Interaktivní materiály pro fyziku na ZŠ Eva Hejnová, ČR Přírodovědecká fakulta UJEP Ústí nad Labem, ČR Růţena Kolářová, ČR Matematicko-fyzikální fakulta UK Praha, ČR The article deals with the use of an interactive whiteboard in the instruction and its advantages and disadvantages are discussed. In the contribution there are presented some interactive multimedia materials for the teaching of physics with an interactive whiteboard, which are included in two compact discs. 1 Úvod Interaktivní výuka, interaktivní tabule, interaktivní učebnice jsou pojmy, se kterými se setkáváme v současném školství stále častěji. Interaktivní výuka je povaţována za novou, moderní metodu, která má ţákům nabídnout méně stereotypní formu výuky. Mnohými učiteli je nadšeně přijímána, mnozí k ní přistupují s nedůvěrou, někteří ji odmítají úplně. V našem příspěvku se budeme nejprve zabývat problematikou interaktivní výuky z obecnějšího hlediska, přičemţ se zaměříme zejména na klady a zápory pouţívání interaktivních tabulí a uvedeme stručný přehled typů interaktivních tabulí, které se pouţívají ve školách v České republice. Ve druhé části příspěvku pak představíme soubory multimediálních prezentací, které na CD vydává nakladatelství Prometheus. 2 Využívání interaktivních tabulí v České republice První interaktivní tabule se v České republice objevily v roce 1999, tedy zhruba před deseti lety. Od té doby se interaktivní tabule staly v českých školách významným fenoménem. V současné době má kaţdá základní či střední škola v České republice v průměru jednu tabuli, nicméně na základě provedených studií [1] se ukazuje, ţe mezi jednotlivými školami jsou velké rozdíly, co se týče jejich vybavenosti interaktivními tabulemi. V současné době je moţné očekávat další zlepšení vybavenosti českých škol interaktivními tabulemi, a to zejména díky operačnímu programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost, který připravuje Ministersvo školství, mládeţe a tělovýchovy České republiky (předpokládaná doba realizace je 2010-11). Z posledního šetření [1] vyplynulo, ţe nejvíce se interaktivní tabule vyuţívají pro výuku přírodovědných předmětů (přes 70 %) a jazyků (60 70 %). Pro mnohé učitele je však interaktivní tabule stále zcela novou, nebo nepříliš často vyuţívanou pomůckou, která na širší vyuţití ve výuce teprve čeká. Lze
však konstatovat, ţe stále více učitelů se snaţí zapojovat interaktivní tabuli do běţné výuky. Na základních a středních školách v České republice jsou nejrozšířenější tabule typu SmartBoard a tabule typu ActivCTIBoard. Na českých školách se objevují i další typy interaktivních tabulí (Interwrite, Hitachi, Panasonic a další). V roce 2009 se na trhu objevilo i několik levnějších hardwarových řešení (Clausus, 3M, Iveta), které mohou být pro mnohé školy dostupnější. Pozitivní zprávou také je, ţe technologie interaktivních tabulí se díky velkému zájmu uţivatelů intenzivně vyvíjejí, coţ přináší i jejich větší cenovou dostupnost. K současným horkým novinkám patří tzv. multidotykové obrazovky, kterým mnozí odborníci připisují velkou budoucnost. Je obtíţné říci, která z tabulí je lepší. Záleţí na typu a stupni školy, na vyučovacích předmětech, při nichţ se s tabulí pracuje, na počítačové gramotnosti vyučujících, ale především na jejich ochotě něco nového se naučit a změnit dosavadní způsoby práce. Zásadním problémem zůstává v současné době malá přenositelnost jednotlivých formátů pro různé typy interaktivních tabulí, coţ souvisí s licenční politikou jednotlivých výrobců. V lednu 2009 uvolnila firma Promethean svůj autorský software ActivInspire pro volné pouţití, podobný krok učinila společnost einstruction, která distribuuje tabule Interwrite. Nicméně většina škol není v této oblasti dostatečně informována, coţ souvisí i s problémem zaostávání překladu (lokalizace) těchto produktů do češtiny. Stále je však třeba mít na paměti, ţe interaktivní tabule je jen nástroj a není příliš důleţité, jaká technologie je vyuţita, mnohem důleţitější je vlastní přístup učitele k výukovému obsahu. Role učitele je tak i nadále nezastupitelná. Interaktivní výuka klade velký důraz na aktivní spoluúčast ţáků ve výuce. Učitel je ten, který usměrňuje diskuse, nevnucuje určitá řešení, ale spíše ţáky provází při jejich objevování. Výukové materiály prezentované s vyuţitím interaktivní tabule výrazně zvyšují zájem a motivaci ţáků. S pouţitím interaktivní tabule se do výuky mohou snáze zapojit i slabší ţáci a také děti se speciálními potřebami. Vyuţívání interaktivní tabule se ukazuje jako účelné zejména u témat, kde se často pracuje s obrázky nebo schématy, které by se musely zdlouhavě kreslit na tabuli; dále u témat, kde mohou různé animace zvýšit názornost a podpořit tak pochopení a zapamatování látky; v případech, kdy chceme vyuţít odkazů na webové stránky. Vzhledem k digitální povaze připravených prezentací mohou být všechny materiály i další elektronické výstupy, které na tabuli vzniknou, snadno uchovány, dále zpracovány, případně i rozeslány ţákům. Kromě přínosu pouţívání interaktivní tabule nelze přehlíţet i varovné závěry vyplývající z některých zahraničních studií. Mnozí odborníci poukazují na skutečnost, ţe snaha učitelů připravit komplexnější hodiny s rychlejším tempem výuky se zahrnutím většího mnoţství informací můţe u některých
ţáků vést k jejich přetíţení, zatímco jiné staví pouze do role pasivních diváků. Odborníci také často poukazují na to, ţe učitelé mají problémy a nedostatky v didaktickém uchopení technologie interaktivní tabule a jejího zařazení do výuky, na coţ poukazují také mnozí ředitelé českých škol. Navíc učitelé, kteří ve své výuce vyuţívají interaktivní tabuli, zpravidla uvádějí, ţe příprava na hodiny je pro ně náročnější neţ při klasické výuce. Sama vybavenost školy novými technologiemi nestačí, pokud učitelé nepochopí, proč a k čemu jim budou ve výuce uţitečné. V neposlední řadě je také často poukazováno na to, ţe učitelé nejsou odborníky v tvorbě výukových materiálů, a proto mají často problémy s vytvořením didakticky vyváţených materiálů, dostatečně jednoduchých a srozumitelných pro ţáky. I v našich školách bývá často smutnou skutečností, ţe interaktivní tabule je pouţívána spíše jako projekční plátno, na které se ţáci pouze dívají. Jinou námitkou, kterou často odpůrci interaktivních tabulí vyslovují, je obava z toho, ţe učitelé upřednostní virtuální svět před skutečným. Ve fyzice to můţe vést např. k odklonu od reálného experimentování a k příklonu ke sledování videoklipů, appletů apod. Je třeba říci, ţe vţdy záleţí na konkrétním postupu učitele. Mnohé applety, které učitel můţe ţákům ukázat prostřednictvím interaktivní tabule, mohou zpřístupnit ţákům některé jevy a skutečnosti, které nelze jinak ţákům demonstrovat. Tímto způsobem tak učitel můţe výrazně podpořit zvídavost a motivaci ţáků. Reálným experimentům, které učitel můţe ţákům předvést, by však měla být dána vţdy přednost. 3 Multimediální prezentace pro výuku fyziky na základní škole Základním stavebním elementem interaktivní výuky jsou multimediální prezentace, jejichţ didaktické i metodické zpracování vyţaduje dostatečnou zkušenost, nápaditost, tvořivost a erudovanost jejich tvůrce, coţ je velmi náročné na čas i na tvůrčí potenciál jedné osoby. Navíc je třeba mít na paměti, ţe interaktivními se prezentace stávají aţ tehdy, kdy do nich mohou zasahovat samotní ţáci, ovlivňovat jejich obsah a aktivně s nimi pracovat; multimediálními se pak stávají tehdy, jsou-li do nich vhodně zakomponovány také obrázky, fotografie, zvuk, video, odkazy na webové stránky apod. Zefektivnění pedagogické práce přinášejí hotové prezentace, které vytvořili sami učitelé a jeţ jsou dostupné např. na internetu (viz např. portál www.veskole.cz). V reakci na potřebu nových interaktivních materiálů začala také mnohá nakladatelství (Prometheus, Fraus Terasoft, Nová škola, Conti SW apod.) vytvářet takové produkty pro výukové potřeby škol (zatím zejména základních). Pro podporu interaktivní výuky fyziky připravilo nakladatelství Prometheus CD s multimediálními prezentacemi pro výuku fyziky na ZŠ s moţností vyuţití na interaktivní tabuli [3], které zahrnuje učivo tématického celku
Měření fyzikálních veličin. Další CD, které je připraveno k vydání, bude zaměřeno na téma Vlastnosti látek a těles. Obě CD doplňují učebnici autorů R. Kolářová a kol.: Fyzika pro 6. ročník ZŠ, ale uţitečné bude i všem učitelům, kteří učí podle jiných učebnic. Autorský kolektiv je tvořen didaktiky i učiteli ze základních škol (E. Hejnová, Přírodovědecká fakulta UJEP, Ústí nad Labem, R. Kolářová, Matematicko-fyzikální fakulta UK, Praha, V. Bdinková, Základní škola, Novolíšenská 10, Brno, V. Kamenická, Základní škola, Uhelný trh 4, Praha 1). V prezentacích je zahrnuto velké mnoţství aplikačních i problémových úloh, námětů na zajímavé pokusy i další samostatnou práci ţáků. Jednotlivé úlohy v předváděcích sešitech vyuţívají v maximální míře moţností interaktivní tabule. Velký důraz je kladen na motivaci ţáků, mezipředmětové vazby a vyuţití fyzikálních poznatků v běţném ţivotě. Jednotlivé stránky lze vyuţít na začátku hodiny k motivaci ţáků, ve výkladové části hodiny, ale zejména při procvičování, opakování a upevňování probraného učiva. Učitel si rovněţ můţe vybrat jen některé stránky a ty případně i vytisknout a pouţít jako pracovní listy. Učitel můţe prezentace také podle svých představ upravovat, doplňovat, aktualizovat, případně vytvářet prezentace nové. Prezentace jsou připraveny ve formě předváděcích sešitů k pouţití na interaktivní tabuli typu ACTIVboard vyuţívající programu ACTIVstudio. Po vloţení CD do počítače se zobrazí přehled všech předváděcích sešitů. Jedním kliknutím na kterýkoliv předváděcí sešit se lze dostat na první stránku sešitu, kde je seznam názvů jednotlivých článků. Jedním kliknutím na zvolený článek se pak lze dále dostat na seznam úloh (úlohy jsou pro snazší orientaci pojmenovány) a odtud dále na jednotlivé úlohy. Na mnoha stránkách je vpravo na liště záloţka Poznámka nebo Poznámka+, která obsahuje metodické poznámky k řešení daného problému nebo návod jak se stránkou pracovat z hlediska její interaktivity. Pokud je poznámka doplněna symbolem +, je uveden další námět na aktivitu, kterou lze se ţáky provádět v souvislosti s uvedenou úlohou nebo problémem. Na některých stránkách je také umístěna záloţka Video, pomocí které je moţné spustit videonahrávku, která se týká daného tématu. Na mnoha stránkách jsou uvedeny odkazy na internet, kde lze najít další zajímavosti, podněty, informace, obrázky, applety atd. Pro snadnější orientaci jsou všechny stránky předváděcích sešitů rozlišeny různými ikonami, které pomáhají učiteli se rozhodnout, k jakému účelu danou stránku ve výuce vyuţije. V kaţdém sešitu je na začátku zařazen úvodní problém, který má slouţit k motivaci ţáků před probíráním nového tematického celku. Dále jsou v sešitech zařazeny stránky, které mají přehledový charakter a lze je vyuţít v průběhu výkladové části hodiny nebo v rámci opakování. Většina stránek v předváděcích sešitech zahrnuje úlohy, které jsou určeny zejména k procvičování učiva. Úlohy jsou konstruovány tak, aby bylo v maximální míře
vyuţito moţností interaktivní tabule. Některé stránky obsahují také námět na provedení pokusu. Pro snazší provedení experimentu je stránka doplněna názornými fotografiemi, případně videonahrávkou. Závěrečné stránky kaţdého sešitu zahrnují nejrůznější zajímavosti, nápady, doplňovačky a náměty na další činnosti, které lze v souvislosti s probíraným námětem provádět. Multimediální prezentace většinou zahrnují takové typy úloh, které vyuţívají nejrůznějších interaktivních prvků, např. doplňování textů, dokreslování obrázků, přesunování a seskupování textů a obrázků, vytváření grafů, skládání obrázků, luštění doplňovaček, zvukové klipy atd. Řešení úloh a některé další texty nebo obrázky jsou skryty a lze je odkrýt jedním kliknutím na zakrývající plochu. Do prezentací je zařazeno velké mnoţství fotografií a obrázků. Některé fotografie a obrázky lze pro lepší čitelnost jednoduše kliknutím zvětšit, tato moţnost je vyznačena symbolem lupy. Pro ilustraci uvádíme ukázky několika úloh z předváděcích sešitů (obr. 1). Obr. 1. Ukázkové úlohy z publikací Na konec kaţdého předváděcího sešitu jsou zařazeny pojmové struktury, resp.pojmové mapy. Technika pojmového mapování byla vyvinuta Josephem D. Novakem [6] na Cornell University v 70. letech minulého století jako
prostředek k usnadnění získávání nových poznatků a zvýšení efektivity učení. Pojmová mapa je diagram znázorňující vztahy mezi pojmy uspořádanými v hierarchické struktuře. Lze si ji představit jako převrácený strom: v horní části mapy je nejobecnější pojem a ten je spojen čarami (větvemi) se specifičtějšími pojmy v niţších úrovních mapy a z nich se rozvětvují čáry (větve) k pojmům ještě niţších úrovní (obr. 2). Pro zachycení vztahů mezi pojmy jsou pouţita i tzv. kříţová spojení, tj.čáry propojující pojmy z různých větví. Obr. 2 Ukázka hotové pojmové mapy z CD Podobnou technikou je myšlenkové mapování zavedené T. Buzanem [7]. V myšlenkové mapě je hlavní (obecný) pojem uprostřed a z něj vycházejí do všech stran čáry (větve), na jejichţ konci jsou specifičtější pojmy. Lze si ji představit jako pohled na strom shora.ve srovnání s pojmovou mapou nejde o hierarchické uspořádání pojmů a zpravidla nejsou kříţově propojeny pojmy z různých větví. Myšlenkové mapy si ţáci vytvářejí individuálně, popř. ve skupinách, mohou být vzájemně značně odlišné. Ţáci je mohou vytvářet postupně např. jak se při probírání určitého tématu seznamují s dalšími pojmy.
Při vytváření pojmových map se musí ţáci zamýšlet i nad hierarchií pojmů a jejich vzájemnými vztahy. To je obtíţnější, ale dává jim to hlubší vhled do vztahů mezi pojmy a usnadňuje to vytvoření celkového obrazu o daném tématu a tím napomáhá i lepšímu zapamatování a vyuţití poznatků. Nácviku vytváření pojmových map by mohly pomoci i stránky zařazené na konci kaţdého předváděcího sešitu. Jsou tam uvedeny jednak hotové pojmové mapy a jednak neúplné mapy, kde ţáci doplňují z nabídnutých pojmů. Protoţe se s touto technikou setkávají ţáci v 6. ročníku poprvé, doplnili jsme i ilustrační obrázky, které jim mohou některé pojmy připomenout. Učitel podle situace v dané třídě můţe buď pouţít hotovou mapu a postupně ji při probírání učiva odkrývat pomocí nástroje clona (např. u Měření fyzikálních veličin) nebo zkusit se ţáky doplňovat neúplné mapy (obr. 3) po probrání tématu při opakování a systemizaci učiva, popř. nechat ţáky tvořit postupně pojmové mapy samostatně a pak je porovnat s hotovými mapami. Obr. 3. Ukázka neúplné mapy, kterou ţáci na interaktivní tabuli doplňují 4 Závěr Je třeba si uvědomit, ţe v interaktivní tabuli nelze spatřovat všemocný nástroj, řešící veškeré vzdělávací a další problémy současné školy. Jak jiţ bylo výše uvedeno, její pouţívání nemusí vţdy a za kaţdých okolností přinést
očekávané zlepšení studijních výsledků ţáků. Není to totiţ moderní technika, ale vzdělaný a motivovaný učitel, který dělá učení úspěšným. Interaktivní tabule v rukou zkušeného učitele můţe být úspěšnou pomůckou posilující efektivnost vzdělávacího procesu. Jak ukazují některé zahraniční zkušenosti (např. z Velké Británie) masové vybavování tříd drahými technologiemi nemusí vţdy přinést očekávané výsledky. Nemá smysl za kaţdou cenu vnucovat nové technologie kaţdému učiteli, na kaţdé výukové téma, ale interaktivní tabuli pouţívat jen tehdy, kdy tento přístup můţe pozitivně zvýšit vzdělávací efekt a tam, kde je pro ţáky skutečným přínosem. Literatura [1] Případová studie European Schoolnet, Vyuţívání interaktivních tabulí Česká republika, říjen 2009 (dostupné na www stránkách http://www.dzs.cz) (cit. 29.7.2010). [2] Neumajer, O.: Interaktivní tabule vzdělávací trend i módní záleţitost (dostupné na www stránkách http://ondrej.neumajer.cz/?item=interaktivnitabule-vzdelavaci-trend-i-modni-zalezitost) (cit. 29.7.2010). [3] Hejnová, E. a kol. Měření fyzikálních veličin. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2009. ISBN 978-80-7196-380-6 [4] Hausner, M., a kol. Interaktivní tabuli! Praha: ZŠ Lupáčova, 2005. [5] Hejnová, E., Heller, V. Využití interaktivní tabule ve výuce fyziky. 3. vyd. Ústí nad Labem: UJEP, 2008. [6] Novak, J. D., Cañas, A. J. The Theory Underlying Concept Maps and How to Construct Them. Florida: Institute for Human and Machine Cognition, January 2006. [7] Buzan,T. Mentální mapování. 1.vyd. Praha: Portál, 2007.