Astronomie jako motivační prvek ve výuce fyziky Ivana Marková Hvězdárna a planetárium J. Palisy VŠB-Technická univerzita Ostrava ivana.markova@vsb.cz 2. Česko-slovenská konference o vzdělávání v astronomii Hvězdárna Valašské Meziříčí 2. říjen 2010
Hvězdárna a planetárium Johanna Palisy v Ostravě Meade 12" LX200GPS 300/3000 mm planetárium refraktor 150/2250 mm coudé montáž
Hvězdárna a planetárium Johanna Palisy v Ostravě Meade 12" LX200GPS 300/3000 mm planetárium refraktor 150/2250 mm coudé montáž přednáškový sál interiéry
Akce Hvězdárny a planetária v Ostravě pro školy pořady v sále planetária projekce v přednáškovém sále pozorování na hvězdárně pozorování Slunce, večerní pozorování pro veřejnost pořady v sále planetária astronomické, hudební přednášky pozorování na hvězdárně semináře pro učitele astronomická olympiáda víkendový seminář OAV, JAS Den otevřených oken do vesmíru výuka VŠB-TU, Inženýrská geodézie Astronomický kurz poradenství
Astronomie jako motivační prvek ve výuce: ANO Astronomie na VŠ VŠB-TU, HGF, bakalářský obor Inženýrská geodézie vnější x vnitřní motivace Astronomie na SŠ není SŠ jako SŠ místo astronomie ve výuce: astronomie = fyzika v extrémních podmínkách motivační pořady pro SŠ pořady v planetáriu (obsah forma!!!, zážitková výuka ) pozorování na školách Astronomie na ZŠ pořady v sále planetária (obsah - forma!)
Počet odpovědí žáků Počet odpovědí žáků pedagogický experiment, motivace žáků, průzkum postojů žáků SŠ k fyzice začátek 1. ročníku SŠ, 672 599 žáků možnost využití astronomie k motivaci fyziky astronomie a astrofyzika je vyučována především na gymnáziích zařazení v 1. a 4. ročníku gymnázia důsledky zařazení astrofyziky na konec 4. ročníku Tab. 1: Postoje žáků k fyzice Oblíbenost fyziky na českých školách Graf 1: Postoje žáků k fyzice Graf 3: Nejzajímavější část fyziky 1. mechanika 1. 2. vlastnosti fyzika je oblíbený látek a jejich předmět složení 2. 3. patří mechanické mezi oblíbené vlastnosti předměty kapalin 3. ani a plynů oblíbený ani neoblíbený 4. spíše tepelné neoblíbený jevy předmět 5. jednoznačně elektrické a magnetické neoblíbený jevy 6. světelné a zvukové jevy 7. astronomie 300350 250300 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 Výběr odpovědi Výběr odpovědi
Astronomie jako motivační prvek ve výuce fyziky na SŠ motivační pořady, které by uváděly jednotlivá témata fyziky (1. 4. ročník) 16 původních motivačních pořadů 4 pro každý ročník gymnázia, délka jednoho pořadu je 15 minut kritéria výběru astronomických témat a) téma musí předznamenávat následně probíraný celek fyziky b) řazení témat od jednodušších ke složitějším c) v tématech by se neměly vyskytovat nevysvětlené neznámé pojmy d) životnost astronomických témat e) možnost vizualizace tématu f) atraktivnost astronomických poznatků
I. ročník Mechanika Jak je těžké trefit Měsíc (sondy k Měsíci a k Marsu) Kam sahá gravitační pole Slunce (sluneční soustava, okolí Slunce) Zákony platí pro všechny (dráhy planetek a komet) Vodní a vzdušné světy planet (plynné planety, ledové měsíce) přesná měření, používání jednotek SI gravitační pole, Newtonův gravitační zákon Keplerovy zákony mechanika kapalin a plynů
II. ročník Molekulová fyzika, termika Podoby vesmírné látky (látka ve vesmíru) Čtvrté skupenství (plazma na Zemi, hvězdy) jednotlivá skupenství látek ve vesmíru plazma V závoji mezihvězdných mlhovin (různé typy plynných mlhovin) Voda, samá voda (led, jinovatka, voda na Marsu) struktura a vlastnosti plynného skupenství změny skupenství látek
III. ročník Elektřina a magnetismus Ochranné štíty planet (magnetická pole planet) magnetické pole, vlastní a indukovaný magnetismus Bouřlivák uvnitř planetární soustavy (sluneční činnost) Počasí ve vesmíru (sluneční vítr, polární záře) Vesmírná tichá pošta (aktivní radioastronomie, sondy) magnetické pole Slunce, polarita magnetosféra Země přenos informací elektromagnetickým vlněním
IV. ročník Optika, Speciální teorie relativity, Fyzika mikrosvěta Proč lovíme fotony (záření - zdroj informací o vesmíru) Jak spatřit nekonečno (astronomické dalekohledy) Neviditelný nepřítel (kosmické záření) Z rodinného alba hvězd (vývoj hvězd, vznik prvků) elektromagnetické záření, spektrum optické soustavy, refraktor a reflektor relativistické částice, dilatace času termojaderné reakce, soustava prvků
Tvorba pořadů námět a literární scénář režijní scénář tvorba komentářů hudba obraz kompletace a prezentace pořadů
Výběr škol vhodné technické vybavení vztah učitele k astronomii
Závěr pedagogického experimentu grafy, tabulky - vypovídací hodnota výsledků? byl vzorek dostačující? role učitele ve výuce! astronomické vzdělávání učitelů Semináře pro učitele Ostravská univerzita celoživotní vzdělávání učitelů moodle: http://moodleczv.osu.cz/login/index.php zážitkové pořady, př. http://www.heavens-above.com/ - skryté vzdělávání učitelů - nápad ze včerejška: scény ze špatných filmů
Zážitkové pořady Mladší žáci Adrenalinový vesmír (adrenalinové sporty, kosmonautika, animace, hudba!) počítačová učebna (1. skupina, simulace přistání atd.; vzdělávání učitelů ) praktická činnost (2. skupina, měření vzdáleností objektů?) Starší žáci Horké chvilky v podzemí (LHC, vznik vesmíru, galaxie, struktura vesmíru) počítačová učebna (1 skupina, animace vývoj hvězd atd.) praktická činnost (2. skupina, pozorování Slunce, spektra hvězd)
Motivační pořady pro SŠ na HaP astronomické poznatky: 1. ročník, 4. ročník SŠ snaha nenásilně zařadit astronomické poznatky do výuky jiných předmětů Zlaté dědictví (fyzika, chemie) Vesmírné živly (pevné, kapalné, plynné látky ve vesmíru, plazma) 600 milionů let!!! (geologie, ale také vznik ss) Fajny pořad o městě a hvězdach (výuka jazyků: nářečí x spisovný jazyk, astronomie) Cizojazyčné pořady SKV (výuka jazyků, astronomie)
Pozorování Slunce na školách
Astronomie na základních školách astronomické poznatky jsou roztroušeny v mnoha předmětech (prvouka, přírodověda, fyzika, zeměpis, přírodopis) v mnoha ročnících (5. ročník, 7. ročník, 9. ročník) pořady v planetáriu svým obsahem i didaktickým zpracováním vhodně doplňují výuku fyziky a přispívají k motivaci žáků Na co kouká sova v noci (pořad pro děti 1. až 4. tříd, obloha) Uffova dobrodružství na Marsu (shrnutí učiva 5. ročníku, sluneční soustava) Cestovatel Uff a hvězdná monstra (doplněk k fyzice 6. ročníku, gravitační síla) Doteky světla (doplněk k fyzice 7. ročníku, optické jevy) Skrytá krása vesmíru (doplněk k fyzice 9. ročníku, hvězdy, Galaxie)
Uffova dobrodružství na Marsu otáčení planet kolem osy, střídání dne a noci, hvězd Polárka vysvětlení pojmu souhvězdí oběh planety kolem Slunce, viditelnost souhvězdí během roku pohyb planet na hvězdné obloze, zvířetníková souhvězdí lety na oběžnou dráhu Země, k planetám, k cizím hvězdám (jen krátce) představení těles sluneční soustavy: planety, Slunce, planetky a komety příroda na Zemi střídání ročních období na Zemi
Cestovatel Uff a hvězdná monstra stavba Galaxie souhvězdí barvy hvězd Slunce vznik hvězd otevřené hvězdokupy sluneční soustava vývoj Slunce novy supernovy
Děkuji za pozornost
Výsledy pedagogického experimentu Dotazník zaměřený na postoje žáků SŠ k předmětu fyzika a jeho vyhodnocení
Všechny třídy, září 2004 Výsledky odpovědí na otázku: Jaký je Váš vztah k fyzice? 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 1 2 3 4 5 E S Výběr odpovědi Všechny třídy, červen 2006 1. je to můj nejoblíbenější předmět 2. patří mezi mé oblíbené předměty 3. ani oblíbený, ani neoblíbený 4. je to spíše můj neoblíbený předmět 5. nemám fyziku rád(a) 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 1 2 3 4 5 Výběr odpovědi E S
Všechny třídy, září 2004 Výsledky odpovědí na otázku: Čtete články nebo knihy, které se zabývají fyzikálními poznatky? 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 1 2 3 4 E S Výběr odpovědi 1. ano, velmi mě to zajímá 2. ano, čtu je velmi často 3. ano, ale jen občas 4. vůbec je nečtu 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Všechny třídy, červen 2006 1 2 3 4 E S Výběr odpovědi
Výsledky odpovědí na otázku: Vyhledáváte na internetu stránky, které mají fyzikální obsah? 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Všechny třídy, září 2004 1 2 3 4 5 E S Výběr odpovědi Všechny třídy, červen 2006 1. ano, velmi často 2. ano, ale ne moc často 3. nevyhledávám, ale podívám se na ně, pokud je objevím náhodou 4. nezajímá mě to 5. nemám přístup k internetu 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 1 2 3 4 5 Výběr odpovědi E S
Všechny třídy, září 2004 Výsledky odpovědí na otázku: Máte zájem o povolání, v němž byste se mohli věnovat fyzice a příbuzným přírodovědným oborům? 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 1 2 3 4 E S Výběr odpovědi Všechny třídy, červen 2006 1. ano 2. možná 3. ještě jsem o tom nepřemýšlel(a) 4. určitě ne 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 1 2 3 4 E S Výběr odpovědi