíjet a chránit fyzické, duševní a sociální zdraví a být za ně odpovědný vést žáky k toleranci a ohleduplnosti k jiným lidem, jejich kulturám a duchovním hodnotám, učit je žít společně s ostatními lidmi 4

pomáhat žákům poznávat a rozvíjet vlastní schopnosti v souladu s reálnými možnosti a uplatňovat je spolu s osvojenými vědomostmi a dovednostmi při rozhodování o vlastní životní a profesní orientaci [1] 1.2. Možnosti elektroniky v dnešní době, motivace Význam oboru elektroniky v současnosti je nezpochybnitelný; proto je nanejvýš žádoucí, aby se s ním studenti setkali již v rámci základního vzdělání, ideálně prostřednictvím výuky předmětu praktické činnosti na druhém stupni základní školy. Vědomosti z tohoto oboru nám v dnešní době umožňují i v neprofesionálních podmínkách sestavovat nejrůznější konstrukce a zapojení, např. melodické zvonky, elektrické zámky, alarmy, bezdrátové mikrofony a spoustu dalších, což mnohonásobně zvyšuje atraktivitu výuky a vzbuzuje opravdový zájem žáků. Studium dané problematiky v tomto předmětu oproti předmětu fyzika nabízí mnohem hlubší praktické prožití a získané znalosti jsou také díky názorným experimentům jistě kvalitnější a žáci si je uchovají po delší dobu než při prostém výkladu vyučujícího. Dokonce snad lze doufat, že podobné názorné ukázky vzbudí v žácích oblibu celého předmětu a někteří tak zamíří vstříc technicky orientovaným středním a vysokým školám. Pecina vidí v elektronice ideální nástroj při realizaci technické zájmové činnosti. Zaujetím dospívajících pro praktickou elektroniku můžeme vyhledat již na základní škole budoucí vědce techniky a také vyplnit mezery nabídce volnočasových aktivit. Tento obor rovněž poskytuje mnohé možnosti k rozvoji tvořivosti žáků, pokud jim nepředáváme hotová konstrukční řešení, která vedou pouze k rozvoji praktických dovedností, ale k samotnému tvůrčímu myšlení při komplexním návrhu vyráběných předmětů a k vlastním originálním řešením. Naplňujeme tak postuláty tvořivé výuky. Rozvoj technické tvořivosti již na základní škole otevírá cesty k odhalení skrytých talentů a zvýšení technické gramotnosti vychovávané mládeže. [2] 5

1.3. Člověk a svět práce Vzdělávací oblast Člověk a svět je v dokumentech RVP charakterizována jako oblast postihující široké spektrum pracovních činností a technologií, která vede žáky k získání základních uživatelských dovedností v různých oborech lidské činnosti a přispívá k vytváření životní a profesní orientace žáků. Koncepce vzdělávací oblasti Člověk a svět práce vychází z konkrétních životních situací, v nichž žáci přicházejí do přímého kontaktu s lidskou činností a technikou v jejich rozmanitých podobách a širších souvislostech. [1] Jestliže se blíže zaměříme na tento vzdělávací obor, zjistíme, že v rámci druhého stupně základní školy se člení do osmi tematických okruhů: Práce s technickými materiály Design a konstruování Pěstitelské práce a chovatelství Provoz a údržba domácnosti Příprava pokrmů, Práce s laboratorní technikou Využití digitálních technologií a Svět práce 1.3.1 Technická vzdělávání na ZŠ Záměrem technického vzdělávání žáků na základních školách je osvojení si elementárních poznatků o technické činnosti a získání základních pracovních návyků a dovedností při práci s technikou vyskytující se všude kolem nás tak, aby docházelo k jejímu uvědomělému a efektivnímu využívání. Zároveň však nebere ohled na to, zda se žák v budoucnu bude věnovat zaměstnání, nebo studiu technického charakteru. Friedmann ve své publikaci považuje technické vzdělávání za nedílnou součást všeobecného základního vzdělání, které je uskutečňováno na základních školách. To se děje prostřednictvím vyučovacích předmětů, které lze na našich i zahraničních školách nalézt pod různým pojmenováním pracovní vyučování, pracovní výchova, technická výchova, technické činnosti atd. [3] Tentýž autor chápe technickou výchovu jako systematický a řízený proces záměrného formování osobnosti ve vztahu k technice tak, aby vychovávaný získal v procesu výchovy správné postoje k technice a k využití techniky v životě. [3] 6

Všeobecné vzdělání, které poskytuje základní škola, v sobě zahrnuje i technickou výchovu. Nehovoříme tu ovšem o odborné kvalifikaci cílem je budovat a upevňovat v žácích kreativitu a technické myšlení. Ale nejen to, také by měly být rozvíjeny manuální dovednosti, tvořivost a především pak kladný vztah žáků k technickým oborům, bez něhož se další rozvoj bude pohybovat vpřed jen stěží. Užitečnost techniky je nezpochybnitelná, stačí se rozhlédnout doma kolem sebe a uvidíme, jaké všechny technické vymoženosti nám usnadňují život. Již proto by žáci měli základní technické dovednosti ovládat. Právě kvůli vysokému stupni technizace všude kolem nás je důležitější než kdy dříve poskytnout žákům potřebné znalosti, ale také půdu pro případný další vědomostní růst v této oblasti, čímž výuka pracovních činností nabývá na významu. Můžeme sice říct, že veškeré spotřebiče v domácnosti, které si dnes kupujeme, obsahují podrobný návod k použití, nicméně zajisté není pro společnost i pro osobnostní růst jedince žádoucí, aby se z příští generace stali bezmyšlenkovití uživatelé všemožných zařízení, kteří i kvůli drobné poruše budou nuceni využít služby servisů. Zkrátka: je třeba chápat princip fungování technických, elektrotechnických a elektronických zařízení. Podle Škárky je cílem obecného technického vzdělávání umožňování žákům poznat účel a význam techniky, vybavit je základními technickými vědomostmi a dovednostmi, přiblížit jim technické profese a v neposlední řadě u nich rozvíjet manuální zručnost. [4] 1.3.2 Zařazení elektroniky do školního vzdělávacího programu Ve vzdělávací oblasti Člověk a svět práce a stejnojmenného vzdělávacího oboru spadá elektrotechnika nepochybně do (alespoň tedy zčásti) tematických okruhů Design a konstruování, Provoz a údržba domácnosti a Práce s laboratorní technikou. Problematika elektroniky se proplétá všemi zmíněnými tematickými okruhy a lze v nich nalézt návaznosti ve vztahu k elektronice, proto není vhodné je od sebe oddělit, ale naopak je možné toho využít k prohloubení a upevnění vědomostí žáků. Výuku elektroniky v pracovních činnostech lze zařadit do následujících tematických okruhů: 7

I. Design a konstruování V tematickém celku design a konstruování by se žáci měli s elektronikou primárně setkat především v podobě návrhu a sestavení jednoduchého elektrického obvodu. Z praktického hlediska tak především mluvíme o konstrukcích a stavebnicích elektrotechnického charakteru. Například Serafín ve své publikaci považuje tento tematický celek spolu s tematickým celkem Provoz a údržba domácnosti za nejvhodnější pro zařazení elektronických stavebnic do výuky na 2. stupni ZŠ. [5] Obsah tematického okruhu je uveden v následujících výňatcích z Rámcového vzdělávacího programu pro základní vzdělávání. Očekávané výstupy žáka: sestaví podle návodu, náčrtu, plánu, jednoduchého programu daný model, navrhne a sestaví jednoduché konstrukční prvky a ověří a porovná jejich funkčnost, nosnost, stabilitu aj., provádí montáž, demontáž a údržbu jednoduchých předmětů a zařízení, dodržuje zásady bezpečnosti a hygieny práce a bezpečnostní předpisy; poskytne první pomoc při úrazu Probírané učivo: stavebnice (konstrukční, elektrotechnické, elektronické), sestavování modelů, tvorba konstrukčních prvků, montáž a demontáž, návod, předloha, náčrt, plán, schéma, jednoduchý program [1] II. Provoz a údržba domácnosti Cílem tematického celku provoz a údržba domácnosti je především představení žákům podmínky správného fungování domácnosti od jejího finančního zabezpečení až po správu spotřebičů a její celkovou údržbu. Návaznosti na elektroniku zde najdeme zejména v bezpečné obsluze a provozu běžných domácích spotřebičů a principech jejich fungování. Nahlédnutím do útrob vyřazených spotřebičů, které znají pouze z vnějšku, žáci zábavnou formou získají nové vědomosti a lépe pochopí způsob jejich práce. 8

Očekávané výstupy žáka: provádí jednoduché operace platebního styku a domácího účetnictví ovládá jednoduché pracovní postupy při základních činnostech v domácnosti a orientuje se v návodech k obsluze běžných domácích spotřebičů správné zacházení s pomůckami, nástroji, nářadím a zařízením včetně údržby; provádí drobnou domácí údržbu dodržuje základní hygienická a bezpečností pravidla a předpisy a poskytne první pomoc při úrazu, včetně úrazu elektrickým proudem Učivo: finance, provoz a údržba domácnosti rozpočet, příjmy, výdaje, platby, úspory; hotovostní a bezhotovostní platební styk, ekonomika domácnosti; údržba oděvů a textilií, úklid domácnosti, postupy, prostředky a jejich dopad na životní prostředí, odpad a jeho ekologická likvidace; spotřebiče v domácnosti elektrotechnika v domácnosti elektrická instalace, elektrické spotřebiče, elektronika, sdělovací technika, funkce, ovládání a užití, ochrana, údržba, bezpečnost a ekonomika provozu, nebezpečí úrazu elektrickým proudem [1] III. Práce s laboratorní technikou V tematickém celku Práce s laboratorní technikou se žáci učí využívat a ovládat nejrůznější měřicí přístroje. Pro elektroniku jsou to především voltmetry, ampérmetry, wattmetry atd.. Žáci se též učí zapisovat a správně formulovat získaná data a vyhodnocovat je. Očekávané výstupy žáka: Vybere a prakticky využívá vhodné pracovní postupy, přístroje, zařízení a pomůcky pro konání konkrétních pozorování, měření a experimentů. Pracuje protokol o cíli, průběhu a výsledcích své experimentální práce a zformuluje v něm závěry, k nimž dospěl. 9

Vyhledá v dostupných informačních zdrojích všechny podklady, jež mu co nejlépe pomohou provést danou experimentální práci. Dodržuje pravidla bezpečné práce a ochrany životního prostředí při experimentální práci. Poskytne první pomoc při úrazu v laboratoři. Probírané učivo: Základní laboratorní postupy a metody. Základní laboratorní přístroje, zařízení a pomůcky. [1] 2. Obecná didaktika 10

Obecná didaktika se jako součást pedagogiky zabývá teorií vzdělávání a vyučování. Stanoví cíle, kterých má být dosaženo, správné postupy učitele, ale také hodnoty a zásady, které je třeba dodržovat. Stěžejní pojmové komponenty potom tvoří úzce spjatá trojice učitel vyučování žáci. Didaktika elektroniky přirozeně spadá do kategorie technických předmětů. V procesu vymezovaném jako zákonité na sebe navazující, postupné a vnitřně vzájemně spojené změny jevů, věcí, systémů nebo situací se realizuje vývojová cesta sledující určitý cíl. [6] Podle Maňáka a Švece můžeme výuku rozdělit do několika fází: motivace, expozice, fixace, diagnóza, aplikace. Na začátku učitel žáky motivuje jde o přípravu k učení, vzbuzení zájmu. Následuje expozice, což znamená prezentaci neboli zprostředkování učiva žákům. Expozice přechází ve fixaci, znamenající upevnění získaných informací prostřednictvím opakování, a celý proces končí diagnózou, tedy ověřením, zpětnou vazbou pro učitele. Ovšem nesmíme zapomenout na aplikaci, zvláště důležitou pro učivo elektroniky, kdy učitel aplikuje probíranou látku v praxi a žákům předkládá technické úkoly k řešení. [6] Učením si žáci pod vedením učitele osvojují vědomosti, dovednosti, návyky, ale např. i postoje a rozvíjejí své schopnosti. [6] 2.1. Vymezeni pojmu "oborové didaktiky" a její vztah k obecné didaktice Při snaze o vymezení pojmu oborová didaktika se napříč publikacemi od uznávaných autorů setkáme s rozdílnými pojetími tohoto termínu, a lze tedy tvrdit, že vymezení pojmu oborová didaktika není doposud ustálené. Například Friedmann ji chápe jako koordinující a integrující disciplínu zaměřenou na transformaci odborných poznatků do vyučovacího předmětu. Cílem je získat schopnosti a dovednosti úspěšně organizovat a řídit vyučovací proces v technických a informačně technologických předmětech na základní škole. [2] Z uvedené citace vyplývá, že ji Friedmann vztahuje především k technickým a informačně technologickým předmětům. Mnohem obecnější vymezení jsme našli v publikaci od Kropáče a spol., v části zpracované Kubíčkem, který uvádí, že je to teorie vzdělávací a výchovné práce ve skupině příbuzných předmětů. [8] 11

Tabulka č. 2: Hierarchie pedagogických disciplín Tabulka č. 2 nám pomůže lépe pochopit vztah mezi jednotlivými vědními disciplínami. S vymezením pojmu obecné didaktiky jsme se zabývali již na začátku druhé kapitoly. Pouze ve zkratce si připomeneme, že obecná didaktika se zabývá vzděláváním a vyučováním všeobecně, tedy obecnými problémy výuky, kdežto u oborové didaktiky se již zabýváme didaktikami jednotlivých předmětů (strojírenských, ekonomických, elektrotechnických atd.). Porovnáme-li uvedené definice u obecné a oborové didaktiky, dojdeme ke stejnému závěru jako Kropáč a spol., že obecná didaktika je k oborové didaktice v poměru obecného k zvláštnímu. [8] Speciální didaktika je pojem ještě užší. Ta zkoumá zákonnosti vyučování v rámci určitého vyučovacího předmětu (matematika, český jazyk, pracovní činnosti) a detailně rozpracovává jejich problematiku. 2.2. Výukové metody Máňák označuje výukovou metodu za koordinovaný systém vyučovacích činností učitele a učebních aktivit žáků, který je zaměřen na dosažení výchovně vzdělávacích cílů. [12] My bychom mohli výukovou metodu charakterizovat jako určitý prostředek či cestu, jejímž prostřednictvím dosáhneme požadovaných výukových cílů. Jde také o kontakt učitele s žákem, přičemž učitel klade ony cíle, zatímco žák jich s jeho pomocí dosahuje. Spadá sem také způsob, jakým jsou hodiny organizovány. Výukové metody jsou velmi úzce propojeny s volbou organizační formy hodiny, kterým se budeme věnovat v následující kapitole. Podle frekvence citací lze právě členění výukových metod od Maňáka považovat za jedno z nejužívanějších v oboru. Jeho pestrá nabídka nutně vede k jejich výběru pro 12

aktuální cíle, který ovšem nemůže být prováděn na základě libovůle, ale musí vycházet z logiky věci a objektivních kritérií. Členění výukových metod dle Maňáka: A) Metody z hlediska pramene poznání a typu poznatků aspekt didaktický I) Metody slovní: 1. monologické metody (popis, vysvětlování, vyprávění, přednáška), 2. dialogické metody (rozhovor, diskuse, dramatizace), 3. metody práce s učebnicí, knihou. II) Metody názorně demonstrační: 1. pozorování předmětů a jevů, 2. předvádění (předmětů, modelů, pokusů, činností), 3. demonstrace obrazů statických, 4. projekce statická a dynamická. III) Metody praktické: 1. nácvik pohybových a pracovních dovedností, 2. žákovské laborování, 3. pracovní činnosti (v dílnách, na pozemku), 4. grafické a výtvarné činnosti. B) Metody z hlediska aktivity a samostatnosti žáků aspekt psychologický I) Metody sdělovací. II) Metody samostatné práce žáků. III) Metody badatelské a výzkumné. C) Struktura metod z hlediska myšlenkových operací aspekt logický I) Postup srovnávací. II) Postup induktivní. 1. Postup deduktivní. 2. Postup analyticko-syntetický. D) Varianty metod z hlediska fází výuky aspekt procesuální I) Metody motivační. II) Metody expoziční. III) Metody fixační. IV) Metody diagnostické (rozpoznávací). V) Metody aplikační. 13

E) Varianty metod z hlediska výukových forem a prostředků aspekt organizační I) Kombinace metod s vyučovacími formami. II) Kombinace metod s vyučovacími pomůckami. [12] 2.3. Organizační formy výuky V pedagogické encyklopedii vymezil Průcha organizační formu jako vnější činitel vzdělávání, který spolu s metodami výuky tvoří předpoklady pro úspěšný průběh výuky. Organizační formy vymezují rámec, ve kterém se výuka realizuje. V první řadě rozlišujeme dva způsoby organizačních forem a to podle toho, jakou činnost ve výuce žák dělá, nebo podle toho, jak je výuka organizována z hlediska času či prostoru. [20] Volba organizační formy výuky závisí především na materiálně didaktickém zabezpečení dané školy, pedagogických schopnostech vyučujícího dostupné pomůcky využít s maximální efektivitou a v neposlední řadě informovanosti žáků v řešené problematice a jejich mentální úrovni. Přehled organizačních forem podle Průchy Podle vztahu k osobnosti žáka: výuka individuální výuka jednoho žáka jedním učitelem (domácí vzdělávání) výuka individualizovaná zaměřuje se na svobodný rozvoj tvořivých možností dítěte a snaží se respektovat jeho potřeby, zvláštnosti a zájmy výuka skupinová rozdělení žáků třídy do menších útvarů (skupin), charakteristická je dělba práce, vzájemná pomoc a odpovědnost všech členů skupiny za dosažené výsledky, hovoří se také o kooperativní výuce, která přispívá k rozvoji sociálních vztahů výuka hromadná (frontální, kolektivní) převládala v začátcích institucionální výchovy, vyznačuje se jednotnou prací žáků ve velké skupině s dominantním postavením učitele, umožňuje sdělit žákům ve vymezeném čase uspořádaně a přehledně větší množství poznatků k zapamatování, ale žáci 14

zůstávají pasivní, frontální výuka bývá často kritizována, ale přesto patří k nejrozšířenějším v naší škole [20] Podle charakteru výukového prostředí: výuka ve třídě nebo v posluchárně výuka v odborných učebnách a laboratořích výuka v dílně výuka na školním pozemku a v přírodě, terénu apod. výuka v muzeu, apod. vycházka a exkurze domácí úlohy, úlohy pro samostatnou práci mimo výuku [20] Podle délky trvání: vyučovací hodina (základní výuková jednotka) v naší škole 45 minut zkrácená nebo prodloužená výuková jednotka v alternativních koncepcích je hodina upravována podle věku žáka nebo vzhledem k povaze výukových činností (otevřené vyučování, flexibilní rozvrh hodin) vysokoškolská přednáška, seminář, cvičení, speciální kurz [20] Jednotlivé výukové formy mají své silné a slabé stránky a učitel musí vždy pečlivě zvážit jakou zvolit, protože právě výukové formy jsou v rukou učitele nástrojem, který řídí, usměrňuje cestu žáka za vzděláním. 2.4. Didaktika elektroniky Cíl výuky elektroniky na základní škole spočívá v tom, aby žák pochopil základní principy tohoto oboru, měl alespoň nějakou představu, o co se vlastně jedná (žák by měl umět vysvětlit elementární pojmy a principy, činnost některých součástek, obvod ) a aby tak mohl tyto nově nabyté poznatky propojit se znalostmi z jiných, především přírodovědných/technických předmětů. Nepochybně je žádoucí, aby si žák také utvořil pozitivní názor na užitečnost elektroniky. Žák také jistě brzy zjistí, zda by právě tohle mohl být obor, kterému by se sám chtěl nadále podrobněji věnovat v rámci 15

dalšího vzdělávání, přičemž zde bude jistě hrát nemalou roli přístup konkrétního pedagoga. 2.4.1. Mezipředmětové vztahy v oboru elektronika Jedním z nejdůležitějších činitelů vedoucích k úspěšné pedagogické práci jsou právě mezipředmětové vztahy, které značně podporují efektivitu výchovně vzdělávacího procesu. Při tvoření tematických plánů jednotlivých předmětu s cílem co největšího propojení podobných, ale i na první pohled vzdálených témat je nutná velmi blízká spolupráce celého pedagogického sboru. Ale právě propojováním témat různých předmětů žák získává ucelený obraz skutečnosti, který mu pomáhá rychleji pochopit jevy probíhající v elektronice a díky náhledu na danou problematiku z různých úhlů je schopen nabyté vědomosti cílevědomě využít v praxi. Složitost problematiky spojené s elektronikou si sama říká o mezipředmětové propojení, které by pedagogům značně ulehčilo jejich práci. My v naší práci nabídneme několik možností, jak výuku elektroniky zahrnout do více předmětů na základní škole. Fyzika Předmět fyzika je považován za ústřední předmět, kde je elektronika vyučována. S tímto tvrzením se můžeme opřít o náš výzkum, který se nachází v kapitole 4. Z jeho výsledků vyplývá, že učitelé zařazují první seznámení s elektronikou nejčastěji na přelom osmé třídy v tematickém celku energie a složitější elektromagnetické jevy do první poloviny deváté třídy v rámci tematického celku elektromagnetické a světelné děje. Veškeré mezipředmětové propojování by se tedy mělo realizovat po konzultaci s učitelem fyziky tak, aby učivo plynule navazovalo. Informatika V kapitole 3.3.2 se letmo seznámíme s počítačovými simulátory, které lze při výuce elektroniky využít. Jsou jimi Yenka electronics, Edison, ale také třeba Crocodile electronic. Tyto programy nejenže upevňují vědomosti teoretického charakteru o elektronice nabyté v předmětu fyzika, ale zároveň rozvíjejí i základní žákovu 16

informační gramotnost, protože se žáci seznamují pro ně s novým nestandardním programem. Jelikož primární náplní programů je sestavování funkčních elektrických obvodů, doporučujeme zařadit toto učivo do druhé poloviny deváté třídy. Předmět informatika však netvoří pouze o virtuální programy. Druhá možnost jak zařadit elektroniku do informatiky vede přes detailnější rozebrání hardwaru osobního počítače. Vyučující má možnost se třeba věnovat zdrojům, jako malým transformátorům, vztahu mezi mikročipem a tranzistorem nebo třeba způsobu vedení elektrického proud na základní desce. Vždy však záleží na zručnosti a vzdělání vyučujícího. Ti zručnější pedagogové mohou žákům ukázat vliv velikosti napětí, který lze změřit lepším měřicím přístrojem, na výkon počítače. Lze předpokládat, že tato praktická cvičení žáky nadchnou a značně zvýší i jejich zájem o elektroniku. Vždy však musíme v prvé řadě dbát na bezpečnost práce. Pracovní činnosti Pracovní činnosti jsou předmětem, který má za úkol především rozvíjet manuální zručnost žáků a propojovat teorií s praxí. Nikterak jinak tomu není ve výuce elektroniky. V učebnicích nebo na internetu je možné nalézt desítky nápadů na jednoduché výrobky elektrotechnického charakteru, které by žákům značně přiblížily problematiku elektroniky. Využít se dají stavebnice zmíněné v kapitole 3.3.1, nebo si lze vyleptat vlastní plošný spoj a vytvořit si zněj třeba blikačku na kolo, také je možné rozebrat nefunkční vrtačku a věnovat se jejímu principu funkce. Vše však závisí na materiálně didaktickém a ekonomickém zabezpečení školy. Zařazením elektroniky do vzdělávacího oboru Člověk a svět práce jsme se zabývali v kapitole 1.3.2. Chemie Nejvhodnějším zařazením tématu spojeného s elektronikou do předmětu chemie se jeví tematický celek chemické reakce. V něm si bez potřeby drahých didaktických pomůcek ukázat jednoduchý galvanický článek za využití ovoce (příloha I.), který zvládne každý žák, nebo v případě, že má vyučující k dispozici vhodné pomůcky, lze 17

demonstrovat tradiční galvanický článek, tvořený tekutým elektrolytem speciálními elektrodami a spotřebičem (obrázek č. 1). Obrázek. č. 1: Galvanický článek [23] 2.4.2. Didaktické zásady ve vztahu k elektronice Stejně jako v jiných předmětech i ve výuce elektroniky mají své místo mnohé didaktické zásady. Ovšem vzhledem ke specifické povaze elektroniky jako předmětu vyučování se zde některé z těchto zásad uplatňují mnohem větší měrou a sehrávají tak důležitější roli než v oborech jiných. Tyto zásady bychom mohli charakterizovat jako pravidla, jimiž se vzdělávací proces řídí s cílem dosáhnout co nejvyšší efektivity. Lze říci, že jsou to takové pilíře vzdělávacího procesu, na nichž se může dále stavět; určují povahu výuky a vzdělávací a výchovné cíle. Na základě didaktických zásad se stanoví didaktická pravidla, které obsahují pokyny pro správné a účinné vedení výuku, specifikují a konkretizují didaktické zásady. [7] S přirozeným vývojem samozřejmě vznikají zásady nové, zatímco ty zastaralé, pro které už v praxi není uplatnění, zanikají (např. Komenského zásada shody s přírodou ). 18

Zásada vědeckosti Od učitele se především očekává, že celoživotně udržuje kontakt s vědeckými disciplínami, které jsou základem jeho vyučovacích předmětů. Znamená pro něj využívat všech vzdělávacích možností k aktualizacím rychle zastarávajících poznatků. [7] Není pochyb o tom, že tato zásada má v rámci elektroniky význam opravdu nemalý je to velmi rychle se rozvíjející obor, neustále vznikají nové součástky či techniky výroby plošných elektronických výrobků. Význam zásady lze také spatřovat i v samotném přemýšlení o elektronice a jejím využití. Měla by rovněž vést žáky k zamyšlení, porozumění. Zásada spojení teorie s praxí Touto zásadou je myšleno spojení učiva (teorie) s okolním životem (praxí). Aby žáci látku skutečně pochopili a trvale si ji zapamatovali, je třeba teorii doplnit názornou ukázkou z praxe (tzn. zapojení, součástky a jiné prvky) nebo reálným příkladem, který žáci vyřeší. Jen tak budou schopni sami i dále naučenou teorii účinně aplikovat. Na druhé straně je žádoucí, aby učitel formuloval výukové cíle nejméně na úrovni jejich aplikace a přesvědčil žáky o smysluplnosti výuky ve škole. [7] Zásada uvědomělosti a aktivity Didaktická zásada je úzce spojena s motivací žáka a jeho aktivním vnímání probírané látky. Aby byla naplněna je zapotřebí, aby žák pochopil záměr a cíl učitelovi výuky a ztotožnil se s nimi. Podle Kropáče vyžaduje poznání a zvládnutí techniky nejen osvojení vědomosti v jejich teoretické podobě, ale v souvislostech, které umožňují jejich aplikaci. To vše je dosahováno především činností žáků založenou na uvědomělém využití vědomostí, aplikaci vědomostí v praxi při plnění zadaných úkolů blízkých k životu. [8] Ve vztahu k výuce elektroniky, ale nejen ji, nejde pouze o aktivitu myšlenkovou, ale také o aktivitu motorickou. Učitel vytváří problém, tak aby žák musel aplikovat své teoretické poznatky při zapojování jednoduchých elektrických obvodů, měří sledované veličiny, zapisuje jejich hodnoty a ty vyhodnocuje. 19

Zásada názornosti Podstatným prvkem této zásady je smyslové vnímání. V procesu výuky je důležité, aby žáci zapojili co nejvíce smyslů, především ale samozřejmě zrak při používání názorných ukázek, jako např. elektronických součástek, schematických značek či hotových obvodů. Jen tak si utvoří odpovídající představu o probíraném učivu, budou lépe vnímat daný problém. Ukázky pomáhají ovšem také učiteli, žákům tak může lépe vysvětlit činnost a použití elektronických součástek v obvodech. Platí, že zanedbání názoru v tomto širším pojetí může vést k verbálním, formálním, nejasným znalostem žáků; jeho přecenění může brzdit rozvoj abstraktního myšlení. [7] 2.4.3. Výukové metody ve vztahu k elektronice Kalhoust a Obst ve své publikaci uvádějí, že interakce učitel žák je ve výuce realizována především prostřednictvím výukových metod. [7] Pro příklad možností využití výukových metod při výuce elektroniky využijeme členění výukových metod jejich publikace: Metody slovní Vypravování, sdělování, poučování, vysvětlování, napomínání a podobné verbální projevy patří od úsvitu lidské společnosti k důležitým pedagogickým postupům, které svou prastarou historií potvrzují význam slovních metod i v dnešním edukačním procesu. [7] Zasvěcené vypravování pedagoga nepochybně upoutá pozornost žáků. Tato metoda není vyhrazena pouze pro humanitní předměty (jako např. dějepis), jak by se mohlo na první pohled zdát, i v oboru jako je elektronika nalezne uplatnění. Lze vyprávět příběhy o objevech elektrických jevů, o vynálezech a jiné; nanejvýš vhodné je také zařadit nějakou osobní zkušenost, poněvadž vyprávění se tak stane mnohem poutavějším. Vysvětlování je metoda použitelná téměř kdykoliv během vyučování; učitel logicky popisuje danou problematiku a vede tak žáky k pochopení učiva a osvojení nově nabytých znalostí. Tuto metodu lze nepochybně označit jako nejpoužívanější. 20

I rozhovor může být v elektronice aplikován. Probíhá tak, že pedagog klade otázky a žáci se snaží správně odpovídat, což rozhodně vede ke zvýšení aktivity a pozornosti žáků a také to pomáhá rozvíjet spolupráci mezi učitelem a žáky. Používány jsou otázky zjišťovací, otevřené, ale pozorovací. Metody názorně-demonstrační Zde se opět dostáváme k důležitosti praktického poznávání elektroniky a elektronických jevů. Moderní výuka by neměla postrádat názorné ukázky, pokud možno kombinovat slovní výklad spolu s přímou demonstrací předmětu. Takové předvádění je v elektronice skutečně klíčové; žáci si nepochybně zapamatují mnohem lépe to, co viděli přímo před sebou, jak vypadá a funguje, než kdyby si tyto znalosti měli osvojit z pouhého slovního výkladu učitele. Rovněž sem řadíme popis schémat, kde se jedná o všechny pokusy, měření, zkoumání elektroniky a jejích součástek a také o zapojených obvodech. Žáci si takto utvoří o věci reálnější obraz a jsou vedeni k samostatnému uvažování. Instruktáž je výuková metoda, která zprostředkovává žákům vizuální, auditivní, audiovizuální, hmatové a podobné podněty k jejich praktické činnosti. [7] Žáci takto dostávají pokyny, jak postupovat a jsou informováni o činnosti, která bude následovat všimni si, pokus se, udělej, dej pozor na. Metody dovednostně-praktické Aby byli žáci řádně připravení na své budoucí povolání nebo jinou činnost, kromě teoretických znalostí nutně potřebují mít také praktické dovednosti. Co se toho týče, v hodinách elektroniky by se mělo jednat o měření, zapojování elektronických obvodů, zacházení s nářadím, ovládání přístrojů aj. V elektronice existuje mnoho způsobů, jak zkoumat různá elektronická zapojení a ověřovat jejich činnost. Pomocí experimentu si žáci ověřují a utvrzují své dosavadní znalosti. Stěžejní funkcí této metody tedy je rozvíjení zkušeností žáků, snaha naučit je vnímat případné problémy (a uvažovat o jejich řešení), motivovat je a prohlubovat jejich vědomosti. 2.5. Bezpečnost práce při výuce elektroniky 21

Elektrická energie lidem velmi ulehčuje práci a zkvalitňuje život, avšak při jejím nevhodném využívání může být člověku velmi nebezpečná, a to až smrtelně. Při manipulaci se zařízením napájeného elektrickou energii je nutné v první řadě dbát na bezpečnost a nevystavovat se jakémukoliv riziku. Bezpečnost práce musí tedy být vždy na prvním místě. Tohle pravidlo platí při výuce na školách dvojnásob. Obecná pravidla o bezpečnosti a ochraně zdraví ve školách a školských zařízení nalezneme ve školském zákonu č. 561/2004 29 (příloha II.). Z jeho znění vyplývá, že škola je povinna poskytnout žákům a studentům nezbytné informace k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví. To se realizuje trojím způsobem: a) Poučením žáků na počátku školního roku na počátku první vyučovací hodiny před samotnou činností b) školním řádem c) řádem učebny Při výuce odborných předmětů, kde je zvýšené riziko poškození zdraví a života se kromě obecných zásad prevence neobejdeme bez zvláštních pravidel, která chrání žáky i pedagogy. Ty nalezneme v již zmíněném řádu učebny a je nutné se jimi celou dobu řídit. Pro příklad uvádíme řád laboratoří (příloha III.), které lze v modifikované verzi využít i při výuce elektroniky. Výuka elektroniky má své specifické pravidla, s kterými je nutné žáky seznámit. Ty jsou dány mírou vzdělaní a praxí v oboru. Rozeznáváme následující stupně: a) osoby znalé (mají odpovídající vzdělání a praxi v oboru) b) osoby poučené (jsou poučeny osobami znalými a mohou pracovat pod jejím dohledem) c) osoby seznámené (nejsou ani znalé ani poučené) Pro školní praxi je důležité, že žáci na ZŠ jsou osobami seznámenými a dle vyhlášky ČÚBP č.50/1978 Sb. se na ně vztahují následující pravidla: Osoby seznámené mohou obsluhovat jen elektrická zařízení malého a nízkého napětí ve smyslu prováděcích předpisů a místních pracovních 22

i technologických postupů. Jsou povinni dbát provozních a bezpečnostních pokynů, příkazů, poučení, směrnic a návodů k obsluze, vztahující se k činnosti na elektrickém zařízení příslušného druhu a napětí. Osoby seznámené nesmějí: pracovat na nekrytých živých částech el. zařízení; dotýkat se přímo nebo jakýmkoliv předmětem nekrytých živých částí el. zařízení (netýká se el. zařízení s bezpečným napětím nebo bezpečným proudem); při pobytu nebo pohybu v blízkosti el. zařízení přiblížit se žádnou částí těla (např. zvednutou nebo předpaženou paží) ani oděvem nebo předmětem; odstraňovat kryty, provádět úpravy nebo opravy elektrického zařízení. Osoby seznámené smějí: zapínat jednoduchá el. zařízení (spotřebiče); za vypnutého stavu přemísťovat a prodlužovat pohyblivé přívody spojovacími šňůrami opatřenými spojovacími částmi (pohyblivé zásuvky a vidlice). Osoby seznámené jsou povinny: před přemísťováním nebo spotřebičů, pokud jsou připojeny na el. síť pohyblivým přívodem s vidlicí, tyto stroje bezpečně odpojit od sítě vytažením vidlice ze zásuvky, aby nemohlo dojít k přerušení nebo vytržení připojených vodičů.dbát, aby el. zařízení nebylo nadměrně přetěžováno nebo jinak poškozováno; při výskytu statické elektřiny u elektrických i neelektrických zařízení, projevujícím se např. el. jiskrami, sršením nebo výbojem mezi částmi zařízení nebo pracujícími a zařízením, upozornit na tento jev zaměstnance školy; zjistí-li při obsluze závadu na zařízení (např. brnění od elektrického proudu, drnčení, nadměrné oteplení některé části, neobvykle hlučný nebo nárazový chod,poškozenou izolaci, kouř, silné bručení, trhavý rozběh, zápach po spálenině) el. zařízení ihned vypnout a závadu ohlásit; Poškozená elektrická zařízení se nesmějí používat! [21] 23

V kapitole 3.3.1 se blíže věnujeme elektronickým stavebnicím využívaných při výuce na základních školách. K těmto didaktickým pomůckám se vztahují jak zásady práce s elektrickým proudem, které jsme uvedli výše, tak instrukce a pokyny k užívání pro žáky a učitele, které jsou dodávány spolu se stavebnicemi. 3. Učební pomůcky Bez učebních pomůcek si dnes lze vyučování představit jen stěží. Jejich použití má své místo téměř ve všech předmětech, ovšem takové použití musí být cílené a především vhodné pro danou situaci. Při dodržení zásad správného použití pak znamenají velký přínos pro nabytí nových vědomostí a značně ulehčují výuku a pedagogovi. S užitím učebních pomůcek úzce souvisí především zásada názornosti (viz výše), ze které vyplývá možnost žáků předmět ukázky slyšet, osahat si ho, vidět apod. 24

Během vzdělávání dochází k neustálé interakci mezi učitelem a žákem, přičemž během tohoto procesu jistě nelze vystačit pouze s verbální komunikací. Právě v tomto směru hrají učební pomůcky důležitou roli, neboť žáci si nemusí věci pouze abstraktně představovat, ale také je reálně vnímat, čímž dochází ke zkvalitnění výuky; rovněž jsou žáci lépe vybaveni poznatky upotřebitelnými v praxi. Takto díky učebním pomůckám tedy lze dosáhnout cílů ještě efektivněji. Přirozeně nelze opominout ani zvýšení atraktivity vyučování tímto způsobem, neboť jestliže žáci nejsou odkázání pouze na výklad učitele, neztrácejí pozornost či zájem o daný problém tak snadno. Učební pomůcky jsou předměty zprostředkující nebo napodobující realitu, napomáhající větší názornosti nebo usnadňující výuku.[9] Edukační proces (výuku) bychom mohli nazvat spletitou soustavou různorodých prvků, které na sebe vzájemně působí. Pro lepší představu vytvořil Dostál následující obrázek: Obrázek č. 2: Grafické znázornění edukačního procesu. Převzato z [10] Můžeme tedy shrnout, že čtyřmi zásadními aspekty zasahujícími do výuky jsou učitel, žák, didaktické (učební) pomůcky a také výuka sama. 3.1. Klasifikace učebních pomůcek Napříč pracemi a odbornými knihami od různých autorů se setkáváme s nespočtem pohledů na klasifikaci učebních pomůcek. To je dáno především tím, že je 25

možné volit různá kritéria a přístupy při jejich členění, ale také tím, jak uvádí Dostál ve své publikaci, že jsou pomůcky velmi diferenciovanou oblastí se značnou rozmanitostí, jednak tvarové, ale i funkční povahy. [10] Hapala určil a přehledně uspořádal následující tři hlediska, která jsou vhodné zmínit: Pedagogicko-didaktické podle funkce, působnosti a způsobu začlenění do vyučování, podle toho, jak aktivizujeme edukanta apod. Psychologicko-fyziolgické např. podle smyslů, na které pomůcky působí (vizuální, auditivní, audiovizuální, dotykové anebo smíšené), podle stupně poznávacího procesu se pomůcky mohou opírat o konkrétní názor, skutečnost může být upravena (symbolické pomůcky). Materiálně-praktické podle druhu použitého materiálu, obsahu, formy, (např. pomůcky kovové, dvojrozměrné, trojrozměrné apod.). [11] Chceme-li přesněji a detailněji klasifikovat učební pomůcky a následovat moderní trendy v jejich vývoji, pak můžeme využit systém členění Maňáka: I) Originální předměty a reálné skutečnosti: a) přírodniny v původním stavu (minerály, rostliny), upravené (vycpaniny, lihové preparáty), b) výtvory a výrobky v původním stavu (vzorky výrobků, přístroje, umělecká díla), c) jevy a děje fyzikální, chemické, biologické aj. II) Zobrazení a znázornění předmětů a skutečností: a) modely statické, funkční, stavebnicové, zobrazení b) prezentované přímo (školní obrazy, fotografie, mapy), prezentované pomocí didaktické techniky (statické, dynamické ), c) zvukové záznamy magnetické, optické. 26

III) Textové pomůcky: a) učebnice klasické, programované, b) pracovní materiály pracovní sešity, studijní návody, sbírky úloh, tabulky, atlasy, c) doplňková a pomocná literatura časopisy, encyklopedie. IV) Pořady a programy prezentované didaktickou technikou: a) pořady diafonové, televizní, rozhlasové, b) programy pro vyučovací stroje, výukové soustavy, počítače. V) Speciální pomůcky: žákovské experimentální soustavy, pomůcky pro tělesnou výchovu. [12] 3.2. Volba učebních pomůcek a zásady jejich použití Volnou učebních pomůcek ve vyučování se do hloubky zabývá Dostál ve své publikaci Učební pomůcky a zásady názornosti. Ten také upozorňuje na fakt, že zařazení učebních pomůcek do výuky nemusí na ni vždy mít jen kladný vliv a někdy může být až kontraproduktivní. Při přípravě na hodinu musí vždy učitel zvážit řadu kritérií vzhledem ke konkrétním podmínkám a vždy dodržovat zásady správné práce s pomůckami. [10] Ty stanovil následovně: vyučující musí mít přehled o pomůckách, které může použít, pomůcky je nutné před výukou vyzkoušet tak, aby při vlastní výuce nevznikl žádný problém, vyučující musí pomůcku znát a vědět, jak s ní pracovat, při volbě učebních pomůcek musí brát vyučující zřetel na cíle výuky, věk a psychický vývoj žáků, je-li učební pomůcka pokusného charakteru, je vhodné do jeho realizace zapojit i žáky, 27

učební pomůcku předkládáme žákům až v době, kdy vyžadujeme zaměření pozornosti na dané učivo, doprovodný výklad musí být volen tak, aby usměrňoval pozornost žáků žádaným směrem, vyučující by měl mít přehled o pomůckách, které by bylo možné a vhodné pořídit. [10] 3.3. Materiálně didaktické pomůcky používané při výuce elektroniky V této podkapitole se seznámíme s nejčastějšími učebními pomůckami využívanými při výuce elektroniky, se kterými jsme se setkali na základních školách, které se zúčastnily našeho výzkumu a jehož výsledky jsou uvedeny v kapitole 4. Volba učebních pomůcek má často velký a důležitý vliv na efektivitu samotného vyučování, což nám potvrdily výsledky výzkumu a především slova pedagogů, kteří mají na starosti předmět, ve kterém je elektronika vyučována. Krátká charakteristika těch nejčastěji vyskytujících se, ale i některých ojedinělých učebních pomůcek nám pomůže v pochopení jejich vlivu na učební proces. Stabilizovaný zdroj Stabilizovaný zdroj je zařízení, které do zapojeného obvodu dodává elektrickou energii v pro žáka bezpečném rozsahu. Rozlišujeme mnoho stabilizovaných zdrojů, ať už proudové, napěťové, či zdroje s různým rozsahem nastavení a jinými funkcemi. Nejčastěji jsme se setkávali se zdroji Tesla BK 127 (příloha III.) a Statron 2223 (příloha IV.). Tesla BK 127 je univerzální zdroj určený především pro školní použití s plynule nastavitelným bezpečným napětím od 0 do 20 V s možností odběru do 1 A. Vyznačuje se především jednoduchou obsluhou a nenáročnou údržbou. Statron 2223 se oproti Tesle BK 127 liší v rozsahu napětí, které je od 0 do 30 V a možnosti odebírat až 2,5 A. Straton 2223 se vyrábí jak s analogovým (verze A), tak digitálním (verze D) zobrazením. 28

Oba zdroje obsahují proudové omezení, které zabraňuje výskytu nebezpečných proudů a jsou tak bezpečné při jejich užívání žáky. Digitální multimetry Digitální multimetr je přístroje, kterým lze měřit hned několik elektronických veličin. Ty základní a levnější nám především nabízí měření proudu, napětí a odporu. U novějších se setkáme s možností měření i veličina jako je frekvence, kapacita, vodivost, teplota a jiné. Cenově však jsou pro školy nedostupné a v případě, že se takový přístroj na škole vyskytne, tak slouží pouze pro demonstraci a většinou s ním pracuje jen vyučující. Na školách jsme se setkali s nejrůznějšími multimetry různých značek, nejčastěji vyskytovanými byly DT860E (příloha V.) a METEX M-3800 (obrázek příloha VI.) a jeho modifikace. Pro demonstraci jsme vybrali multimetr zobrazený na obrázku. Ten obsahuje čtyřmístný displej (1), zdířky pro připojení kabelů (2), zdířky pro testování tranzistorů (3) a otáčivé kolečko (4), které slouží ke změně měřené veličiny. Obrázek č. 3: Multimetr UNI-T UT 33A. Převzato z [13] Analogové měřicí přístroje Jsou to přístroje, jichž hlavní částí je elektromechanické zařízení, které využívá magnetických, tepelných a dynamických účinků elektrického proudu, případně silového působení elektrostatického pole ke stanovení některé elektrické veličiny tak, že převede příslušnou elektrickou veličinu na výchylku ukazatele. 29

Nejčastěji vyskytovanými analogovými měřicími přístroji na školách jsou voltmetr (příloha č. VI.), ampérmetr a ohmmetr od různých výrobců. Oproti levným digitálním multimetrům jsou analogové přesnější, ale potřebují častější údržbu a šetrnější zacházení. 3.3.1. Elektronické stavebnice využívané v praxi na ZŠ V naši práci není cílem se do hloubky zabývat elektronickými stavebnicemi, ale pouze uvést několik příkladů, se kterými je možné se setkat na základních školách. Přesto se však neobejdeme bez lehkého nastínění, co je elektronická stavebnice. Novák ji chápe jako soustavu nosných prvků, funkčních prvků a funkčních částí určených k jednorázovému nebo opakovanému sestavení různého počtu obvodů, která je jako celek určena svými didaktickými a technickými parametry. [17] Serafín a Havelka ve své publikaci rozlišují elektronické stavebnice podle několika hledisek, které se opírají o kategorizaci uvedené v práci Nováka. Jsou jimi: Kategorizace podle odborného elektrotechnického zaměření, včetně využitelnosti a možnosti dalšího rozšiřování součástkové základny: Monotematické (jednoúčelové i víceúčelové). Široce koncipované (víceúčelové). Kategorizace podle toho, zda stavebnice můžeme dále doplňovat o další součástky nebo i celé obvody: Stavebnice s otevřeným systémem. Stavebnice s uzavřeným systémem. Z hlediska konstrukčního uspořádání: Stavebnice se samostatnými funkčními jednotkami. Stavebnice se zapojovacími jednotkami (mobilními, stacionárními, obojího typu). Stavebnice se samostatnými funkčními jednotkami a se zapojovacími jednotkami (mobilními, stacionárními, obojího typu). Z hlediska toho, pro koho je stavebnice určena: 30