ROZVOJ PŘÍRODOVĚDNÉ GRAMOTNOSTI ŽÁKŮ POMOCÍ INTERAKTIVNÍ TABULE Eva HEJNOVÁ, Růţena KOLÁŘOVÁ Abstrakt V příspěvku je prezentováno další z řady CD (Vlastnosti látek a těles) určených pro učitele základních škol, které vydává nakladatelství Prometheus jako pomocný výukový materiál pro práci s interaktivní tabulí. V příspěvku jsou prezentovány různé typy úloh z CD a je ukázáno, jak mohou tyto úlohy přispívat k rozvoji přírodovědné gramotnosti ţáků. DEVELOPMENT OF PUPILS SCIENCE LITERACY WITH THE USE OF AN INTERACTIVE WHITEBOARD Abstract In the contribution there is presented some interactive multimedia material (CD Properties of Materials and Bodies) for the teaching of physics with an interactive whiteboard. This CD was published by the publishing company Prometheus in April 2011. The article deals with the use of some various types of problems that can help to develop of pupils science literacy. 1. Úvod Stále větší počet škol v současné době vyuţívá ve výuce interaktivní tabule, interaktivní učebnice apod. Ţáci většinou oceňují vyuţívání těchto moderních pomůcek, neboť jim nabízejí méně stereotypní formu výuky. Také mnozí učitelé tyto prostředky rádi vyuţívají, mnozí k nim však stále přistupují s nedůvěrou a někteří je odmítají úplně. V našem příspěvku nejprve krátce představíme další z řady CD (Vlastnosti látek a těles), které vydává nakladatelství Prometheus jako pomůcku pro práci s interaktivní tabulí. V další části se zaměříme na aktuálně diskutovaný problém, jímţ jsou nepříliš příznivé výsledky v posledním šetření výzkumu PISA, které proběhlo v roce 2009. V poslední části příspěvku se zaměříme na příklady úloh, vybraných z nového CD, které podle našeho mínění mohou přispět k rozvoji přírodovědné gramotnosti ţáků. 2. Základní informace o novém CD (Vlastnosti látek a těles) V roce 2009 připravilo nakladatelství Prometheus pro podporu interaktivní výuky fyziky CD s multimediálními prezentacemi pro výuku fyziky na ZŠ s moţností vyuţití na interaktivní tabuli [1], které zahrnuje učivo tématického celku Měření fyzikálních veličin. O tomto CD jsme referovali na konferenci Moderní trendy v přípravě učitelů fyziky 4 v roce 2009 [2]. Další CD z této řady, které vyšlo začátkem roku 2011, je zaměřeno na téma Vlastnosti látek a těles [4]. Obě CD doplňují učebnici autorů R. Kolářová a kol.: Fyzika pro 6. ročník ZŠ, dobře však poslouţí i učitelům, kteří učí podle jiných učebnic. Autorský kolektiv je tvořen didaktiky i učiteli ze základních škol (E. Hejnová, Přírodovědecká fakulta UJEP, Ústí nad Labem, R. Kolářová, Matematicko-fyzikální fakulta UK, Praha, V. Bdinková, Základní škola, Novolíšenská 10, Brno, V. Kamenická, Základní škola, Uhelný trh 4, Praha 1). 1
CD Vlastnosti látek a těles zahrnuje pět předváděcích sešitů: Tělesa a látky, Síly, Stavba látek, Elektrování a Magnety. Stejně jako v předchozím CD jsme do jednotlivých prezentací zařazovali zejména různé typy úloh, přičemţ důraz jsme kladli zejména na vyuţití fyzikálních poznatků v běţném ţivotě a na mezipředmětové vazby. Ke zvýšení motivace ţáků přispěje i maximální snaha zařazovat zajímavé problémové úlohy, náměty na samostatnou práci, různé soutěţe, vyuţívání odkazů na webové stránky atd. Učitel také můţe prezentace podle svých představ upravovat, doplňovat a aktualizovat. Podrobnější popis k uspořádání jednotlivých sešitů byl uveden jiţ v příspěvku v Srní v roce 2009 [2] a lze ho také nalézt v publikaci [3]. Ukázky úloh z CD jsou ke staţení na stránkách nakladatelství Prometheus [5]. Většina úloh je doplněna metodickými poznámkami, které učiteli usnadňují přípravu na výuku a často zahrnují i další náměty na aktivitu, jeţ lze se ţáky provádět v souvislosti s uvedenou úlohou nebo problémem. Na mnoha stránkách v předváděcích sešitech jsou uvedeny odkazy na internet, kde lze najít další zajímavosti, informace k danému tématu, obrázky, applety apod. Některé stránky obsahují také námět na provedení pokusu. Pro snazší provedení experimentu je stránka doplněna názornými fotografiemi, případně videonahrávkou. Závěrečné stránky kaţdého sešitu zahrnují nejrůznější zajímavosti, nápady, doplňovačky a náměty na další činnosti, které lze v souvislosti s probíraným tématem provádět. Na konec kaţdého předváděcího sešitu jsou zařazeny pojmové mapy. Při vytváření pojmových map se musí ţáci zamýšlet nad hierarchií pojmů a jejich vzájemnými vztahy. K dispozici jsou jednak hotové mapy a jednak neúplné mapy, které ţáci doplňují z nabídnutých pojmů. Protoţe se s touto technikou setkávají ţáci v 6. ročníku poprvé, jsou mapy doplněny i ilustračními obrázky, které jim mohou některé pojmy připomenout. 3. Rozvoj přírodovědné gramotnosti žáků pomocí vybraných úloh z CD Úlohy, které jsou součástí CD, mohou také dobře poslouţit k rozvoji přírodovědné gramotnosti ţáků. Připomeňme, ţe pojetí přírodovědné gramotnosti se utvářelo nejprve v rámci výzkumu TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study), konečnou podobu koncepci přírodovědné gramotnosti dal však zejména mezinárodní výzkum PISA (Programme for International Student Assessment) [6]. Tvůrci tohoto výzkumu vycházejí z toho, ţe ačkoliv je důleţité si v průběhu studia osvojit konkrétní znalosti, uţití těchto znalostí v dospělém ţivotě závisí hlavně na tom, jak si jednotlivec osvojil širší pojmy a dovednosti. Pro výzkum PISA byla na základě výše uvedených skutečností vytvořena následující definice přírodovědné gramotnosti [6]: Přírodovědná gramotnost je schopnost využívat přírodovědné vědomosti, klást otázky a na základě důkazů vyvozovat závěry vedoucí k porozumění a usnadňující rozhodování týkající se přirozeného světa a změn, které v něm nastaly v důsledku lidské činnosti. Definice přírodovědné gramotnosti dále zahrnuje tři hlediska: postupy, obsah a situace. Přírodovědnými postupy označují tvůrci výzkumu PISA široké spektrum dovedností, které mají ţáci při řešení úlohy vykonávat. Výzkum PISA se zaměřuje na následujících pět postupů: rozpoznání otázek, které je moţno zodpovědět pomocí vědeckého zkoumání; určení důkazů nezbytných pro vyvození určitého závěru; vyvozování závěrů z předloţených poznatků nebo jejich posouzení; formulace závěrů a jejich srozumitelné vyjádření; porozumění přírodovědným pojmům a poznatkům. 2
Současné pojetí přírodovědného vzdělání, které by měli ve škole získat všichni ţáci, zdůrazňuje zejména rozvoj obecného porozumění důleţitým pojmům; porozumění metodám, pomocí kterých věda získává důkazy na podporu svých tvrzení; pochopení silných stránek vědy i jejích omezení ve skutečném světě; schopnost z předkládaných skutečností a informací vyvodit správné a podloţené závěry, na základě předloţených důkazů kriticky posoudit výroky lidí a odlišit názory od tvrzení podloţených důkazy. Výzkum PISA 2006 ukázal [6], ţe silnou stránkou českých žáků jsou především faktografické znalosti. Problémy jim ale dělalo např. vytváření hypotéz, využívání různých výzkumných metod, experimentování, získávání a interpretace dat, posuzování výsledků výzkumu, formulování a dokazování závěrů. Naši ţáci byli podle [7] úspěšnější při aplikaci vědomostí neţ při rozpoznávání otázek, které lze vědecky zkoumat a při pouţívání vědeckých důkazů. Výuka přírodovědných předmětů na našich základních školách zpravidla klade tradičně větší důraz na shromažďování a reprodukci teoretických znalostí než na podstatu vědeckého zkoumání a uvažování. Poslední šetření, realizované v roce 2009, ukázalo [8], ţe za časové období od roku 2006 do roku 2009 se výsledky českých ţáků v přírodovědné části testu významně zhoršily (větší pokles ve výsledku svých ţáků zaznamenalo pouze Rakousko). Navíc z doprovodných dotazníků vyplynulo, ţe pro české ţáky není škola místem, kam by chodili rádi. Více neţ polovina všech patnáctiletých ţáků se ve škole často nudí a třetina do školy nechce chodit vůbec. V tomto příspěvku bychom chtěli upozornit na některé typy úloh zařazených do CD Vlastnosti látek a těles, které podle našeho názoru mohou přispět k rozvoji přírodovědné gramotnosti a také v neposlední řadě ke zvýšení motivace ţáků řešit přírodovědně zaměřené úlohy. Jednotlivé typy úloh je moţné rozdělit do následujících čtyř skupin: Rozhovor mezi dětmi ţáci spolu diskutují o určitém problému, který je navozen v zadání úlohy a můţe být doprovázen i kresbou situace či fotografií (tzv. concept cartoons [9]). Ţákům můţe být předloţeno několik moţných závěrů či tvrzení, z nichţ můţe být jen jedno správné, nebo mohou být správná všechna. Ţáci se tímto způsobem učí dobře argumentovat, vytvářet hypotézy, vyvozovat správné závěry apod. (příklad úlohy viz na obr. 1). Pozorování fotografií ţáci mají na základě svého pozorování vyvodit správné závěry, nebo říci, které skutečnosti zachycené na fotografii podporují určitou domněnku. Pokusy zadané pomocí obrázku ţákům je předloţeno vyobrazení jednoduchého pokusu a určitá myšlenka nebo hypotéza, která má být ověřena. Ţáci pak mají např. naplánovat, které věci se musí porovnávat, jaké proměnné by se měly změnit, jaké kroky musí udělat, aby získali potřebné údaje atd. Informace z letáku, novin atd. ţákům je předloţen stimulační materiál ve formě textu a otázka, kterou mají zodpovědět. V těchto úlohách je pak zpravidla vyţadováno vysvětlení nějakého jevu nebo zhodnocení dané situace, při které ţáci prokazují porozumění určitému fyzikálnímu poznatku. 3
Obr. 1 4. Závěr I kdyţ v interaktivní tabuli nelze spatřovat všemocný nástroj, řešící veškeré vzdělávací a další problémy současné školy, jde jistě o prostředek, který v rukou zkušeného a informovaného učitele můţe být úspěšnou pomůckou, jeţ pomůţe zvýšit efektivnost vzdělávacího procesu a motivovat ţáky ke studiu přírodovědně zaměřených předmětů. Stále je však třeba mít na paměti, ţe interaktivní tabule je jen nástroj, mnohem důleţitější je vlastní přístup učitele k výukovému obsahu, který je z tohoto hlediska zcela klíčový. Literatura 1. HEJNOVÁ, E. a kol. Měření fyzikálních veličin. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2009. ISBN 978-80-7196-380-6. 2. HEJNOVÁ, E., KOLÁŘOVÁ, R. Jak učit fyziku na základní škole s interaktivní tabulí. In Moderní trendy v přípravě učitelů 4. Sborník. Plzeň, Západočeská univerzita v Plzni, 2009, s. 107-110. ISBN 978-80-7043-785-8. 3. HEJNOVÁ, E., R. KOLÁŘOVÁ, R. Interaktivní tabule ve výuce fyziky na základní škole. Matematika-fyzika-informatika, únor 2010, roč. 19, č. 6, s. 341-347. 4. HEJNOVÁ, E. a kol. Vlastnosti látek a těles. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2011. ISBN 978-80-7196-413-1. 5. Demoverze CD (Vlastnosti látek a těles) [online]. [cit. 2011-04-01]. Dostupné z WWW: < http://www.prometheus-nakl.cz/>. 6. PISA: Měření vědomostí a dovedností Nová koncepce hodnocení žáků. 1. vyd. Praha: ÚIV, 1999. 76 s. ISBN 80-211-0333-7. 4
7. MANDÍKOVÁ, D. Jak to vidí mezinárodní výzkumy aneb čeští ţáci v mezinárodním srovnání In Lze učit fyziku zajímavěji a lépe?. Praha: MATFYZPRESS, 2008. s. 51-86. ISBN 978-80-7378-057-9. 8. PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., BASL, J. Umíme ještě číst? [online]. Praha: ÚIV, 2010 [cit. 2011-04-01]. Dostupné z WWW: < http://www.uiv.cz/clanek/607/1871> 9. NAYLOR, S., KEOGH, B. Concept Cartoonc In Science Education (the ConCISE Project). 1. vyd. Cheshire: Millgate House Publishers, 2000. 206 s. ISBN 0-9527506-2-7. Kontaktní adresa RNDr. Eva Hejnová, Ph.D. Katedra fyziky, Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně České mládeţe 8, 400 96 Ústí nad Labem Telefon: +420 475 283 316 E-mail: eva.hejnova@ujep.cz Doc. RNDr. Růţena Kolářová, CSc. Katedra didaktiky fyziky, Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy V Holešovičkách 2, 18 00 Praha 8 Telefon: +420 221 912 405 E-mail: ruzena.kolarova@mff.cuni.cz 5