Projekt Odyssea, www.odyssea.cz Příprava na vyučování s cíli osobnostní a sociální výchovy Název lekce (téma) Měření účinnosti Časový rozsah lekce 3 vyučovací hodiny (lekci lze rozdělit do jedné samostatné hodiny a dvouhodinového bloku) Věková skupina (ročník) 14-16 let (9. ročník ZŠ + 1.ročník gymnázia) Vzdělávací obor (dle RVP) Fyzika Očekávaný výstup vzdělávacího oboru, na který se v lekci zaměřuji (přesné znění z RVP) (žák) využívá poznatky o vzájemných přeměnách různých forem energie a jejich přenosu při řešení konkrétních problémů a úloh Hlavní oborové cíle (tj. cíle vázané na očekávaný výstup vzdělávacího oboru a na odborné učivo oboru) Změřit účinnost ( energetickou i dráhovou) vozítka, které si žáci předem vyrobí doma. Zvolit vhodnou strategii, metodu a realizaci měření. Tématický okruh OSV Řešení problémů a rozhodovací dovednosti Hlavní cíl/e OSV, které chci v lekci naplnit a reflektovat se žáky - nejlépe jeden cíl OSV na jednu vyučovací hodinu - číslovat dle vyučovací hodiny, ve které cíl chceme dosáhnout a reflektovat - více viz. materiál Pomůcka pro formulaci OSV cílů). Žák si vyzkouší analýzu a řešení teoretického a technického problému. Rozvíjí schopnost plánovat si postup, postupovat podle něj a měnit ho dle potřeby. 1
Metody vyučování - stručný chronologický přehled použitých metod (technik, aktivit) - nejvýše 3 řádky na metodu 1. připomenutí tématu domácí práce 2. prezentace výsledků domácí práce 3. navození cílů 4. seznámení s úkolem a rozvrhem činností 5. rozdělení do skupin, losování 6. analýza problému, hledání strategie řešení (skupina) 7. samotné měření ve skupinách 8. prezentace výsledků měření 9. stručná reflexe 10. evaluace - dotazník Základní reflektující otázky vztahující se k OSV cílům, které bych rád/a položil/a. - číslováno podle hlavních cílů OSV popsaných výše 1. Jak jste si určili strategii měření? 2. Jak toto měření probíhalo? Měnili jste v průběhu způsob měření, tj. modifikovali jste své představy? 3. Probíhalo měření dle plánu?na jaké problémy jste během měření narazili? 4. Jak jste je řešili? 5. Která strategie měření byla nejúčinnější?jak jste k ní dospěli? 6. Kdy ve vašem životě musíte postupovat stejným způsobem? 7. Co můžeme zobecnit, že je výhodné ve chvílích, kdy řešíme nějaký teoretický či technický problém? Jak budu zjišťovat (měřit) dosahování OSV cíle (metody evaluace). 1. Písemná reflexe učitele vzhledem k plánovaným cílům OSV (případně vzhledem k dalším cílům OSV, které přinesla skupina žáků.) 2. Závěrečné evaluační dotazníky odpovědi žáků Autor lekce, škola Stanislav Gottwald, Gymnázium, Špitálská 2 2
Závěrečná reflexe a evaluace uskutečněného vyučování Co se mi osvědčilo během vyučování (co fungovalo, mělo úspěch, z čeho jsem měl/a radost). Žáci se těšili na hodinu, aby mohli ukázat svá vozítka S jakými problémy (obtížemi) jsem se během vyučování setkal/a. V průběhu měření se jednomu z velice ambiciózních žáků nepodařilo vozítko uvést do pohybu. Žák se nenechal zlomit, prezentoval účinnost svého vozítka jako nulovou a zabýval se problémem dále po vyučování až vychytal všechny mouchy. Toho je možno využít jako vynikajícího příkladu boje s problémem - problém jako výzva. Žáka vhodně motivovat. Co bych příště udělal/a jinak (jak bych upravil/a tuto přípravu). Úpravy byly provedeny do přípravy. Výše uvedený celek Měření účinnosti je možno rozdělit do dvou od sebe oddělených samostatných částí v časové relaci 1+2 vyučovací hodiny. Vymýšlení strategie řešení může být součástí domácí přípravy žáků. Dráhovou účinnost je možno s žáky vyvodit v přípravné hodině. Žáci při příchodu na měření ví přesně, co budou měřit a v hrubých nárysech i jak to budou měřit. Evaluace: podklady, které dokumentují naplnění stanovených OSV cílů. (např. vypracované pracovní listy, záznamy výroků dětí, dotazníky, další texty, výtvory dětí fotografie, zpětná vazba od dětí, videozáznam, další metody evaluace) Evaluační dotazník 3
Podrobná příprava na vyučování Pomůcky: Váhy, délková měřidla, stopky, závaží (vybrané pomůcky závisí na výběru studentů a vybavení školy) Vyrobená vozítka žáky (jejich výrobu je nutné zadat minimálně 2 týdny předem) Nádoba na losování, lístečky na losování (např. viz příloha) Namnožený nástin rozložení hodiny Namnožený evaluační dotazník Doporučená literatura a další informační zdroje: Burda, M.: Účinnost v akci, Sborník z konference Veletrhu nápadů učitelů fyziky 10, Prométheus, 2006 FyzWeb, http://fyzweb.mff.cuni.cz/ Návaznost: Domácí příprava úkolem dvojic/ trojic žáků je vytvořit pohybující se vozítko. Pohyb vozítka má být zajištěn přeměnou potenciální energie na kinetickou. Zdrojem pohybu nemusí být výlučně energie potenciální, ale měla by být měřitelná (z pohledu znalostí žáků). Žáci vědí na čem závisí energie potenciální (připustíme-li jako zdroj energii pružnosti, je třeba se tímto druhem energie v dostatečném předstihu zabývat, jde o látku podrobněji zmiňovanou až na SŠ) a kinetická energie a umí tyto energie spočítat. Žáci znají a umí vypočítat ( energetický ) výkon. 4
Pracovní list - Nástin rozvržení výukové jednotky 1. Úvod 2. Prezentace vozítek jednotlivých vývojových skupin Na prezentaci máte 1 minutu, měla by obsahovat: A) popis konstrukce a pohonu vozítka B) způsob konstrukce (Kdo, jak, kdy, kde?) V průběhu prezentace by se měly objevit odpovědi také na otázky typu: Jak jste postupovali při vymýšlení vozítka? Jak jste postupovali při stavbě vozítka? Jaké obtíže technického rázu jste museli během návrhů a stavby vozítek překonávat? Jak jste tyto problémy řešili? Jak jste si práci ve vašem týmu rozdělili? 3. Formulace úkolů Co vlastně budeme dělat? oborové cíle (Fy) :. osobnostní cíle (OSV) :. 4. Rozdělení do nových skupin měřičů 5. Měření Při měření je možno využít všechny pomůcky a měřidla, které poskytuje kabinet fyziky, učebnice, sešity, event. PC, celé patro (celá budova školy). Na měření máte 45 minut. Jak to měřit? metoda Čím to měřit? pomůcky Měření požadovaných charakteristik (veličin) 2 vozítek Příprava prezentace měření (průběžně) Všichni členové skupiny ví co, proč a jak skupina měřila 6. Prezentace naměřených hodnot a postupu měření Na prezentaci máte maximálně 5 minut. a) seznámení s postupem (metodou) měření b) jak měření probíhalo c) naměřené výsledky d) vyhodnocení možných chyb e) seznámení s řešenými problémy 7. Závěr - hodnocení 5
Průběh vyučování a časový odhad jednotlivých aktivit 1. Úvod Příprava učebny + zopakování zadání (domácího úkolu) samotnými žáky (3-4 min.) Na dnešní laboratorní práci jste měli domácí přípravu. Můžete nám někdo připomenout v čem spočívala? Co jste vlastně měli za úkol? Jaké mělo být vozítko, jak se mělo dát do pohybu? Nejdříve vám rozdám nástin rozvržení celého cvičení. Je to schéma, podle něhož se můžete orientovat, co máme ještě před sebou a co už máme hotového. Pochopitelně si do něj můžete dělat poznámky. Při tom učitel rozdává Nástin rozvržení výukové jednotky. Na začátku, abychom si svoje výtvory porovnali, bych Vás požádal o krátké předvedení vozítka. Na svou prezentaci budete mít maximálně 1 minutu včetně prostoru na dotazy z pléna. Tento čas nemusíte celý vyčerpat, ale prosím nepřesahovat. Co by mělo být součástí prezentace, je uvedeno v orientačním rozvržení. (viz rozdaný Nástin) 2. Prezentace vozítek jednotlivých vývojových skupin (10 min.) (powerpointovou prezentací, ve které žáci odpovídají na následující dotazy) Prezentace by měla obsahovat: a) popis konstrukce a pohonu vozítka b) způsob konstrukce (Kdo, jak, kdy, kde?) V průběhu prezentace by se měly objevit odpovědi také na otázky typu: Jak jste postupovali při vymýšlení vozítka? Jak jste postupovali při stavbě vozítka? Jaké obtíže technického rázu jste museli během návrhů a stavby vozítek překonávat? Jak jste tyto problémy řešili? Jak jste si práci ve vašem týmu rozdělili? 3. Formulace úkolů Co vlastně budeme dělat? ( 20-25 min.) Děkuji za prezentaci domácí práce a nyní se podíváme na hlavní úkoly dnešní hodiny. Vidíte, že máte vozítka nejrůznějších konstrukcí a designů. Samozřejmě, že nás zajímá, jak vozidlo, které si budeme třeba kupovat, vypadá, ale také nás zajímají i jiné parametry, které jsou pro provoz mnohdy důležitější. O jaké si myslíte, že se například jedná? Ve výpovědích se určitě vyskytne jako jedno z kritérií spotřeba benzínu. Na to navážeme např. větou U našich vozítek nespotřebováváme benzín, ale něco jiného. Co je zde příčinou pohybu? Jaká energie se zde spotřebovává? Co můžeme v našem případě měřit místo spotřeby benzínu na 100km? Na co se tato energie přeměňuje? 6
Čím (jakou veličinou) zpravidla popisujeme přeměnu, jak dobře se naše energie pohonu přeměňuje na energii kinetickou? Výsledkem je zavedení dráhové a normální, energetické účinnosti. Právě těmito veličinami můžeme charakterizovat a posléze porovnat naše vozítka. Vašim úkolem tedy bude ve čtveřicích/ pěticích tyto veličiny proměřit. K tomu si musíte nejdříve pořádně promyslet, jak a čím je budete měřit. Možná, že nebudeme mít po ruce vše, co si vymyslíte, že budete potřebovat, a proto své plány budete muset trochu korigovat, přizpůsobit momentálním materiálním podmínkám. Našim cílem bude: A) změřit dané veličiny, podle kterých můžeme vozítka rozdělit, ale také B) vyzkoušet si řešit technické problémy, které jistě nejen v přípravné fázi, ale i v průběhu samotného měření, nastanou. Ještě, než se začnou žáci pracovat, položíme jim otázky: Mohl by nám někdo z Vás uvést příklad, kdy jste řešili nějaký problém a museli jste promyslet předem řešení? K čemu může být užitečné nejdříve naplánovat postup, dříve než se pustíme do práce? V jakých momentech je potřeba změnit předem připravený plán? (Vytvoříme si tím očkování, na závěrečnou reflexi cílů: Žák si vyzkouší analýzu a řešení teoretického a technického problému. Rozvíjí schopnost plánovat si postup, postupovat podle něj a měnit ho dle potřeby.) Tím jasně učitel od sebe oddělí cíle oborové od cílů OSV. Na závěr je třeba nechat žákům zopakovat cíle a zodpovědět případné dotazy. Je vhodné, aby si žáci sami písemně formulovali oba cíle do připraveného Nástinu rozvržení výukové jednotky. 4. Rozdělení do nových skupin měřičů (5min.) Každá dvojice si vylosuje fyzika, nebo nějaký problém, kterým se zabýval. Bez mluvení a ukázání vylosovaného slova se musí najít skupiny, které k sobě významově patří. 5. Měření (50min.) Provedeme spojení skupin a zdůrazníme, že výsledné měření je prací celé spojené skupiny, všichni členové by se měli podílet na měření a vědět co, proč a jak se měřilo. Při měření je možno využít všechny pomůcky a měřidla, které poskytuje kabinet fyziky, učebnice, sešity, event. PC, celé patro (celá budova školy). Hledání strategie řešení. (5-10min.) Jak to měřit? metoda Čím to měřit? pomůcky Studenti si sami nebo s pomocí učitele hledají potřebné pomůcky, případně korigují zvolené postupy. Mohou opustit učebnu, používat učebnice, sešity, event. PC Samotné měření Každá skupina musí změřit nejméně dvě vozítka. Připraví si prezentaci výsledků měření. 7
Obě výše uvedené fáze se budou pravděpodobně prolínat, nedostatky metody se objeví až při samotném měření, je pak třeba své představy korigovat a upravit plán, případně dokonce vymyslet jinou metodu. 6. Prezentace naměřených hodnot a postupu měření (15-20min.) Prezentace má obsahovat: a) seznámení s postupem (metodou) měření b) jak měření probíhalo c) naměřené výsledky d) vyhodnocení možných chyb e) seznámení s řešenými problémy Všichni členové skupiny mají vědět, co, proč a jak skupina měřila. 7. Závěr hodnocení (10min.) Závěrečná reflexe vyučovacího bloku. Dnes jsme měli splnit dva cíle. Může mi někdo z Vás zopakovat o jaké cíle šlo? Metoda škálování: Jak si myslíte, že jsme splnili cíle oborové, tj. změření účinností? Jak si myslíte, že jsme splnili cíle OSV, tj. vyzkoušet si řešit technický problém? Jak a proč jste spokojeni s výsledkem? Co se Vám podařilo a co ne? Co byste případně příště změnili? Vyplnění evaluačního dotazníku Uklizení učebny (4 min.) (5 min.) 8
Evaluační dotazník Vyplň, prosím, následující dotazník. Zakroužkuj u jednotlivých otázek jedno číslo, které nejlépe vystihuje Tvůj názor podle klíče -2.. Určitě NE -1.. Spíše ne 0.. Je mi to jedno /nemám názor +1.. Spíše ano +2.. Určitě ANO Bavila Tě výroba vozítka? -2-1 0 +1 +2 Líbila se Ti 1. část hodiny, tj. prezentace výrobků? -2-1 0 +1 +2 Dělal Ti problém vymyslet postup měření? -2-1 0 +1 +2 Vyskytly se nějaké závažné problémy při měření? -2-1 0 +1 +2 Pokud ano, podařilo se Vám tento problémy vyřešit? -2-1 0 +1 +2 Bavilo Tě samotné měření? -2-1 0 +1 +2 Líbila se Ti Vaše prezentace měření? -2-1 0 +1 +2 Bavilo Tě poslouchat prezentaci ostatních? -2-1 0 +1 +2 Porozuměla jsi (porozuměl jsi) prezentaci ostatních? -2-1 0 +1 +2 Myslíš, že Ti toto měření více přiblížilo téma Práce, energie, výkon? -2-1 0 +1 +2 9
Losovadla Newton jablko Kepler elipsa Edison žárovka Halley kometa 10
Obrazová příloha 11