Masarykova univerzita Pedagogická fakulta KATEDRA FYZIKY Jednoduché fyzikální experimenty na 1. stupni základní školy DIPLOMOVÁ PRÁCE Brno 2007 Vedoucí diplomové práce: Mgr. Ladislav Dvořák Vypracovala: Jana Vrbová
Prohlášení Prohlašují, že jsem diplomovou práci a použila jen prameny uvedené v seznamu literatury. zpracovala samostatně Souhlasím, aby práce byla uložena na Masarykově univerzitě v Brně v knihovně Pedagogické fakulty a zpřístupněna ke studijním účelům.... podpis 2
Chtěla bych touto cestou poděkovat panu Mgr. Dvořákovi za jeho cenné rady a pomoc při tvorbě této diplomové práce. 3
Obsah 1. ÚVOD...6 2. EXPERIMENT (Pokus)...8 3. Učebnice přírodovědy pro čtvrté ročníky základní školy... 11 3.1 PŘÍRODOVĚDA 4 - učebnice pro 4. ročník ZŠ (Nová škola)... 11 3.2.PŘÍRODOVĚDA 4 (Scientia)... 13 3.3. ROK V PŘÍRODĚ - přírodověda pro 4. ročník (Fortuna)... 15 3.4. PŘÍRODOVĚDA PRO 4. ROČNÍK ZÁKLADNÍ ŠKOLY (Státní pedagogické... 17 nakladatelství)... 17 3.5 PŘÍRODOVĚDA 4 (Alter)... 18 3.6.PŘÍRODOVĚDA PRO 4. ROČNÍK ZŠ (Scientia a Státní pedagogické nakladatelství)... 21 4. Učebnice přírodovědy pro páté ročníky základní školy... 23 4.1. PŘÍRODOVĚDA 5 - učebnice pro 5. ročník základní školy (Nová škola)... 23 4.2 PŘÍRODOVĚDA 5 (Scietia)... 25 4.3 OD VESMÍRU K ČLOVĚKU - Přírodověda pro 5. ročník základní školy ( Fortuna)... 26 4.4 PŘÍRODOVĚDA 5 - (Alter)... 28 5. Dotazník a grafy... 31 5.1. Úvod... 31 5.2. Dotazník... 32 5.3. Grafy... 35 5.4 Shrnutí... 40 PRAKTICKÁ ČÁST... 41 JEDNODUCHÉ FYZIKÁLNÍ EXPERIMENTY... 41 Úvod... 41 6.1.1 Plove se snadněji ve slané vodě než ve sladké (např. v moři)?43 6.1.2 Vodní vír... 45 6.1.3 Rozpustí plamen sněhovou kouli?... 47 6.1.4 Vytvoření vodní lupy... 49 4
6.1.5 Je voda roztažitelná?... 51 6.2 VZDUCH A JEHO VLASTNOSTI... 53 6.2.1 Stoupá teplý vzduch vzhůru nebo klesá?... 53 6.2.2 Je potřeba vzduch k hoření?... 55 6.2.3 Je vzduch stlačitelný?... 57 6.2.4 Lze vzduch zvážit?... 59 6.2.5 Roztažnost vzduchu... 61 6.3 MAGNETISMUS... 63 6.3.1 Jaké látky magnety přitahuj?... 63 6.3.2 Lze pomocí magnetu posunout kancelářskou sponku?... 65 6.3.3 Přitahují se nebo se odpuzují?... 67 6.4 JEDNODUCHÉ STROJE... 69 6.4.1 Jak páka usnadňuje práci?... 69 6.4.2 Jak pomáhá kladka při zvedání nákladu?... 71 6.4.3 Jak kolo pomáhá při práci?... 73 6.5. MĚŘENÍ... 75 6.5.1 Jak lze měřit teplotu?... 75 6.5.2 Čas - odhad... 77 6.5.3 Měření rychlosti... 78 6.6 VLASTNOSTI LÁTEK... 79 6.6.1 Mohou látky přecházet z jednoho skupenství do druhého?... 79 6.6.2 Tají všechny pevné látky při stejné teplotě?... 81 6.7 ZAJÍMAVÉ POKUSY... 83 6.7.1 Je možno vsunout natvrdo uvařené oloupané vejce do láhve s užším hrdlem, aniž by se vejce poškodilo?... 83 6.7.2 Hustota kapalin... 85 6.7.3 Lze vytvořit horkovzdušný balón ve škole?... 87 6.7.4 Balónek v mikrovlnné troubě... 89 6.7.5 Balónky, které se přitahují a odpuzují... 91 7. Závěr... 93 Seznam použité literatury:... 95 RESUMÉ... 98 5
TEORETICKÁ ČÁST 1. ÚVOD Příroda je krásná kniha, ze které se učíme číst celý život. Dnešní doba klade stále větší důraz na vědu a přírodní jevy. Přírodní jevy můžeme poznávat různými způsoby. Mě nejvíce zaujal způsob pomocí jednoduchých fyzikálních experimentů. Fyzikální část prvouky a přírodovědy je zastoupena ve všech programech primární školy. Všechny oblasti fyzikálního učiva jsou úzce propojeny s ostatními částmi prvouky a přírodovědy. Oblast fyzikální části můžeme koncipovat různými způsoby. U nás se tradiční přístup orientuje v koncipování této části prvouky a přírodovědy především na fyzikální informace a fyzikální způsob pozorování a experimentování. [ 2 0 ] Podle mého názoru se dítě, ale i dospělí učí nejlépe a nejsnadněji tehdy, když ani neví, že se učí a nebo si na objevení přijde sám. V tomto případě bych se řídila heslem Johna Deweye: Učení prostřednictvím činnosti. Cílem této diplomové práce je zhodnocení učebnic pro čtvrtý a pátý ročník základní školy vzhledem k fyzikálním jednoduchým experimentům a navrhnout soubor pokusů, které by měly v učebnicích pro čtvrtý a pátý ročník základní školy doplnit stávající stav. Měly by to být takové pokusy, které žákům nejlépe objasní daný problém, které jim pomohou pochopit fyzikální procesy, ale i takové, které děti pobaví. Ve druhé kapitole Experiment jsem shrnula důležitost, funkčnost a význam experimentu na prvním stupni základní školy. [20] PODROUŽEK, Ladislav. Úvod do didaktiky prvouky a přírodovědy pro primární školu. 6
Ve třetí kapitole nazvané Učebnice pro čtvrtý ročník základní školy se zabývám výskytem experimentů v učebnicích určených pro čtvrtou třídu. Pro srovnání jsem se zabývala analýzou výskytu experimentů v učebnicích z různých nakladatelství. Zjišťuji dostatečné množství, kvalitu pokusů a jejich vhodnost pro čtvrtý ročník základní školy. Ve čtvrté kapitole Učebnice přírodovědy pro pátý ročník základní školy sleduji výskyt jednoduchých fyzikálních experimentů v těchto učebnicích. Zjišťuji jejich úroveň a aplikovatelnost na prvním stupni. Pátou kapitolu jsem nazvala Dotazník. V této kapitole jsem se snažila shrnout informace získané pomocí dotazníků u učitelů učících přírodovědu ve čtvrtých a pátých ročnících na prvním stupni základní školy. Dotazníkem jsem chtěla zjistit, zda učitelé používají experimenty, jak často je provádí a odkud berou inspiraci. V šesté kapitole nazvané Jednoduché fyzikální experimenty navrhuji jaké jednoduché experimenty bych já, jako učitelka, uvítala v učebnicích, jaké mě nejvíce zaujaly a jaké bych doporučila provádět s dětmi na prvním stupni základní školy. V závěru diplomové práce jsem shrnula informace o diplomové práci a zhodnotila informace získané pomocí dotazníků. 7
2. EXPERIMENT (Pokus) Mezi metody práce, které se využívají nejen na prvním stupni základní školy, jsou metody: - metoda monologická založená na využívání souvislého mluveného projevu jednotlivce učitele nebo žáka - metoda práce s textem založená na práci s textovými pomůckami jako činnosti základní pro tento postup - metoda dialogická založená především na činnostním principu rozhovoru - metoda rozborová, situační, projektová a inscenační založené především na analyticko syntetické činnosti žáka a na principu hraní rolí - didaktická hra a soutěž jako vyučovací metoda - metoda názorně demonstrační a metoda praktických činností (experiment dříve pokus) založené na pozorovací činnosti žáka a na vlastní praktické aktivitě Metody názorně demonstrační jsou založené především na pozorovací činnosti žáka. Působí na rozvoj paměti, jsou oporou myšlenkové činnosti žáků, uvádějí žáka do přímého styku s poznávanou skutečností, obohacuje jejich představy, konkretizuje abstraktní systém pojmů. Sama demonstrace znamená názornou ukázku předmětu či procesu. Účelem například výkladu spojeného s názornou metodou je objasnit žákům určitý úsek učiva s demonstrovanými předměty a jevy, což dohromady tvoří logicky strukturovaný celek. Mezi nejjednodušší demonstrační metody patří ilustrace, která doplňuje většinou slovní výklad. Jako příklady lze uvést schémata a kresby na tabuli, diagramy, obrazy, mapy, tabulky. [ 2 5 ] [25] VALIŠOVÁ, Alena, KASÍKOVÁ, Hana. Pedagogika pro učitele. 8
Při demonstraci se představují předměty, činnosti, procesy. Při demonstraci můžeme použít dvourozměrné názorné pomůcky. Jako například klasický obrazový materiál, grafy, schémata a fotografie, ale i film, video záznam. Metody demonstrační jsou úzce spjaty s metodami praktických činností. Metody praktických činností můžeme rozdělit na: - Didaktické montážní a demontážní práce žáků jsou využívány již v předškolním věku, jde o manipulaci s předměty (sestavování a rozdělávání stavebnice lego). Na prvním stupni se již jedná o montáž a demontáž technických výrobku nebo fyzikálních pomůcek. - Laboratorní práce žáků pomáhají v rozvíjení schopností žáků pozorovat, samostatně uvažovat, upevňovat manuální dovednosti, dovednosti komunikovat. Rozlišujeme laboratorní práce krátkodobé (fyzikální pokus) a dlouhodobé (vypěstování rostliny) Podle mého názoru je jednou z nejvýznamnějších metod, kde člověk může manipulovat s přírodninami je pokus. Při této metodě můžeme ovlivnit průběh jevů. Experiment je vždy spojen s pozorováním a podle mého názoru, je velmi názorný a rozšiřuje u žáků pozorovací schopnosti a jejich myšlení. Pokus neboli experiment se od pozorování liší tím, že při něm měníme podmínky přírodního děje a taky tím, že ho můžeme kdykoliv zopakovat. 9
Nejčastěji se používá pro demonstraci jevů, které by byly těžko pozorovatelné v přirozeném prostředí. Ve škole jsou užívány dva základní typy pokusů: - demonstrační pokus - provádí jej sám vyučující, učitel na tomto pokusu názorně demonstruje přírodovědný jev. Měl by být, co nejlépe připraven a předem odzkoušen. - frontální pokus - provádí jej žáci samostatně nebo ve skupinách tento typ pokusu je velmi náročný na organizaci práce a na disciplinovanost žáka. Je velmi důležité, aby činnost žáků byla neustále kontrolována. Významnou etapou při provádění pokusů je přesné vymezení výsledků pokusů, vyvozování závěrů a zdůrazňování významu pokusů pro další poznávání a praktický život žáků. [ 2 0 ] Na 1. stupni základní školy je pokus náročnou metodou. Pokus musí být názorný, pochopitelný všem žákům, snadno proveditelný, bezpečný. Pokus by se měl vždy zdařit. Výsledek experimentu se nemá žákům sdělovat předem. [ 3 ] Pokusy můžeme provádět krátkodobé. Při nich je experiment proveden v jedné vyučovací hodině a tuto hodinu učitel uzavře nějakou poučkou nebo závěrem. Existují také pokusy dlouhodobé, které zaberou více času a vyžadují přesné a dlouhodobé zápisy (datum zahájení, záznam podmínek, měření hodnot na začátku pokusu, měření v průběhu a na konci, náčrty, výsledek a závěr). Jevy, které žáci pomocí pokusů zjišťují dokáží lépe vysvětlit a v praktickém životě je dokáží lépe použít. [20] PODROUŽEK, Ladislav. Úvod do didaktiky prvouky a přírodovědy pro primární školu [3] FABIÁNKOVÁ, Bohumíra. Didaktika prvouky. 10
3. Učebnice přírodovědy pro čtvrté ročníky základní školy 3.1 PŘÍRODOVĚDA 4 - učebnice pro 4. ročník ZŠ (Nová škola) [ 2 9 ] Učebnice vydaná v nakladatelství Nová škola je velmi přehledná, rozdělená do několika kapitol. O jednoduché fyzice se zmiňuje v podkapitole Měření. Žáci se tam seznamují s tí Nejprve se žáci seznámí s tím, co je to vlastně měření. Vyberou jednoho spolužáka a jeho výšku potom porovnají se zbytkem třídy - jde o srovnávání výšky bez využití jakýchkoliv měřidel. Například o délce učebnice informuje žáky jaká existují měřidla pro určení délky. Autoři navrhují malý experiment, který je vždy viditelně označen malou sněhovou vločkou. Jde o měření lavice různými měřidly a porovnávání výsledků. Žáci se seznámí také s měřením hmotnosti, v tomto případě učebnice nenavrhuje žádný experiment. Teplota a čas jsou v učebnici dostatečně popsány, objevují se i obrázky, ale ani u těchto veličin učebnice nenavrhuje žádný jednoduchý experiment. [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 11
Na konci každé podkapitoly učebnice odkazuje na pracovní sešit. Pracovní sešit rozšiřuje informace a žák se může s učivem více a podrobněji seznámit. K podkapitole měření jsou v pracovním sešitě věnovány čtyři strany. K veličině délka autorka navrhuje odhadování délky lavice, tabule, šířku sešitu a žák se má zamyslet, čím by jednotlivé předměty měřil. Pro měření hmotnosti je v pracovním sešitě navrhnut malý jednoduchý experiment, který je doprovázen otázkou: Změní se hmotnost předmětu, změníme - li jeho tvar? Žáci si tento pokus mohou vyzkoušet s plastelínou a váhou. Další návrh na pokus se týká zjištění hmotnosti 1 litru vody. Žák pomocí odměrky a váhy může zjistit hmotnost 1 litru vody. Podobný experiment je navržen pro zvážení vzduchu. Pro veličiny čas a teplota jsou v pracovnám sešitě uvedeny pouze cvičení na doplňování - verze pracovního listu. Učebnice je přehledná, slovní popis je doplněn i obrázky pro lepší představivost žáka. Experimentů není v učebnici ani v pracovním sešitě mnoho, ale jsou dostatečné k objasnění problému měření a žáka jistě zaujmou. 12
3.2.PŘÍRODOVĚDA 4 (Scientia) [ 2 9 ] Tato učebnice se fyzikálním učivem zabývá v kapitolách Člověk si usnadňuje práci, Kolo na hřídeli, kladka, Elektrická energie, Jak zacházíme s elektrickou energií, Technika a věda. Kapitola nazvaná Člověk si usnadňuje práci podporuje žáka ve zkoumání jednoduchých strojů jako je páka. Jev je v kapitole vysvětlen nejen pomocí textu, ale i obrázku. Na konci podkapitoly jsou navrhnuty pokusy, které si mohou žáci vyzkoušet přímo ve škole. Například si pomocí gumy a tužky vytvoří páku (guma je podložka a tužka je páka), žák si vyzkouší, které předměty se mu podařilo nadzdvihnout. Po vysvětlení nakloněné roviny si žáci mohou vyzkoušet výhody práce s nakloněnou rovinou. Pomocí siloměru změří sílu, která je zapotřebí ke zvednutí balíku učebnic ze země na lavici a kolik je potřeba síly k vyzdvižení balíku na lavici pomocí nakloněné roviny. Kapitola Kolo na hřídeli, kladka opakuje pokus přemisťování učebnic pomocí kovových válečků, ale k tématu kolo na hřídeli a kladka je v učebnici pouze slovní popis a obrázek, ale není navrhnut žádný jednoduchý experiment. [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 13
Kapitoly Elektrická energie a Jak zacházíme s elektrickou energií jsou spolu propojeny a plynule na sebe navazují. Zatímco v první části (Elektrická energie) se žáci dozví, kde a jak se elektřina vyrábí (vysvětleno slovem i obrázkem), ve druhé kapitole (Jak zacházíme s elektrickou energií) si mohou podle návodu na pokus sestavit jednoduchý elektrický obvod. Kapitola Technika a věda shrnuje kdy a kde se setkáváme s technickými vymoženostmi a jak je využíváme. Tato část učebnice je bez návrhu na pokus. K učebnici přísluší i pracovní sešit. K některým kapitolám jsou uvedeny pracovní listy. K pokusu v kapitole Kolo na hřídeli, kladka je v pracovním sešitě list, kde je pokus rozšířen o více variant (tlačení nákladu po hladké ploše, tlačení nákladu po válečcích nebo po drsné ploše,...). Kapitola Jak zacházíme s elektrickou energií je rozšířena o přesnější popis pro zapojení jednoduchého elektrického obvodu. Pokusy jsou v učebnici velmi dobře označeny, a to pomocí piktogramů. Učebnice Přírodověda 4 od nakladatelství Scientia je velmi dobře koncipována, jednoduché experimenty jsou vysvětleny krátce, ale výstižně. Pouze bych doporučila použití barevných obrázků pro lepší představivost dětí. 14
3.3. ROK V PŘÍRODĚ - přírodověda pro 4. ročník (Fortuna) Učebnice Rok v přírodě je rozdělena do kapitol dle ročního období. Fyzikální učivo je zahrnuto v kapitole Zima a v podkapitole Zkoumáme ve škole a doma. [ 2 9 ] V části měření jsou na malém obrázku ukázána jaká máme měřidla a poté následují úkoly, které mají žáci řešit. Například zjišťují hmotnost prázdné nádoby, odměří do ní 1 litr a určí hmotnost - úkolem je zjistit hmotnost jednoho litru vody. Na část, která je zaměřená na měření teploty učebnice navrhuje společný pokus ve třídě. Na sv. Barboru si mají děti utrhnout větvičku třešně a dát jí do vázy do místnosti, kde každé ráno měří teplotu. Změří teplotu jak vnitřní, tak venkovní, údaje si zapisují až do Vánoc a potom výsledky porovnávají. Další návrh je na odpařování vody. Do dvou odměrných válců nalijí stejný objem vody a údaje si zapíší, jeden válec umístí ven za okno a druhý nechají v místnosti. Odměrné válce pozorují a zapisují, kde se odpařilo více vody a vyvozují závěry. V učebnici se dále vyskytuje jednoduchý návod na srážkoměr, nápad je to velmi dobrý, ale není k němu žádný slovní popis, pouze obrázek. Nejsem si jistá, zda je to dostačující pro žáka čtvrté třídy. Téma Voda je v učebnici doprovázeno pouze doplňujícími otázkami bez návrhu na nějaký pokus. [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 15
Dalším tématem je Vzduch, který je v učebnici velmi stroze popsán, bez nějakého praktického cvičení. Jediné, co učebnice v tomto tématu navrhuje, je měření teploty vzduchu při zemi a ve výšce nad dveřmi pomocí teploměru. Podkapitola Zkoumáme ve škole i doma obsahuje i část o magnetismu. Prvním návrhem na pokus jsou 2 tyčové magnety a žák přikládáním konců magnetu k sobě zjišťuje, co se s nimi děje a vyvozuje závěry. Žáci si také pomocí magnetů mohou vyzkoušet, které předměty v jejich okolí mají magnetické vlastnosti. Učebnice Rok v přírodě je velmi nápaditá. Jen škoda, že navrhované pokusy jsou málo rozpracované a provázené, jak slovem, tak obrázky. 16
3.4. PŘÍRODOVĚDA PRO 4. ROČNÍK ZÁKLADNÍ ŠKOLY (Státní pedagogické nakladatelství) Fyzikální učivo se v této učebnici vyskytuje pouze v kapitole Podmínky života na Zemi a jejich rozmanitost. V podkapitole Vzduch se žáci dozvědí z čeho se skládá vzduch, kde se vyskytuje a závislost pohybu vzduchu na jeho teplotě. Na konci podkapitoly je uveden odkaz na pracovní sešitě,a kde si mají děti pokus s teplým a studeným vzduchem vyzkoušet. [29] Návrh na pokus v pracovním sešitě je doprovázen i obrázkem. Děti si mají vystřihnout papírového hada ve tvaru spirály, který je součástí přílohy pracovního sešitu. Do středu hlavy zapíchnou špendlík a špendlík zapíchnou do špejle a to celé usadí do moduritu. Hada postaví na topení a pozorují, co se s hadem děje. Vzduch pozorují i při mávání rukou nad kousky papíru kousky papíru se rozletí, děti hledají odpověď na otázku Proč k tomu došlo?. Poslední návrh na pokus v tématu Vzduch, který je v pracovním sešitě, je vsypání křídy do kádinky s vodou, do jiné kádinky vhodíme kostku cukru, při zahřívání pozorujeme jestli je někde vzduch a proč. V této učebnici je fyzikální učivo minimálně zastoupeno a podle mého názoru, ty pokusy, které tam jsou, nestačí pro vysvětlení jevů. Zbytek učebnice je věnována hlavně fauně a flóře. Návrhy na pokusy se vyskytují pouze v pracovním sešitě a to z velké většiny pouze slovním doprovodem, který je, podle mého názoru, trochu strohý [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 17
3.5 PŘÍRODOVĚDA 4 (Alter) [ 2 9 ] V této učebnici se s fyzikálním učivem setkáváme v kapitole Vlastnosti látek. Tato kapitola je rozdělena na několik podkapitol. V podkapitole Měření vlastností látek - opakování si žáci mohou zopakovat učivo ze třetího ročníku, jako je měření zahrady - délka, šířka, měření času, hmotnosti, objemu a teploty. Doplní si do tabulky, čím se tyto hodnoty měří a v jakých jednotkách je zapisujeme. V podkapitole jiné vlastnosti látek se můžeme setkat s tématem magnetická síle. Učebnice navrhuje k této části hned tři pokusy. První pokus je pozorování působení magnetické síly. K pokusu je zapotřebí magnet a předměty z různých materiálů (železné, dřevěné, hliníkové, papírové,...). Žáci si zapíší do tabulky, které předměty magnet přitahoval a které ne. Druhý pokus se věnuje určování pólů magnetu. Do misky s vodou vložíme menší misku, ve které je páskou přilepený tyčový magnet. Po uklidnění hladiny si pomocí plastelíny na misku označíme kam magnet směřuje a zkontrolujeme pomocí kompasu, který z pólů magnetu směřuje na sever. Pokus se dá několikrát zopakovat. Třetí pokus se zabývá vzájemným silám působících mezi magnety. Žáci se pomocí dvou tyčových magnetů mohou vyzkoušet, co se stane, když k sobě přiblíží magnety se stejnými a s opačnými póly. V kapitole Neživá příroda se můžeme setkat s vlastnostmi vzduchu. Na tohle téma autoři navrhují 3 pokusy. Při prvním pokusu pozorujeme, jak se při zahřívání mění objem vzduchu. [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 18
Plastovou láhev naplníme do poloviny studenou vodou, zašroubujeme víčko se zasunutým brčkem ponořeným ve vodě, víčko utěsníme plastelínou. Láhev postavíme do nádoby s horkou vodou a dále zahříváme. Žáci po provedení pokusu mají možnost zhodnotit, jestli se bude či nebude ohřívat vzduch v láhvi. Druhým pokusem pozorujeme, jak se při ochlazování mění objem vzduchu. Na horkou sklenici přetáhneme balónek a strčíme ji do mrazicího boxu. Žáci pozorují, co se stane s horkým vzduchem a balónkem. Třetí pokus je věnován působení síly vzduchu. PET láhev, která má ve dně a ve víčku díru (obě díry jsou ucpané plastelínou) naplníme vodou a nad umyvadlem odstraníme plastelínu ze dna. Žáci pozorují, zda voda odtéká nebo ne. Poté odstraníme i plastelínu z víčka, žáci mohou pozorovat, jestli nastaly nějaké změny. V části Vlastnosti vody autoři navrhují 3 pokusy. Prvním pokusem zkoumáme slanost vody. Do půl litru vlažné vody rozpustíme 20 g kuchyňské soli o ochutnáme - žáci mohou popisovat, jakou má roztok chuť. V druhém pokusu pozorujeme změnu skupenství vody. Pomocí dvou misek naplněných vodou, zjišťujeme změny. Jednu misku umístíme do chladu (např. za okno), druhou misku necháme v místnosti v teple (např. na radiátoru). Každý den mohou žáci pozorovat, kde mizí více vody. Na toto téma autoři navrhují i jiný pokus. Plechový hrneček naplníme roztlučeným ledem a na 15 minut hrníček strčíme do mrazícího boxu. Potom na teplé místo. Žáci mohou pozorovat vnější stranu hrnečku. Třetí pokus navržený na zkoumání vlastností vody si mohou žáci provést i sami doma. Skleničku naplníme vodou a na hladinu položíme složený kousek ubrousku s kancelářskou sponkou. Pozorováním žák zjistí, co se s ubrouskem stalo. 19
Učebnice Přírodověda 4 je velmi nápaditá, pokusy jsou velmi dobře a srozumitelně popsány a slovní doprovod je obohacen i o kvalitní obrazový materiál. Pokusy v podkapitole Jiné vlastnosti látek jsou jednoduché, ale dostatečně objasňující daný jev. Experimenty v podkapitole Vlastnosti vody jsou vhodné a ne příliš náročné. 20
3.6.PŘÍRODOVĚDA PRO 4. ROČNÍK ZŠ (Scientia a Státní pedagogické nakladatelství) Na fyzikální učivo můžeme narazit již v první kapitole Země, Slunce a hvězdy ve vesmíru. Po důkladném vysvětlení, co je to Sluneční soustava, Slunce a kde se nachází se můžeme setkat s návrhem na pokus, který se týká střídání ročních období. Pokus je pouze na obrázku, žák se doprostřed pomyslné kružnice postaví lampu a okolo rozestaví 4 glóby. Na glóbech můžeme pozorovat, jaké světadíly jsou zrovna osvícené, které jsou ve stínu. Pokus by mohl být více popsán slovně. Nejsem si jistá, že by všichni žáci pochopili, co mají dělat. Tento typ pokusu by šlo využít i pro vysvětlení střídání dne a noci. V části Lidé pronikají do vesmíru se můžeme setkat s experimentem na vypuštění vesmírné raketoplánu. Děti si mají nafouknout pouťový balónek a pustit ho do vzduchu. Mohou pozorovat jak je balónek poháněn vzduchem, stejně jako raketoplán. V podkapitola Měříme gravitační sílu Země autoři navrhují experiment se siloměrem a různými předměty na něm zavěšenými. Mohou prostřídat tužku, pouzdro, klíč a porovnat zjištěné údaje. Část Poznáváme magnetické jevy je doplněna o návrhy na pokus s magnety. Potřeba jsou jen 2 tyčové magnety a se spolužákem mohou děti zjistit, že strany se přitahují a odpuzují. Mohou magnety přikládat k různým předmětům. Zjistí, že některé jsou přitahovány a některé ne. Autoři v této části také navrhují kouzlo s magnetem - kancelářskou sponku položíme na papír a pod papír položíme magnet, na kterou stranu magnet posuneme, tam se bude pohybovat i sponka. 21
Kapitola Technika a my začíná jednoduchými stroji usnadňujícími práci. Po vysvětlení co je to páka, kladka a nakloněná rovina, mají pouze nakreslit, kde se takové to stroje dají využít. Až u tématu elektrický obvod autoři navrhují sestrojit jednoduchý elektrický obvod. Učebnice je systematicky rozdělena do kapitol. Ve všech kapitolách jsou navrženy nějaké pokusy. Ne vždy jsou dostatečně vysvětleny, většinou jsou doprovázeny pouze obrázkem. Pokusy bych zařadila ke každému tématu a nechala bych výběr pokusu na uvážení vyučujícího. Návrh na pokus je vždy viditelně označen zeleným puntíkem, je to výhoda pro lepší orientaci žáka, ale i učitele. 22
4. Učebnice přírodovědy pro páté ročníky základní školy 4.1. PŘÍRODOVĚDA 5 - učebnice pro 5. ročník základní školy (Nová škola) Přírodověda 5 - Člověk a jeho svět je rozdělena do několika kapitol a podkapitol. V podkapitole Magnetická síla se mohou žáci seznámit s tím, co magnet dokáže pomocí navrhovaných pokusů. Prvním pokusem si děti vyzkouší jaké tvary může magnet vykouzlit. Pomocí magnetu, drobných hřebíčků a tvrdého výkresu. Magnet uložíme pod výkres a na něj nasypeme drobné hřebíčky, které se díky magnetu zformují do obrazců. V druhém pokusu si děti vyzkouší, co vše je magnetem přitahováno (špendlík, sirka, tužka, mince,...). [29] V části Země si mohou žáci vyzkoušet střídání dne a noci přímo ve třídě. Rozsvítí si lampu na glóbus a vyhledají Českou republiku. Otáčejí - li glóbem, si mohou demonstrovat střídání dne a noci i na jiných místech Země. Malý pokus autoři navrhli i v podkapitole Člověk a energie. Žáci si podle návodu vyzkouší sestavit a zapojit malý jednoduchý elektrický obvod pomocí baterky a žárovičky. Dalšími fyzikálními pokusy se autoři zabývali v kapitole Člověk si dokáže svou práci usnadnit. Pokus na nakloněnou rovinu se skládá ze zvedání autíčka směrem přímo nahoru a pomocí nakloněné roviny. Siloměrem si žáci teorii mohou ověřit. Pokus spojený s kladkou spočívá ve zvedání předmětů pomocí jednoduché kladky sestrojené pouze z vařečky a provázku. Žák zjistí, že pomocí jednoduché kladky si usnadní práci. [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 23
V části, která je věnována páce je také navrhnut malý experiment. Žáci k tomuto pokusu potřebují pouze pravítko, tužku a předmět, který zvedají. Pravítko poslouží jako páka, děti si mohou vyzkoušet kam musí prstem zatlačit, aby předmět uzvedly. I k tématu kolo je navrhnut pokus. Různými způsoby mohou žáci přemisťovat kostku po stole. Siloměrem vždy změří vynaloženou sílu. Při přemisťování po stole kostku podloží špejlemi nebo ji položí na vozíček. Učebnice Přírodověda 5 od nakladatelství Nová škola je velmi kreativní, zdařilá a uzpůsobená pro děti pátých tříd. Navrhované pokusy jsou jednoduché, výstižné a myslím si, že dostatečně objasní daný problém. Pokusy jsou lehce proveditelné ve škole, ale může si je stejně tak žák vyzkoušet doma. Jsou totiž doprovázeny nejen slovním popisem, ale i dostatečným obrazovým materiálem. Jsou vyhovující pro školní účely, nejsou na jejich provedení potřeba žádné speciální pomůcky, které by museli žáci nebo učitel složitě zajišťovat. 24
4.2 PŘÍRODOVĚDA 5 (Scietia) [ 2 9 ] V kapitole Člověk vnímá, přemýšlí, koná se můžeme setkat s rozborem přírodních zákonitostí, kde se autoři zabývají teorií, že s klesajícím třením klesá síla, kterou je potřeba vynaložit autoři se snaží tímto způsobem objasnit přesouvání předmětů či břemen po válečcích. Tato teorie je doprovázena pouze obrázkem, což je podle mého názoru nedostačující. Tato učebnice vůbec nenavazuje na předchozí učebnici Přírodověda 4 od nakladatelství Scientia, což je obrovská chyba a škoda. V této učebnici se nevyskytují žádné náměty na pokusy, ani v kapitole Země a vesmír nebo Vesmírné pohyby. Kniha je plná teorie, spousty poznatků i pěkných obrázků, ale vůbec v ní nenajdeme námět na praktické ověření teoretických poznatků. Myslím si, že poskytovaní teoretických znalostí tím, že je někomu řekneme není moc efektivní, ani obrázek tento problém nevyřeší. Doporučila bych vždy na uzavření kapitoly navrhnout nějaký pokus na dané téma. Žáci si učivo lépe osvojí a později snadněji a rychleji vybaví. [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 25
4.3 OD VESMÍRU K ČLOVĚKU - Přírodověda pro 5. ročník základní školy ( Fortuna) [ 2 9 ] Fyzikální učivo můžeme najít v této učebnici už v části Země jako magnet. Učebnice využívá návaznosti na předchozí Přírodovědu 4 a žák si může zopakovat z minulého roku práci s magnety a jejich vlastnosti. Kapitola Člověk a technika nás uvede do světa jednoduchých experimentů. Nejprve si žák může vyzkoušet jakou sílu musí vynaložit na přetahování se s kamarádem nebo na zvedání učebnic. Sílu může změřit pomocí siloměru. K tématu páka jsou v učebnici uvedeny věcné obrázky s houpajícími se dětmi. Z obrázku je jasně vidět, že je-li jeden z dětí na houpačce těžší je nutné posunout těžiště. Jen je škoda, že autoři pojali tento problém spíše jako slovní úlohu než, aby navrhli pokus. Dále autoři navozují pomocí otázek různé příležitosti, ve kterých můžeme páku využít, ale nenavrhují žádný problém, který by museli žáci vyřešit. Při tématu Nakloněná rovina je hned na začátku navrhnut experiment. Žák se zhotoví břemeno (balíček starých novin) a zavěsí jej na siloměr. O hranu židle si opře velké pravítko čí desku a vytvoří nakloněnou rovinu. Břemeno po nakloněné rovině třikrát vytáhne na siloměru a zaznamená si vynaloženou sílu. Poté úkol zopakuje, ale bez nakloněné roviny. Výsledky porovná a vyvodí závěr. [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 26
Kladka je nástroj usnadňující práci a žák si podle návodu z učebnici může vyzkoušet její činnost. Pomocí špulky od nitě, provázku a tužky. Provázek omotá kolem tužky a zkouší jak tahem dolů táhne tužku nahoru. Je to podle mě velmi dobrý pokus, který je lehce proveditelný ve škole a nezabere příliš času na přípravu. V tématu Kolo si děti mohou vyzkoušet přemisťování předmětů pomocí válečků, kol anebo bez jejich pomoci. Autoři učebnice se zabývali i silou poháněcí svět, např. parním strojem. V učebnici je jednoduchý parní stroj. Žák se může alespoň seznámit s jeho chodem. Energie, která svět pohání a kterou si můžeme podle učebnice vyzkoušet, je energie elektrická. Žáci si podle návodu mohou sestavit jednoduchý elektrický obvod. Učebnice Od vesmíru k člověku je nesmírně zajímavá, se spoustou nápadů k pokusům. Jen by jich mohlo být více takových, které lze provést ve škole. 27
4.4 PŘÍRODOVĚDA 5 - (Alter) [ 2 9 ] Učebnice Člověk a technika společně s částí Život na Zemi a Země ve vesmíru tvoří soubor tří učebnic přírodovědy pro pátý ročník základní školy od nakladatelství Alter. V učebnici Člověk a technika můžeme najít témata jako například nakloněná rovina. Toto téma je dostatečně vysvětleno pomocí textu ale i obrázků. Žák zde má rozhodnout o tom na kterou činnost vynaloží více síly - na zvedání sudu svisle vzhůru nebo pomocí šikmého prkna. V tomto tématu není navržen žádný praktický pokus. Páka je v učebnici vysvětlena i pomocí praktického pokusu. Na tužku si položíme pravítko, tužka tvoří střed pravítka. Na každý konec pravítka položíme jednu stejnou minci, pozorujeme, co se s pravítkem, tedy s pákou, děje. Další vyzkoušíme dvě mince na jedné straně a jedna mince na druhé straně. Dvě mince posouváme na střed tak dlouho, dokud není pravítko ve vodorovné pozici. K tématu kladka je pouze textový a obrazový materiál, bez návrhu na experiment. Část věnována kolu je hned na začátku vysvětlena pomocí pokusu. Žák si naskládá na sebe několik knih a zkusí je prstem posunout. Poté si pod knihy vloží tři pastelky válečkového tvaru a posune knihy. Může porovnat, kdy byla práce s posunutím knih snadnější. [29] ČÍŽEK, Jaroslav. SEVT.[online] 28