DIDAKTIKA PRO 2. ST.ZŠ 3. díl

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA DIDAKTIKA PRO 2. ST.ZŠ 3. díl Eva Hejnová 2012 1

OBSAH Obsah 1 Předmluva 2 1 Současný stav výuky na ZŠ a na nižším stupni víceletých gymnázií 3 1.1 Rámcové a školní vzdělávací programy na základní škole a nižším stupni víceletých gymnázií 3 1.2 Fyzikální část přírodovědy na 1. stupni ZŠ. 7 2 Návaznosti a koordinace výukových předmětů s fyzikou, mezipředmětové vazby. 7 2.1 Základní pojmy integrované výuky. 8 2.1 Integrovaná výuka v českých zemích v minulosti.. 10 2.3 Integrovaná výuka v dnešní české škole. 12 2.4 Dvoustranné vazby mezi předměty. 14 3 Projektové vyučování ve fyzice.. 19 3.1 Projektová výuka v obecném pohledu 19 3.2 Projektová výuka ve fyzice 21 4 Informační a komunikační technologie ve výuce fyziky.. 24 4.1 Využití ICT ve výuce fyziky.. 24 4.2 Interaktivní tabule ve výuce fyziky. 25 5 Fyzika v systému školství u nás a v zahraničí... 29 5.1 Systém vzdělávání ve vybraných zemích 29 5.2 Kritéria srovnávání učebnic.... 31 5.3 Alternativní učebnice.. 32 6 Materiální zajištění výuky ve fyzice... 33 6.1 Prostory pro vyučování fyzice. 33 6.2 Učební pomůcky.. 34 7 Exkurze..... 36 Literatura. 37 1

Předmluva Vážení čtenáři, dostáváte do rukou 3. díl studijního materiálu ke kurzu Didaktika fyziky pro 2. st. ZŠ, který je určen studentům kombinovaného studia učitelství fyziky pro 2. stupeň základní školy. Dobře však poslouží i ostatním zájemcům. Tento díl studijního materiálu se zaměřuje na témata, která jsou tradičně zařazena v rámci výuky pedagogických a psychologických disciplín (např. problematika kurikulárních dokumentů, projektového vyučování, integrované výuky apod.). V tomto studijním textu se však snažíme tato témata vztáhnout konkrétně k výuce fyziky, resp. z obecnějšího pohledu k výuce přírodovědných předmětů. Vzhledem k neustále se měnící situaci v našem školství je však nutné sledovat vývoj prostřednictvím nově vycházející literatury, odborných časopisů i pomocí dalších zdrojů (seminářů pro učitele, internetu apod.). Studijní text je rozčleněn do sedmi kapitol. První kapitola je věnována současnému stavu výuky na základních školách a nižším stupni víceletých gymnázií. Pozornost je věnována zejména systému kurikulárních dokumentů a výuce přírodovědy na 1. stupni základní školy. Druhá kapitola se zaměřuje na návaznosti a koordinaci výukových předmětů s fyzikou a na mezipředmětové vazby. Velká pozornost pak věnována zejména integrované výuce, která na našich školách není dosud běžná. Třetí kapitola je věnována projektové výuce ve fyzice, která je považována za moderní výukovou metodu. Text je doplněn užitečnými tipy a odkazy na témata, která mohou být pro projekty využita. Čtvrtá kapitola se zaměřuje na využití informačních a komunikačních technologií ve výuce fyziky. Vzhledem k tomu, že se jedná o velmi rozsáhlou problematiku, zaměřili jsme se pouze na vymezení základních okruhů, které do této oblasti patří, přičemž jsme se snažili čtenáři poskytnout zajímavé odkazy na další zdroje, ze kterých může každý učitel fyziky čerpat náměty pro svou výuku. Větší pozornost v této kapitole je věnována možnostem využití interaktivní tabule ve výuce. Pátá kapitola se zaměřuje na zahraniční školské systémy. Vzhledem k rozsáhlosti tohoto tématu jsme pro ilustraci zvolili systém vzdělávání ve Velké Británii a v Německu. V šesté kapitole se věnujeme materiálnímu zajištění výuky fyziky. V rámci této kapitoly je čtenáři opět poskytnuto velké množství konkrétních odkazů na organizace a firmy, které se zabývají výrobou a opravou pomůcek a realizací odborných učeben. Poslední, sedmá, kapitola se stručně věnuje exkurzím a odkazuje na různé možnosti, které se dají při plánování exkurzí využít. V úvodu jednotlivých částí každé kapitoly je zpravidla uveden odkaz na literaturu, kterou by si měl každý student prostudovat, neboť tento text by měl sloužit pouze k vytvoření základní představy o dané problematice. Každá část kapitoly je také většinou v závěru doplněna otázkou nebo otázkami, které studenta vedou k zamyšlení nad problémy, které souvisejí s daným tématem. Přeji si, aby vám studium tohoto textu přineslo nejen poučení, ale i mnoho praktických námětů pro vaši výuku ve školách a motivovalo vás i k dalšímu vzdělávání v dané problematice. Všem čtenářům tohoto studijního textu budu velmi vděčná za upozornění na všechny chyby či nedostatky, které v něm naleznou. V Děčíně 18. 11. 2012 Eva Hejnová 2

1 Současný stav výuky na ZŠ a na nižším stupni víceletých gymnázií Prostudujte doporučenou literaturu: SVOBODA, E., KOLÁŘOVÁ, R. Didaktika fyziky základní a střední školy: vybrané kapitoly (skriptum). Praha: Karolinum, 2006, s. 27-54. Seznamte se Rámcovým vzdělávacím programem pro základní vzdělávání (aktuální verze je dostupná např. na stránkách metodického portálu RVP http://rvp.cz/informace/dokumenty)rvp/rvp-zv). Prostudujte alespoň rámcově tzv. Bílou knihu (dostupná je na http://aplikace.msmt.cz/pdf/bilakniha.pdf). 1.1 Rámcové a školní vzdělávací programy na základní škole a nižším stupni víceletých gymnázií Systém kurikulárních dokumentů v českém školství V této kapitole uvedeme, jakými závaznými dokumenty se musí řídit učitel fyziky při koncipování a realizaci výuky a jaké dokumenty si musí učitel sám vytvářet. V roce 1999 byly potřeby rozvoje vzdělanosti pro 21. stol. vyjádřeny ve vládním dokumentu Koncepce vzdělávání a rozvoje vzdělávací soustavy v České republice. Na základě této koncepce pak vznikl Národní program rozvoje vzdělávání v České republice (známý jako tzv. Bílá kniha), který byl v roce schválen v roce 2001. Bílá kniha formuluje vládní strategii v oblasti vzdělávání. V roce 2005 vyšel Zákon o předškolním, základním, středním, vyšším odborném a jiném vzdělávání. Těmito dokumenty se do české vzdělávací soustavy zavádí nový systém kurikulárních dokumentů pro vzdělávání žáků od 3 let do 19 let. Kurikulární dokument je pedagogický dokument, který vymezuje především koncepci, cíle a vzdělávací obsah daného typu školy. Kurikulární dokumenty (obr. 1) jsou vytvářeny na dvou úrovních státní a školní. a) státní úroveň Výchozím dokumentem na státní úrovni je Národní program rozvoje vzdělávání, který formuluje požadavky na vzdělávání jako celek. Rámcové vzdělávací programy (dále jen RVP) vymezují závazné rámce vzdělávání pro jednotlivé etapy vzdělávání. Konkrétně se jedná o: organizační uspořádání na daném stupni školy, podmínky přijetí ke vzdělávání, způsob a ukončování vzdělávání, pojetí a cíle výuky, klíčové kompetence, povinný obsah učiva, očekávané výstupy, rámcový učební plán. 3

Obr. 1 Systém kurikulárních dokumentů (obr. převzat z http://www.scio.cz). V RVP je kladen důraz na klíčové dovednosti, nově mají být do výuky zaváděna průřezová témata, velká pozornost je též věnována mezipředmětovým vazbám. b) školní úroveň Na školní úrovni jsou vytvářeny jednotlivými školami školní vzdělávací programy (dále jen ŠVP) podle zásad stanovených v RVP. Podle nich se uskutečňuje vzdělávání na jednotlivých školách. ŠVP i RVP jsou veřejné dokumenty. RVP ZV a jeho transformace do ŠVP Vzdělávací obsah základního vzdělávání je rozdělen do devíti vzdělávacích oblastí (obr. 2). Vzdělávací oblasti jsou tvořeny vzdělávacími obory. Příklad: Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obory: Fyzika, Chemie, Přírodopis, Zeměpis Každý vzdělávací obor je popsán pomocí očekávaných výstupů a učiva. Očekávané výstupy mají činnostní povahu (např. žák změří zvolenými měřidly některé důležité fyzikální veličiny charakterizující látky a tělesa), jsou prakticky zaměřené, využitelné v běžném životě a ověřitelné. Učivo je prostředkem k dosažení očekávaných výstupů. Je doporučeno školám k dalšímu rozpracování do jednotlivých ročníků, na úrovni ŠVP se však učivo stává závazné. 4

Obr. 2 Úrovně členění RVP a ŠVP (obr. převzat z prezentace doc. J. Škody, Ph.D.) Vzdělávací obsah (očekávané výstupy a učivo) je v rámci ŠVP rozčleněn do vyučovacích předmětů. Konkrétní škola vzdělávací obsah rozpracuje a případně ho doplní v učebních osnovách podle potřeb, zájmů, zaměření a nadání žáků tak, aby bylo zaručeno směřování k rozvoji klíčových kompetencí. Z jednoho vzdělávacího oboru může být vytvořen jeden vyučovací předmět nebo více vyučovacích předmětů, případně může vyučovací předmět vzniknout integrací vzdělávacího obsahu více vzdělávacích oborů (integrovaný vyučovací předmět). RVP umožňuje propojení (integraci) vzdělávacího obsahu na úrovni témat, tematických okruhů, případně vzdělávacích oborů. Fyzika může být i nadále vyučována tradičně jako samostatný předmět nebo integrována ve vzdělávací oblasti Člověk a příroda, která kromě fyziky, zahrnuje biologii, chemii a zeměpis (u nás je zeměpis tradičně řazen spíše mezi přírodovědné disciplíny a svými důrazy tomu odpovídá i jeho předmětové kurikulum). Vzdělávací oblast Člověk a příroda má žákům poskytnout prostředky a metody pro hlubší porozumění přírodním faktům a jejich zákonitostem. Upouští se od výrazně faktografické náplně učiva ve prospěch snahy pomoci žákům, aby se lépe orientovali v běžném životě a uměli získané poznatky lépe využívat. Vzdělávací obory této oblasti svým činnostním a badatelským charakterem výuky umožňují žákům hlouběji porozumět zákonitostem přírodních procesů, a tím si uvědomovat i užitečnost přírodovědných poznatků a jejich aplikací v praktickém životě. Zvláště významné je, že při studiu přírody specifickými poznávacími metodami si žáci osvojují i důležité dovednosti. Podle RVP se jedná především o rozvíjení dovednosti soustavně, objektivně a spolehlivě pozorovat, experimentovat a měřit, vytvářet hypotézy o podstatě 5

pozorovaných přírodních jevů, analyzovat výsledky tohoto ověřování a vyvozovat z nich závěry. Přírodovědné disciplíny jsou si velmi blízké v metodách a prostředcích, které používají ve své výzkumné činnosti. Používají totiž podobné empirické prostředky ke zkoumání přírody (tj. soustavné a objektivní pozorování, měření a experimenty) i prostředky teoretické (pojmy, hypotézy, modely a teorie). To by se bezesporu mělo odrážet i ve výuce přírodovědných disciplín. RVP může pro některé školy a jejich učitele představovat výzvu pro zavádění principů integrované výuky do školní praxe (obr. 3). Z jednoho vzdělávacího oboru může být vytvořen jeden vyučovací předmět nebo více vyučovacích předmětů, vyučovací předmět může případně vzniknout integrací vzdělávacího obsahu více vzdělávacích oborů (integrovaný vyučovací předmět). RVP ZV umožňuje propojení (integraci) vzdělávacího obsahu na úrovni témat, tematických okruhů, případně vzdělávacích oborů, přičemž integrace vzdělávacího obsahu musí respektovat logiku výstavby jednotlivých vzdělávacích oborů. K integraci některých témat vybízejí zejména průřezová témata, z nich zejména enviromentální výchova představuje oblast s největším průnikem učiva jednotlivých přírodovědných předmětů. Problematika životního prostředí a trvale udržitelného rozvoje se stává v posledních letech vysoce akcentovanou zejména na úrovni 2. stupně ZŠ a postupně výrazně proniká do učiva všech přírodovědných předmětů. Obr. 3 Integrovaná výuka v Evropě (obr. převzat z prezentace doc. J. Škody, Ph.D.) 6

1.2 Fyzikální část přírodovědy na 1. stupni ZŠ Přírodověda V ČR se vyučuje jako integrovaný předmět ve 4. a 5. ročníku primární školy. Obsahuje didakticky upravené učivo všech významných přírodních věd a jejich oborů, přičemž se výrazně uplatňuje integrovaný přístup k učivu. Obsah předmětu je dělen na tematické celky, které jsou pojaty tak, že v každém z nich převažuje určitý pohled vybrané přírodní vědy (např. pohled fyzikální, astronomický, botanický atd.). Učivo přírodovědy má složku poznatkovou (osvojování pojmů, zákonitostí atd.) a složku činnostní (pokusy, pozorování atd.). Fyzikální část přírodovědy se zaměřuje zejména na tyto oblasti: oblast fyzikálních veličin a jejich praktické využití (hmotnost, objem, síla, teplota), oblast elektrické energie, využívání elektrických strojů a elektrický obvod, oblast techniky, strojů a jejich využívání, včetně jednoduchých strojů (kladka, kladkostroj, nakloněná rovina aj.). Tyto oblasti jsou úzce propojeny s ostatními částmi prvouky a přírodovědy, zejména s učivem o neživé přírodě, s podmínkami života na Zemi, orientací v čase a prostoru, s dopravní výchovou aj. Obsah přírodovědně zaměřených témat na 1. stupni základní školy: Země ve vesmíru (Sluneční soustava, Zkoumání vesmíru, Model Země glóbus, Velikost Země, Otáčení Země, Denní doby, Čas a denní doby, Země jako magnet, Zemská přitažlivost, Porovnání magnetického a gravitačního pole, Vzdušný obal Země, Roční období) Člověk a technika (Síla účinky síly, měření síly, jednotka síly; Páka osa otáčení, páka dvojzvratná a jednozvratná, rameno síly, jednoduchý stroj nakloněná rovina, kladka; kolo; energie dýchání, hoření; parní stroj, spalovací motor; elektrická energie elektrárna, energie vody, větru, slunečního záření, elektrická baterie, elektrický článek, jednoduchý elektrický obvod, bezpečnost práce při práci s el. zařízeními, pojistka) Úkol: Vyberte si téma jedné vyučovací hodiny fyziky na ZŠ a uveďte, jaké jsou očekávané výstupy dle RVP a jaké závazné učivo byste zařadili do ŠVP. Uveďte též mezipředmětové vazby, návaznosti na 1. st. a průřezová témata. 2 Návaznosti a koordinace výukových předmětů s fyzikou, mezipředmětové vazby Prostudujte doporučenou literaturu: JANÁS, J. Mezipředmětové vztahy a jejich uplatňování ve fyzice a chemii na základní škole. Brno: UJEP, 1985. 87 s. ISBN-. 7

2.1 Základní pojmy integrované výuky Náš školský systém prochází v současné době mnoha proměnami, z nichž mnohé jsou vnímány pedagogickou veřejností s jistými rozpaky či nedůvěrou. Také výuka přírodovědných předmětů na základních (ale i středních) školách prochází v současnosti obdobím hledání dalšího směřování. Rychle se rozvíjející vědní disciplíny s mnoha mezioborovými vazbami se stávají nepřehlédnutelnou výzvou pro inovaci obsahu i metod přírodovědného vzdělávání. Také světové trendy v přírodovědném vzdělávání ukazují na užitečnost větší, či menší míry integrace některých předmětů či témat, která může přispět ke zvýšení atraktivity přírodovědných oborů, což úzce souvisí zejména se změnou postojů žáků k výuce přírodovědných předmětů, konkrétně se zvýšením motivace žáků učit se těmto předmětům. Kromě toho může integrace přispět i k větší efektivitě vzdělávání, kterou lze zjišťovat např. měřením výsledků vzdělávání (viz např. mezinárodní výzkum PISA). Přesto se většina základních škol v České republice z nejrůznějších důvodů stále drží tradičního rozdělení na samostatné učební předměty. Výuka přírodovědných předmětů na základních školách v České republice je v současné době ovlivňována Rámcovým vzdělávacím programem pro základní vzdělávání, který naznačuje možnosti zavádění integrované výuky a integrovaných vyučovacích předmětů do učebních plánů a osnov základních škol, jenž jsou realizovány prostřednictvím školních vzdělávacích programů. RVP ZV však nelze chápat jako cíl, ale spíše jako cestu k hledání nového paradigmatu přírodovědného vzdělávání. Toto nové paradigma bude zřejmě klást velký důraz na multidisciplinární charakter přírodovědného vzdělávání, které musí být nutně založeno na integraci poznatků a přístupů různých vědních disciplín. Menší důraz bude dávat na předávání velkého množství izolovaných poznatků a bude se více zaměřovat na individualizovanou výuku, jež bude vycházet zejména z konstruktivistických metod učení a badatelsky orientovaného vyučování. Uveďme nejprve přehled některých základních pojmů, které budeme v dalším textu používat. První přesnější vymezení integrované výuky se objevilo v šedesátých a sedmdesátých letech 20. století, kdy ve světě (zejména ve Velké Británii, USA a Kanadě) dochází k výrazným inovačním snahám v obsahu i formách školního vzdělávání, jejichž cílem bylo zvýšení jeho úrovně a také zvýšení zájmu o přírodovědné předměty. Pojem integrace přírodních věd byl charakterizován jako přístupy, při nichž jsou koncepce a principy přírodních věd prezentovány tak, že vyjadřují základní jednotu přírodovědného myšlení a pojmů a potlačují přežilé nebo nevýznamné rozdíly mezi různými oblastmi přírodních věd. Integrovanou výuku pak můžeme chápat ve smyslu spojení (syntézy) učiva jednotlivých učebních předmětů nebo kognitivně blízkých vzdělávacích oblastí v jeden celek s důrazem na komplexnost a globálnost poznávání, kde se uplatňuje řada mezipředmětových vztahů. Integrovaná výuka tak není založena na vybraných oblastech vzdělávání či učebních předmětech, tj. na předmětovém kurikulu, ale vychází z tzv. integrovaného kurikula. Integrované kurikulum je podle Pedagogického slovníku vzdělávací program založený na integrované výuce (u nás má toto kurikulum tradici zejména na 1. stupni, na vyšších stupních se zpravidla uplatňuje předmětové kurikulum). Integrované kurikulum je založeno zejména na mezipředmětových vazbách v obsahu učiva, přičemž jsou respektovány vztahy a souvislosti mezi vzdělávacími obsahy různých učebních předmětů a je podporováno celistvé (propojené) chápání skutečnosti žáky. Podle stupně integrace může být integrovaná výuka v širším slova smyslu chápána jako konsolidování učiva, tj. ve smyslu sjednocení obsahů různých učebních předmětů 8

v samostatný učební předmět (časté bývá např. spojení chemie a fyziky). Většinou se uplatňují pouze dvouoborové mezipředmětové vazby, jednotlivá témata jsou řazena za sebou, přičemž se vychází ze stanovení způsobu a struktury řazení poznatků jednotlivých oborů. Jejich obsah však zůstává relativně samostatný. V tomto případě mluvíme o tzv. vnější integraci, neboť jsou spojovány učební předměty z podobných kognitivních oblastí. Jako klíčové se v tomto případě jeví vhodné řazení jednotlivých témat integrovaných oborů, které umožňují řešit danou problematiku z různých úhlů pohledu a pomáhá postihovat souvislosti mezi jednotlivými problémy. Při tomto způsobu integrace je třeba zejména řešit otázku, které učební předměty je vhodné spojovat. Integrovaná výuka může být chápána také jako koncentrování učiva, tj. ve smyslu výkladu nebo řešení určitého problému současně z různých hledisek jednotlivých vědních oborů a vytvoření nového učebního předmětu, který by umožnil různé pohledy na daný problém spojit v jeden celek a uplatňovat tak řadu multilaterálních mezipředmětových vazeb v obsahu učiva (lze se např. zabývat pohledem na vzduch, vodu atd. z hlediska přírodopisu, fyziky, chemie, zeměpisu apod.). V tomto případě se jedná o vnitřní integraci a často se pak mluví o tzv. sjednocené výuce. Ta směřuje k jednotnému pohledu na vybraný problém a jeho řešení z pohledu několika učebních předmětů současně. V tomto případě je nutno řešit primární otázku, co a jak vybrat z obsahu tradičních učebních předmětů a jak stanovit rozsah, strukturu a pojetí nového předmětu. Tento přístup umožňuje, aby si žáci vytvořili ucelený obraz okolního světa, eliminuje se tak roztříštěnost poznatků. Na druhou stranu může být u tohoto typu integrace problém se zachováním logičnosti propojování poznatků. Navíc v našem systému pregraduální přípravy učitelů, která probíhá zpravidla jako dvouaprobační studium, hrozí reálné riziko upřednostňování některého předmětu (případně předmětů) před druhými. Integrovanou výuku lze také chápat jako koordinaci učiva, na kterou lze nahlížet jednak ve smyslu logické návaznosti osvojování, rozšiřování a prohlubování učiva v jednotlivých předmětech (koordinace obsahová), jednak ve smyslu používání stejných metod a metodických postupů (koordinace metodická), a také ve smyslu časové návaznosti na učivo předcházející, na současně osvojované i na učivo budoucí (koordinace časová). Tento způsob integrované výuky je na našich školách využíván zřejmě nejčastěji, neboť umožňuje využívání bilaterálních mezipředmětových vazeb, které učitelé dokáží nejsnáze vyhledávat a začleňovat do školních vzdělávacích programů, resp. do učebních osnov jednotlivých předmětů. Tyto vazby lze navíc nalézat téměř mezi jakýmikoliv předměty. V širším slova smyslu lze integrovanou výuku chápat také jako tzv. kombinovanou výuku, kdy se v určitých fázích (zpravidla na začátku nebo na konci druhého stupně základní školy) realizuje sjednocená (integrovaná) výuka přírodovědných předmětů. Na závěr ještě uveďme, že v užším slova smyslu je možné integrovanou výuku chápat také jako soubor integrovaných témat, která jsou zařazována do samostatných učebních předmětů (podle RVP ZV se bývá např. zařazováno průřezové téma environmentální výchova do jednotlivých vzdělávacích oborů nebo vyučovacích předmětů ve vzdělávací oblasti Člověk a příroda). Častou praxí našich základních škol je též realizace různých typů projektů, které spojují poznatky z více předmětů s praktickými činnostmi, případně tzv. integrovaných dnů, kdy celá škola realizuje jedno společné téma. 9

2.2 Integrovaná výuka v českých zemích v minulosti Pokud se zabýváme možnostmi využívání integrované výuky na našich základních školách v současné době, je zajímavé i poučné vrátit se do historie, kde lze objevit mnoho zajímavých myšlenek a návrhů výukových projektů, které v menší či větší míře využívají různých forem integrace. V tomto příspěvku se zaměříme pouze na období od počátku 20. století do současnosti, které je z hlediska zavádění integrovaných učebních předmětů nejpřínosnější, a to zejména s ohledem na významné inovační snahy v českých zemích, které spadají právě do tohoto období, a také s ohledem na jisté paralely s hledáním současného paradigmatu přírodovědného vzdělávání. Zároveň budeme sledovat, jak na pozadí postupně se měnících vzdělávacích paradigmat procházelo přírodovědné vzdělávání během svého historického vývoje obdobími svého rozvoje i obdobími útlumu. Na přelomu 19. a 20. století a na počátku 20. století bylo naše školství ovlivňováno zejména německým a rakouským školstvím, což bylo dáno zejména historickým vývojem ve středoevropské oblasti. Toto období lze považovat také za počátek moderního přírodovědného vzdělávání, kdy se začínají formulovat základy přírodovědného kurikula, základy metod vědeckého zkoumání přírody a jsou formulovány celospolečenské cíle přírodovědného vzdělávání. Funkci druhého stupně základní školy tehdy plnily měšťanské školy, které významně ovlivnily Vzorné učební osnovy pro české chlapecké a i dívčí školy měšťanské, vydané v Praze v roce 1910. Podle nich se mají ve výuce zohledňovat potřeby praktického života a také místní poměry. Každá škola si musela vypracovat zvláštní podrobné osnovy, ve kterých bylo učivo jednotlivých učebních předmětů rozpracováno a zároveň přizpůsobeno místním poměrům školy (můžeme v tom spatřovat zajímavou paralelu k současné situaci v našem školství, kdy každá škola zpracovává svůj školní vzdělávací program). Z pohledu integračních snah je významná skutečnost, že bylo do jisté míry využíváno spojování obsahů jednotlivých učebních předmětů (např. přírodozpyt jako učební předmět spojoval fyziku a chemii). V této době započaly v oblasti přírodovědných a společenskovědných oborů výzkumy zabývající se problematikou tzv. sceleného (sjednoceného) vyučování. Důraz byl kladen zejména na problematiku strukturace, způsoby koncipování učiva a možnosti jeho sjednocování. Důležitou otázkou se proto stal výběr kognitivních oblastí z hlediska psychologických nebo logických zřetelů, které se měly stát základem integrace. Kromě toho bylo také nutné hledat vhodné tzv. obsahové středy, nazývané také nosné tematiky nebo jádra, které by umožňovaly různorodý obsah učiva spojovat v logický celek. Tato problematika byla řešena zejména tzv. experimentální pedagogikou v první třetině 20. století, která se utvářela v kontextu pragmaticky orientovaného paradigmatu. V přírodovědném vzdělávání se začíná klást velký důraz na metody vědecké práce (pozorování, experimentování, formulaci a ověřování hypotéz, formulace závěrů atd.), do škol se zavádí projektová výuka, prosazují se principy činné školy, která klade důraz na aktivitu, tvořivost a názornost. Zároveň se objevují výrazné integrační snahy na základě hledání přirozených souvislostí mezi učebními předměty. Problémem však zůstává nalezení takové didaktické koncepce, která by byla pro spojování jednotlivých učebních předmětů vhodná. 10

V roce 1933 byly vydány Definitivní učební osnovy pro obecné školy, které umožnily zavádění idejí činné školy do běžné školní praxe. Podle těchto osnov měly být stanoveny tzv. koncentrační osy a středy školní práce, které měly sloužit jako prostředek, jak se vyhnout nelogičnosti nebo nepřirozenosti při koncipování a strukturování učiva v nových samostatných předmětech. Na vyšším stupni školy (6. až 8. roč.) byly koncentračními středy tzv. reálie (Dějepis, Zeměpis, Přírodopis a Přírodozpyt a Občanská nauka a výchova). Integrovaný učební předmět Přírodozpyt, který zahrnoval fyziku a chemii, byl koncipován na základě vnější integrace fyziky a chemie. Objevily se i snahy o koncentraci učiva přírodozpytu a přírodopisu. Výzkumy provedené v tomto období představují první významné pokusy zavádění integrovaných učebních předmětů, které ukázaly na možné způsoby a přístupy k integraci a také identifikovaly problémy, které jsou s tím spojené. K těmto úskalím patřilo především stanovení nejvhodnějšího způsobu uspořádání učiva, který by omezil preferování některých úhlů pohledu určitého oboru na daný problém na úkor ostatních. Kritizována byla také velká různorodost učiva, která může zabránit vytváření dostatečně přesných představ o jednotlivých oborech. V období 2. světové války se i nadále vyučovalo podle osnov z roku 1933, jejich obsah byl, zejména co se týče přírodovědných předmětů, značně redukován a také zatížen fašistickou ideologií. Od konce 2. světové války až do poloviny 70. let 20. století bylo pro přírodovědné vzdělávání určující tzv. polytechnické paradigma. Školský zákon z roku 1948 vydaný pod názvem Učební plány a učební osnovy pro školy národní a střední umožnil na 2. stupni základních škol zavedení samostatných učebních předmětů, v nichž byl kladen důraz zejména na předávání systematicky utříděných poznatků jednotlivých oborů. Rozvoj přírodních věd a ohromný technický i technologický pokrok v tomto období poznamenal výrazným způsobem i přírodovědné vzdělávání, které vycházelo z experimentálních poznatků jednotlivých vědních disciplín a kladlo důraz zejména na kognitivní oblast. Upřednostňován byl především přenos co největšího množství vědeckých poznatků do školské praxe, přičemž způsobům, jakými si žáci budou tyto poznatky osvojovat, byla věnována jen malá pozornost. V učebních osnovách bylo preferováno cyklické (spirálové) uspořádání učiva, které však velmi často vedlo ke zdvojování učiva, jenž se probíralo v různých předmětech. Učební osnovy zejména v 50. letech 20. století kopírovaly systém sovětského školství (pětiletá národní škola a na ni navazující všeobecně vzdělávací škola zakončená maturitou), což znamenalo úplný odklon od integrované výuky, a to dokonce i na 1. stupni základních škol, kde mělo zařazení prvouky a vlastivědy již svou dlouholetou tradici. V 60. letech 20. století se osnovy vrátily k našemu tradičnímu členění učebního plánu (na pětiletý první stupeň a čtyřletý druhý stupeň), z hlediska integrované výuky však nedošlo k žádným podstatnějším změnám. Postupně (zejména pak po roce 1976, kdy byl přijat dokument Další rozvoj československé výchovně vzdělávací soustavy ) se začíná řešit problém nepropojenosti jednotlivých poznatků z různých předmětů a aktuální se stává problematika mezipředmětových vazeb. Ačkoliv se objevují požadavky na vypracování systému integrujících prvků učiva všech příbuzných předmětů mezi dvojicemi předmětů i mezi všemi příbuznými předměty a s tím související požadavek vypracování koordinovaných učebních osnov jednotlivých předmětů a zpracování vhodných učebnic, bylo hledání obsahových vztahů a souvislostí mezi tématy jednotlivých předmětů ponecháno víceméně na samotných učitelích. Ti však jen velmi těžko mohli tento problém sami 11

uspokojivě řešit, neboť zpravidla neznali obsah jiných předmětů. Pro toto období od konce 70. let do konce 80. let 20. století je určující tzv. scientistické paradigma, které ve výuce přírodovědných předmětů klade důraz na vysokou míru abstrakce, zevšeobecnění, matematizace a atomizace. Tento přístup pravděpodobně negativně poznamenal zájem žáků o přírodovědné vzdělávání a svou jednostrannou orientací na kognitivní cíle zřejmě přispěl i k malé oblíbenosti přírodovědných předmětů (zejména fyziky a chemie). Tento stav bohužel přetrvává u mnoha žáků i v současné době, což dokládají mnohé výzkumy provedené na našich školách v nedávné době. Od konce 80. let začínají vystupovat do popředí otázky trvale udržitelného rozvoje a problematika zodpovědného přístupu k využívání přírodních zdrojů. Scientistické paradigma je postupně zatlačováno do pozadí a v souvislosti s měnícím se klimatem ve společnosti (rozvoj informačních technologií, globalizace, omezenost přírodních zdrojů atd.) dochází k hledání nového paradigmatu. V našich zemích se tato problematika stává aktuální zejména po roce 1989, kdy dochází k otevření našeho školství zahraničním trendům a kdy je dána odborné i laické veřejnosti možnost konfrontovat český systém vzdělávání se systémy zahraničními a lépe tak identifikovat kladné i záporné stránky českého školství. V roce 1991 byl vydán upravený Učební plán a osnovy pro základní školy, který přinesl významné uvolnění závaznosti učebních osnov. Učitelé tak mohli provádět úpravu učebních osnov a plánů, např. s ohledem na širší uplatňování vazeb a vztahů v učivu. V dalším historickém vývoji má z hlediska integračních snah význam zejména učební program Národní škola, který byl schválen v roce 1997. Ten umožnil využívat jak tradičního systému učebních předmětů, tak i modifikovaného systému, který zavádí integrovanou výuku ve vybraných kognitivních a psychomotorických oblastech. Integrovaná výuka mohla být realizována prostřednictvím integrovaných učebních předmětů. Ty vytvářely v učebním plánu tzv. bloky (např. blok Poznávání přírody integroval učivo přírodopisu, chemie a fyziky, blok Technika integroval učivo z techniky, fyziky a chemie). Co se týče stupně integrace, bylo využíváno zejména konsolidování učiva, (vnější integrace). U některých témat (např. Vzduch, Voda v přírodě, Technika a lidstvo apod.) bylo využíváno i koncentrování učiva (vnitřní integrace). Z výše uvedené stručné analýzy historického vývoje přírodovědného vzdělávání z hlediska využívání integrované výuky je patrné, že její zavádění na 2. stupni základních škol nemá u nás dlouhodobější tradici. Ukazuje se, že se v průběhu vývoje objevovala spíše jen dílčí řešení této problematiky, která preferovala zejména vnější integraci s využíváním konsolidování učiva. Pouze v 30. letech 20. století (v období 1. republiky) byla u nás výraznějším způsobem otevřena a zkoumána problematika sjednocování učiva. Poté nebyla po několik desetiletí integrované výuce věnována téměř žádná pozornost. Až v 90. letech 20. století se znovu objevují požadavky na různé formy zavádění integrované výuky. 2.3 Integrovaná výuka v dnešní české škole Významný počin z hlediska zavádění integrované výuky představoval Národní program rozvoje vzdělávání v České republice, ve kterém je formulován požadavek zavádění integrované výuky v našem základním školství a jsou v něm formulována hlavní doporučení umožňující jeho realizaci, např. tvorba integrovaných učebních textů, nové formy vzdělávání učitelů apod. Tato orientace na integrovanou formu výuky se opírá 12

jednak o angloamerickou pedagogickou tradici, ale má i významné zázemí v některých asijských zemích s tradičně nejlepšími výsledky v mezinárodních výzkumech přírodovědné gramotnosti (např. Korejská republika, Japonsko). Definice současného paradigmatu přírodovědného vzdělávání je dosud ve fázi hledání a to zejména s ohledem na probíhající změny v českém vzdělávacím systému a také s ohledem na hledání nových cílů a koncepcí přírodovědného vzdělávání, což je záležitost celosvětová, proto je často toto soudobé paradigma označováno jako multidisciplinární, což vychází zejména ze současné multidisciplinarity (nejen) přírodních věd. S hledáním nového paradigmatu je neoddělitelně spojena i problematika hledání klíčových pojmů a stěžejních témat, která by umožňovala propojování, resp. integraci různých vzdělávacích obsahů do komplexnějších celků, jež mají interdisciplinární charakter. Zároveň s tím roste důraz na rozvoj dovedností používat metody vědeckého zkoumání. Integrační trendy v přírodovědném vzdělávání a s tím spojené snahy o multidisciplinární přístup se stále více uplatňuje i na úrovni povinného všeobecného základního vzdělávání v českých školách, a to jak na primárním stupni vzdělávání (ISCED1), tak i na nižším stupni sekundárního vzdělávání (ISCED2). Tyto tendence podporují i nově koncipované rámcové vzdělávací programy. Multidisciplinaritu a integraci podporuje na úrovni ISCED2 zejména zavádění průřezových témat z RVP ZV do osnov vyučovacího předmětu, resp. vzdělávací oblasti. Zejména environmentální výchova představuje oblast s největším průnikem učiva jednotlivých přírodovědných předmětů zahrnutých do vzdělávací oblasti Člověk a příroda. Důvodem k častější frekvenci využívání integrace může být i větší vzdělávací efektivita takto pojaté výuky. Ta je dána vyšší mírou propojenosti poznatků, umožňující celistvější pohled na svět a také zvýšením praktického zaměření výuky. Integrace učebních předmětů může tedy přinášet nejen efektivnější využití času ve výuce, ale i častější využívání netradičních forem a metod výuky zaměřených na aktivní činnost žáků. Kromě ekonomických hledisek se tedy uplatňují i hlediska větší efektivity vzdělávání a zvýšení motivace žáků. Na druhé straně je třeba uvážit i negativa, která jsou s integrací spojena. Jedná se zejména o zachování poměru kvantity a kvality předávaných poznatků a informací v obsahu jednotlivých předmětů a dále o zachování přirozené celistvosti a propojenosti různých pohledů na studovanou skutečnost u jednotlivých témat. Výběr témat musí být řádně promyšlen a analyzován, aby nedocházelo k určité povrchnosti ve vybraných vědomostech a dovednostech žáků, na které bude navazovat jejich další studium. V současné době brání zavádění integrované výuky přírodovědných předmětů do českých škol zejména pregraduální příprava učitelů, jež je zpravidla zaměřena na dva předměty, chybějící postgraduální vzdělávání učitelů v této problematice, chybějící metodické materiály a učební texty, jejichž koncepce by vycházela z integrovaného kurikula. K nepříznivé situaci přispívá i chybějící dlouhodobější tradice integrovaného pojetí výuky a z toho plynoucí nedůvěra našich odborníků, učitelů a širší veřejnosti k této formě výuky. Kromě toho zavádění integrované výuky u nás není komplexněji a systematičtěji řešeno jak na výzkumné, tak na praktické úrovni. Nepominutelný je v našem školství i nedostatek finančních prostředků, které jsou nezbytné pro realizaci výše uvedených změn. V konfrontaci s trendy v přírodovědném vzdělávání ve vyspělých evropských i zámořských zemích se však jeví změna v našem přírodovědném vzdělávání, i přes všechny výše uvedené překážky, jako nevyhnutelná a nezbytná, pokud máme 13

v konkurenci těchto zemí skutečně obstát. Zhoršující se výsledky našich žáků v mezinárodním výzkumu PISA tuto skutečnost již nějakou dobu signalizují. Zároveň tento výzkum také naznačuje, že úspěšnější jsou v tomto výzkumu spíše země s integrovanou výukou. Ze zahraničních zkušeností navíc vyplývá, že integrovaná výuka přírodovědných předmětů může přinášet některá významná pozitiva. Jedná se zejména o zvýšení motivace žáků k učení a zlepšení jejich vztahu k přírodovědným předmětům, jejichž obliba je u našich žáků stále velmi malá. Nepominutelná je též možná úspora času při integrovaném způsobu výuky, neboť nedochází k nechtěnému zdvojování učiva, jak tomu často bývá, pokud se vyučují jednotlivé samostatné předměty. Uspořený čas by pak bylo možné věnovat tolik potřebnému experimentování (např. badatelsky orientovanému učení). Žáci se navíc prostřednictvím integrované výuky neučí izolovaným informacím, ale mohou snáze dospívat ke skutečnému poznání světa, neboli vědění, které umožňuje nejen odfiltrovat z množství dat ta, která mají informační hodnotu, ale také k vědění jako formě prozkoumávání světa jeho poznávání, chápání a porozumění. Úkol: Pokuste o zpracování vybraného tématu s ohledem na vnější nebo vnitřní konsolidaci učiva. Vodnými tématy jsou např. voda, vzduch apod. 2.4 Dvoustranné vazby mezi předměty Fyzika a matematika Matematika a fyzika bývají tradičně považovány za předměty úzce související. Spojuje je určitý způsob myšlení, vyjadřování, fyzika hojně využívá pojmů z matematiky (viz výše uvedený přehled pojmů). Při vyučování fyziky na základní škole je kladen důraz především na kvalitativní přístup k poznávání takových dějů, jejichž popisu se fyzika věnuje. Žáci se seznamují se základními metodami fyziky (pokus a pozorování), s některými fyzikálními zákony, hledají příčiny různých jevů, učí se poznávat vztah příčiny a následku. Vytvářejí si dovednost připravovat, provádět a vyhodnocovat jednoduché pokusy. Tím vším se obohacuje jejich poznání a vytvářejí možnosti porozumět jevům okolo sebe. Pokud budeme při výuce fyziky na základních školách upřednostňovat kvalitativní popis před kvantitativním, vazba fyziky na matematiku nemusí být až tak velká, jak se o ní obecně smýšlí. Přehled pojmů, které používá fyzika z matematiky: Matematické operace (počítání s čísly přirozenými, celými, desetinnými, zlomky, zaokrouhlování čísel, uspořádání čísel), procenta, převody jednotek, předpony pro tvorbu násobných a dílčích jednotek, čísla ve tvaru a.10 a, práce s tabulkami, odhady, úprava výrazů, řešení rovnic (násobení a dělení rovnice), výpočty neznámé z rovnice, funkce (přímá a nepřímá úměrnost), poměr, zápis tabulkou, sestrojení grafu, řešení úloh, slovní úlohy (např. úlohy o pohybu), nákresy, rýsování, znázorňování objektů, pravoúhlá soustava souřadnic, zakreslení bodu do soustavy souřadnic, úhel, měření, rýsování a přenášení úhlu, názvy obrazců a těles, veličiny V,S, souměrnost podle osy 14

a roviny, podobnost trojúhelníků, goniometrické funkce, těžiště, těžnice, skládání vektorů, logické uvažování, představivost, práce a kalkulačkou. V následující tabulce je uvedeno, s jaké matematické poznatky žák ve fyzice potřebuje. (Převzato z Jáchim F., Kolik matematiky potřebuje znát žák základní školy, aby mohl porozumět fyzice, Matematika, fyzika, informatika, 10, str.587-593, 2000-2001). 6. ročník Matematické poznatky zápis desetinných čísel Využitelnost ve fyzice zápis jednotek a veličin násobení a dělení desetinných čísel 10,100, převod jednotek veličin zaokrouhlování čísel zápis zlomků výpočet podle vzorce typu S = a.b rýsování úseček, rovnoběžek a kolmic měření veličin zápis jednotek veličin, čas moment síly rovnoběžník sil základní početní operace na kalkulačce znalost uspořádání celých čísel průběžně čtení na teploměru 7. ročník Matematické poznatky Využitelnost ve fyzice užití vzorce typu S = a.b pro výpočet a nebo b rychlost, čas tlak, vztlaková síla úhel, měření, rýsování a přenášení úhlu paprsková optika souměrnost podle osy a roviny odraz světla sestrojení grafu y = f(x) na základě tabulky pohyby, jízdní řády 8. ročník Matematické poznatky řešení rovnic (násobení, dělení rovnice) přímá a nepřímá úměrnost poměr (příp. postupný poměr) Využitelnost ve fyzice výpočet neznámé ze vztahu I = f(u) apod. sériové a paralelní zapojení, transformace 9. ročník Matematické poznatky násobení mnohočlenu jednočlenem řešení lineárních rovnic Využitelnost ve fyzice výpočet tepla průběžně 15

číslo převrácené podobnost trojúhelníků goniometrické funkce ostrého úhlu zápis čísel ve tvaru a.10 a, a.10 -a a výpočty frekvence zatmění Slunce a Měsíce astronomie astronomie Otázkou zůstává, zda zmíněné matematické poznatky jsou u žáků k dispozici před probíráním příslušného fyzikálního tématu. Protože se v současné době používají různé řady učebnic jak fyziky, tak i matematiky, je účelné, aby si každý učitel měl přehled o tom, kdy k požadovaným matematickým poznatkům žáci dospějí. Fyzika a chemie Přehled pojmů, které používá fyzika z chemie Stavba atomu, ionty, molekuly, protonové číslo, periodická soustava prvků, chemické značky, chemické názvosloví, práce s tabulkami, chemické rovnice, prvky, sloučeniny, vlastnosti látek, elektrochemie, elektrolýza, vedení elektrického proudu v kapalinách, galvanický článek, úlohy o směsích, roztoky, názvy skleněných nádob, hustota, teplo varu, tání, změny skupenství, polovodiče, zákony zachování energie, zdroje energie, obnovitelné zdroje energie, radioaktivita, jaderné reakce, jaderné palivo. Fyzika přírodopis Přehled pojmů, které používá fyzika z přírodopisu Znalost nerostů, krystalická stavba nerostů, fyzikální a chemické vlastnosti nerostů, stavba Země, složení atmosféry, hydrosféra, počasí, význam Slunce, zatmění Slunce a Měsíce, vesmírné jevy, magnetismus, šíření seismických vln, blesk, stavba lidského těla kostra (jednoduché stroje), svaly, svalová námaha, síla, práce, energie, sluch akustika, zrak optické vlastnosti oka, stavba oka, účinky elektrického proudu na organismus, poskytování první pomoci, zdroje energie, životní prostředí, skleníkový efekt, radioaktivita, mikroskop, vážení na laboratorních vahách. Příklady, jak lze uplatnit fyziku v biologii (Převzato z Macháček M., Fyzika a živá příroda, Matematika, fyzika, informatika, 11, str.8.477-8.483, 2002.) 1. V čem se liší stonky suchozemských rostlin, např. pampelišky, od stonků vodních rostlin, např. leknínu? Podle Archimédova zákona jsou listy vodních rostlin nadlehčovány, proto stonky nemusejí být tak tuhé. Leknín má tedy stonky daleko ohebnější než pampeliška, když ho vyndáme z vody, svěsí se dolů. Naproti tomu na něj působí daleko větší síla ze strany díky větší hustotě působí proudící voda na rostliny daleko větší silou než stejně rychlý vzduch. Stonky leknínu jsou proto také houževnatější než stonky pampelišky. Ze stejného důvodu mají ryby daleko tenčí kosti než stejně velcí suchozemští živočichové porovnejme např. kapra a králíka. 2. Proč mohou být vodní živočichové daleko větší než suchozemští? Největší suchozemský živočich, slon, má hmotnost okolo 5 tun, hmotnost velryby může být až 10krát větší. Velrybu samozřejmě nadnáší voda, ve vodě tedy stačí při stejné hmotnosti menší opěrný systém. Řekneme-li to přesněji, tíha těla je ve vodě rozložena na mnohem větší plochu, proto způsobuje mnohem menší tlak. Například při hmotnosti suchozemského živočicha 500 t a obsahu tlap 4 krát 0,05 m 2 = 0,2 m 2 by v jeho tlapách byl tlak přibližně 25 MPa, zatímco tlak, kterým voda působí na velrybu (hydrostatický tlak), je v hloubce 10 m jen 100 kpa, tedy 250krát menší. 16

Toho, že voda odlehčuje opěrný systém, se využívá i při rehabilitaci lidí např. po úrazech. Cvičí-li člověk ve vodě, nepůsobí na jeho končetiny tak velké tlaky, jako když na nich stojí na souši. 3. Proč se člověk musí učit plavat, a pes ne? Průměrná hustota těla člověka i psa je přibližně stejná jako hustota vody. Je-li tedy jejich tělo ponořeno, je jejich tíha vyrovnávána vztlakovou silou. Tato rovnováha se však změní, když tělo není ponořeno celé. Pes má nozdry nahoře, může být ponořen téměř celý a při tom dýchat. K tomu, aby se udržel nad vodou, už mu stačí jen velmi malé pohyby. Člověk má při plavání nos obrácen dolů, proto obvykle hlavu vynořuje, a tím zmenšuje vztlakovou sílu. Kdyby neplaval, začal by se ponořovat, až by se mu nos dostal pod vodu. Ale i člověk se na vodě udrží skoro bez pohybu musí se jen obrátit na znak a ponořit pod vodu skoro všechno kromě nosu. Protože těžiště vytlačené vody je někde v úrovni plic, kdežto těžiště těla je spíše okolo pánve, bude se nehybný člověk otáčet tak dlouho, dokud se pánev nedostane pod plíce. Takový člověk se tedy vznáší přibližně ve svislé poloze, s hlavou zakloněnou nahoru a nosem v co nejvyšší poloze. 4. Jak vidí chřestýš v noci? Chřestýš (druh hada) má pod nozdrami zvláštní pár očí, kterými může detekovat infračervené paprsky. Vysvětli, jak mu to může pomoci při chytání potravy. (Řešení: Může lovit v noci, kdy ho jeho oběť nevidí.) Fyzika a zeměpis Stavba a povrch Země (hustota, teplota povrchu Země, teplotní výkyvy (v pouštích)zemské jádro, zemský plášť), zeměpisné a magnetické póly, pohyby Země ve sluneční soustavě, den, noc, čas, časová pásma, pohyb planet, fáze Měsíce, zatmění Slunce a Měsíce, příliv a odliv, podnebí, složení atmosféry, nadmořská výška, měřítko mapy, zeměpisná délka a šířka, kompas a buzola určování azimutu, orientace v přírodě, ekologie, síla (gravitační síla) přírodní činitelé rozrušující povrch Země (vítr, teplota vzduchu, led, kořeny rostlin, vodní - říční eroze), tlak (v atmosféře, artézské studně) tlaková síla vznik pohoří, vrásy, zlomy, příkopové propadliny, jaderná fyzika elektrárny energie pohyb ker, litosférických desek v zemské kúře, zemětřesení, sopečná činnost, pohybová síla ledovce,vypařování, kondenzace atmosféra (teplota, měření, teploměr, bod mrazu), teplota vody v oceánech vznik oceánských proudů (pravidelné proudění vzduchu, větry, hustota vody, teplota vody, otáčení Země kolem osy). Příklady, jak lze uplatnit fyziku v zeměpisu (Úlohy převzaty z Bohuněk, J., Hejnová, E. Tematické prověrky z učiva fyziky základní školy. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2004.) Úloha Na obrázku vidíš jadernou a sluneční elektrárnu. U každého druhu elektrárny uveď alespoň dvě její výhody a dvě její nevýhody. Výhody:.. Nevýhody: Výhody: Nevýhody: 17

Úloha Fotografie ukazuje prvního kosmonauta, který přistál v roce 1969 na Měsíci. Prohlédni si pozorně fotografii a napiš vždy alespoň jeden závěr, který můžeš vyvodit z jeho oblečení b) z jeho stínu Fyzika a praktické činnosti Ověření vlastností látek při jejich zpracování, praktické určování délky (objemu, hmotnosti), zásady správného měření, odhad, měření posuvným měřítkem, jednoduché stroje, zákony pohybu energie teplo, tření, elektrický výkon, práce, elektrotechnika, elektrotechnické značky, zdroje napětí, elektrické spotřebiče, zapojování obvodů, sériové a paralelní zapojení, polovodiče (dioda, tranzistor), praktické dovednosti, zručnost, užívání strojů a nástrojů. Fyzika a tělesná výchova Mechanické děje, tření, rychlost, těžiště, páka, energie, měření času (stopky), buzola. Fyzika a hudební výchova Zvukové jevy, výroba hudebních nástrojů, akustika. Fyzika a informatika Prezentace projektů, výukové programy. Fyzika a výtvarná výchova Optika, zobrazování. Úkol: Uveďte další příklady úloh, které využívají mezipředmětových vazeb mezi výše uvedenými předměty. 18

3 Projektové vyučování ve fyzice Prostudujte doporučenou literaturu: PETTY, G. Moderní vyučování. 1. vyd. Praha: Portál, 1996. 380 s. ISBN 80-7178-070-7. str. 174 187, 213 221. 3.1 Projektová výuka v obecném pohledu Projektová metoda se začala rozvíjet v USA na přelomu 19. a 20. stol. v přímé návaznosti na pragmatickou pedagogiku (od konce 19. stol. do 50. let 20. stol. nejrozšířenější v USA, vzdělávání chápe jako nástroj řešení problémů, se kterými se člověk setkává v praktickém životě. Vytváří vlastní pojetí, tzv. instrumentalismus. Základním pojmem je zkušenost získaná v individuální praxi. Osobní zkušenost poskytuje motivy, rozvíjí zájmy a pomáhá odhalovat a řešit problémy.). Podstatou projektové výuky je zcela jiné uspořádání látky, než bylo obvyklé v systému vyučovacích předmětů. U nás měla pragmatická pedagogika vliv na reformní hnutí ve školství mezi světovými válkami (V. Příhoda). Při projektové výuce žáci nemají tradiční povinnost vyslechnout výklad učitele doplněný názornými ukázkami, zapamatovat si látku, umět ji reprodukovat, resp. naučené dovednosti použít. Mají s pomocí vyučujícího řešit určitý úkol komplexního charakteru (projekt), který buď přímo vychází z praktických potřeb, nebo je alespoň s praxí úzce spojený. Předložený úkol musí být pro žáky zajímavý a významný, aby se s jeho řešením identifikovali, aby jej přijali za svůj a jako takový jej se zájmem řešili. Pro projektové vyučování jsou podstatná tato hlediska: 1. V učebním projektu mají žáci jistý vliv na výběr, případně bližší definici tématu. Proces učení s tímto aspektem se vyznačuje otevřeností. Program učení není před prováděním projektu do všech jednotlivostí pevně stanoven, takže žáci jím nemohou projít jako programem fixním a shora daným. 2. Projekt souvisí s mimoškolní skutečností. Vychází z prožitků žáků a není jen zdánlivou nebo náhradní skutečností pro předepsané vyučování. 3. Projekt staví na předpokladu, že žáci jsou na něm zainteresováni, pracují na něm z vlastního zájmu, bez potřeby vnější motivace a práce je baví. 4. Učební projekty vedou ke konkrétním výsledkům, na jejichž základě mohou žáci získat nejen poznatky a kvalifikaci, ale i z řešení vyplývající odměnu. Při realizaci každého projektu je nutno respektovat čtyři základní kroky: Nejprve je třeba zpracovat záměr projektu, což je konkretizace představ o smyslu a provedení projektu a stanovení cílů projektu. Projekty mohou vzniknout spontánně např. ze zájmu dětí. Mohou vycházet z pedagogické situace. Téma projektu souvisí s učební látkou, přesahuje však více předmětů. Při formulaci záměru je třeba přesně stanovit, o co v projektu přesně půjde. Druhou fází je zpracování plánu, který úvodní záměry konkretizuje do jednotlivých kroků, určuje čas jejich provedení, místo, účast žáků, nutné pomůcky apod. Ze samé podstaty projektové metody vyplývá, že se na 19

předchozích krocích budou podílet sami žáci, neboť projekt je především jejich záležitost. Při přípravných krocích se musí projevit v dostatečné míře kreativita a invence učitelů i žáků. Vyučující plánování sleduje a může je do jisté míry usměrňovat, aby byl projekt realizovatelný a aby co nejlépe splnil vytyčené cíle. Po přípravné fázi následuje vlastní provedení projektu. Postupuje se podle plánu, jsou však možné (a někdy i nutné) určité korekce. Učitel by měl být spíše v pozadí a pomáhat jen v případě nutnosti. Poslední fází je vyhodnocení projektu, na němž se podílejí společně vyučující i žáci a jež je zároveň východiskem plánování dalších projektů. Důležitá je možnost prezentace a zveřejnění výsledků projektu (nejen před spolužáky, ale i na veřejnosti), možnost diskuse a obhajování vlastních názorů. Projekty lze dělit z řady hledisek: podle času - krátkodobé (několik minut až dnů), střednědobé (týdny, měsíce), dlouhodobé (roční), podle předmětů - v rámci jednoho předmětu, mezipředmětové (příbuzných předmětů či celková integrace), podle realizace - školní, domácí, kombinované, podle počtu žáků realizujících projekt - individuální (na svém projektu pracuje každý sám), projekty skupinové (jsou určené pro společnou práci skupiny žáků), projekty třídní (na projektu pracuje třída jako celek) a projekty školní (rozsáhlejší projektu pro celou školu). Srovnání tradiční a projektové výuky Tradiční vyučování Výhody: umožňuje systematické vzdělávání organizačně jednoduché, nepříliš nákladné učitelé i rodiče jsou na ně zvyklí Nevýhody: neustálá nutnost hledání motivace používání vnější náhradní motivace (např. klasifikace) nedostatečné propojování získaných poznatků nepřihlíží k individuálním rozdílnostem žáků nerozvíjí dostatečně sociální vztahy Projektová výuka Výhody: projekt je pro žáky motivem sám o sobě vychází z životní reality umožňuje individualizaci výuky a její vnitřní diferenciaci rozvíjí tvořivost žáků, schopnost spolupráce a řešení problémů vede k odpovědnosti, podporuje vnitřní kázeň, vede k toleranci Nevýhody časově značně náročná na přípravu i provedení nesleduje vytváření systematických znalostí nemá u nás tradici 20