1
Didaktika pro 3. tisíciletí
Petr Sládek, Jindřiška Svobodová, KF PdF MU
A.E.
Motto: Vědě se vyčítá, že se trvale mění a neposkytuje nic stálého, žádnou jistotu.
To je podobné, jako vyčítat ptákům, že létají a nesedí vycpaní v muzeu.
2
Úvod
A.E.
• Vzletný název (doc. Janás)
• Didaktik ? – „odborné“ předměty fyziky na VŠ
• Zkušenosti na PdF MU – nová akreditace• posun předmětů + Repetitorium středoškolskéfyziky• nové předměty – orientované prakticky
co nás k tomu vedlo
3
Východiska
A.E.
• Jedním z úkolů školy je postavit studenty na vlastníintelektuální nohy:
Předat jim soubor základních metod a pojmů,z něhož by mohli vycházet při analýze svých životníchsituací a současně nabýt zdravé sebevědomí.
• Strategický význam inovací ve 20. století si vynutilintenzivnější snahu o zlepšení stavu v přírodovědnémvzdělání, o čemž svědčí i stále sílící důraz na přípravuobčanů k tzv. matematické a přírodovědné gramotnosti.
4
• Dnešní děti nemají příliš možností volně běhat vpřírodě nebo něco kutat v dílně. Prostředí, v němžčasto vyrůstají, není z pohledu přírodních věd„reálné“.
• Na děti navíc dotírají poznatky a dobrodružství vestavu zcela hotovém, v médiích k jejich vymyšlenínasadili svou fantazii jiní, obvykle štáby specialistů.Může tomu konkurovat jednoduchá obrazotvornost apodomácké kutění jedince? Vždyť to, co vidí naobrazovce je detailně vypracované, dokonalé a„pohodlné“ tak, jak to ve skutečnosti není.
Východiska
5
• Tedy úkoly a problémy, které přináší dnešní životnístyl, nevyžadují po jedinci dovednosti, jež jsoupředmětem přírodních věd.
• A tak nechuť a pohodlnost lidí zabývat seskutečnými věcmi jde ruku v ruce s úpadkemschopnosti kritického myšlení, oslabenímpředstavivosti, odhadu, s nedostatkem soustavnosti,které jsou potřeba k tomu, aby člověk dokončiljakékoliv dílo.
Východiska
6
• Rovněž syndrom rizikového chování v dospívánípatrně souvisí se zkresleným vyhodnocovánímsituace. Adolescent intuitivně touží po změně,tudíž prioritně vyhodnocuje všechny volbys preferencí změny bez ohledu na cílový stav.
• Způsobilost odhadnout důsledky svého jednání achování v různých situacích, zájem o vlastnízdraví teprve vytvářejí vlastní životní zkušeností.K tomu, aby toto stádium co nejrychlejipřekonali, musejí nést důsledky svýchpochybení. Jejich životní odhady budou přesnějšía orientovány dlouhodoběji.
Východiska
7
• Většina absolventů škol má pouhé deklarativní znalosti;přijali odevzdaně to, co jim autority navykládaly neboučebnice poskytly.
• Prožitky typu: „tomu nerozumím, netýká se mě to,neumím to vyjádřit“ vedou k tomu, že i pro zvídavějšístudenty dané učivo ztrácí smysl, neboť jim neukazujenic dál, nepomáhá jim prožít skutečnost “oč jde”. Nejsouschopni mu přiřadit význam, a tak časem zcela na tyhlesnahy rezignují.
Stávající stav -obecně
8
• V případě potřeby získání nějaké odbornější způsobilostijsou dnes k dispozici rychlokurzy pro konkrétní učivo,které pomáhají účastníkům vyhnout se námaze, trochujako kdyby technika zbavovala proces učení nutnostipřekonávání překážek, trpělivosti a cvičení vůle.
• V případě středních a vysokých škol – dnes je strukturastudentů jiná než před 10 a více lety, a to díky výrazněvětšímu počtu studentů. „Výběrovost“ již není takvyhraněná.
Stávající stav -obecně
9
• V přírodovědných předmětech si musí žáci na konkrétníchpříkladech bezprostředně vyzkoušet, jak se zkoumápříroda, jak se teorie vytvářejí, testují, potvrzují a dočasněpřijímají.
• Osvojení si těchto potřebných základů sice v principu lzedosáhnout čistě verbálně, ovšem tento způsob přístupuběžnému jedinci nestačí k získání schopnosti, kterécharakterizují přírodovědně gramotného člověka v širšímsmyslu. Skutečné porozumění teorií a pojmům seu většiny rozvine jen na základě konkrétní činnosti přesvlastní zkušenost.
Stávající stav –přírodní vědy
10
• Nadaní jedinci si sice mohou osvojit jak vědecké znalosti,tak abstraktní způsob myšlení i bez předchozí praxe, avšaktomuto zlomku populace se to beztak podaří za jakýchkolipodmínek. Jinak by byla přírodovědná gramotnost ještěnižší.
• Dnes jsou v přírodovědných oborech studenti nejprvevystaveni přívalu nezvyklých termínů, pro které nemajívlastní motivaci ani životní zkušenosti. Tempo a rozsahprobírání látky jim často nedovoluje myšlenky teorievůbec vstřebat.
Stávající stav –přírodní vědy
11
• Vůle k překonávání nechutě k ukázněné dlouhodobějšísoustředěnosti je oslabena tím, že zatím se jimservírovaly hotové věci či aspoň polotovary.
• Dosavadní didaktické postupy se výborně hodí pro žáky astudenty, kterým nebyly komfortně servírovány „hotovévýrobky„.
• Ti „noví“ vnímají nové technologie (PC, mobily, herníkonzole), jako své nové smysly, ty však nemusí dávatreálný obraz světa.
• Výše zmíněné chování pozorujeme i u našich studentů.
Stávající stav –přírodní vědy
12
• Ale přírodovědné zkoumání je práce s předpoklady,s pochybnostmi a jejich korekcemi a s uvědomováním simezí při „proměřování světa“ bez záruky lesku slávy abohatství.
• Není samozřejmě třeba, aby každá generace objevovalazákonitosti světa od počátku, ale každá generace máprávo aspoň nahlédnout do procesu, kterým k soudobýmpřírodovědným znalostem lidstvo došlo.
Hypotéza – přírodní vědy
13
• Realistické zajištění potřebného pochopení a získávánízkušeností by ovšem znamenalo, že se drasticky omezímnožství látky, které může být probráno.
• Učitelé se těžko k redukci učiva odhodlají, takže jejichžáci běžně nerozumějí přírodním vědám o nic lépe nežjejich rodiče. *
• Noví učitelé si myslí, že potíže s pochopením tkví vezpůsobu výkladu látky. Jsou přesvědčeni, že právě jejichpodání – originální, nadšené a dokonale jasné – povedek úspěchu. Ve skutečnosti k velkým posunům nedochází.* Stopu tak zanechá jen jejich vlastní osobnost.
Hypotéza –přírodní vědy
14
Snahy o reformní přístupy zatím přes dobře míněnéproklamace neuspěly, studenti i veřejnost nadáleodolávají… Sebelepší výuka klasického typu zatímnedokázala výrazný posun v operativní složce přírodníchvěd, ač jsou učebnice sebelépe ilustrovány a podpořenyvideem či cíleným e-learningem.
• Kdybychom studentům namísto servírování pojmů avztahů, na něž zatím jejich rozumové schopnosti nestačí,dopřáli možnost pohlédnout na přírodu prostřednictvímkonkrétních, byť méně vznešených, problémů akonfrontovat ji s jejich vlastní zkušeností, získali bydovednosti a vhled, jež odpovídají lépe tak častovyhlašovaným cílům přírodovědného vzdělávání.
Hypotéza –přírodní vědy
15
• Dobrý učební plán přírodních věd pro základní školu,který by v rozumné míře preferoval jevy každodenníhoživota před tajemným slovníkem moderní fyziky achemie, by brzy odhalil, že znalosti učitelů i jejich žákůjsou v tomto ohledu téměř stejné.
• Terminologická báze přírodních věd neumožní vždypotřebné znalosti budovat stávajícím způsobem, nehleděk různé úrovni studentů a problémům s jejich klasifikací.Ovšem v rámci určitých celků by každé „studium“ mělovždy přispět k lepšímu stylu myšlení a zkvalitňovánítvorby úsudků. Právě proto je třeba učivo pečlivě vybírat.
Hypotéza –přírodní vědy
16
• Nevynechávat tedy to, co dělá např. fyziku fyzikou –aplikace v praxi, grafy, experimenty.
• Pozn. Grafická znázornění závislosti jsou mnohdyúplnější než zobrazení pomocí vztahu nebo vzorce. Vztahplatí jen pro speciální okolnosti, kdežto experimentálnígraf zachycuje zažitou skutečnost. Práce s grafy patřímezi operace pro studenty poměrně obtížné. Jistě by šlozařadit jako používání grafického znázornění a manuálnítvorbou grafu do více školních aktivit. Pozor však naspolehnutí se na tvorbu grafu výhradně počítačem –neumožní vždy správné vyhodnocení.
Hypotéza –přírodní vědy
17
• Člověk vnímá a ukládá do své paměti především věci,jevy a hodnoty, se kterými se setkává nejčastěji nebokteré zažil osobně. Při svých úvahách pak těmto jevům,které jsou mu blízké, mimoděk přikládá větší váhu.
• Přírodovědné vzdělání by mělo ovlivnit procesodhadování a předvídání jedince. Kvalitní odhad velikostívýsledku a schopnost rozhodnout, zda za určitýchokolností je konkrétní jev možný by měl patřitk základním cílům vzdělání.
Aktivity –odhady výsledku
18
• Např. konstanty přírody jsou objektivní čísla, kteráplynou z podstaty vesmíru. Jejich existence ukazuje, žepříroda má vtištěny jisté pravidelnosti. Konstanty přírodyjsou objektivní čísla, která vyplynula z podstaty vesmíru.Jejich existence naznačuje, že příroda oplývá neviděnýmipravidelnostmi.
• Jsme zruční při měření a odhadu velikosti těchtokonstant, ale naše schopnost vysvětlit jejich přesnývýznam je zatím omezená. Nicméně s jejich pomocízískáváme všechny praktické předpovědi v přírodě. Prokvalitní odhad a rozhodování postaveném na výsledcíchtohoto odhadu je trénink rozměrů těchto konstant aužitých jednotek užitečný.
Aktivity –odhady velikostí
19
• V každodenním životě lidé proces odhadu obvykle provádějítak, že si stanoví známou hodnotu jako referenční bod avýsledný odhad získají tím, že se od něj posunou v určitémrozsahu a směru, které zrovna považují za správné.
• Zrádnost tohoto běžného intuitivního kroku je právě ve volběrozsahu posunu. Rozsah posunu volí člověk velmi subjektivněa mnohdy nesprávně. Podsunout lidem určitý údaj jakoreferenční bod, jenž díky své neinformovanosti nedokáží přiodhadu vhodně upravit, je častým reklamním a manipulačnímtrikem. Psychologické pokusy prokázaly, že je snadné vychýlitlidský odhad čísla, o kterém toho člověk moc neví.
Aktivity – odhady neznámých hodnota jejich posouzení
20
• Dobrá či horší schopnost odhadu se nemusí projevit jen učíselných hodnot. Člověk při řešení nové úlohy se obvyklesnaží použít postupy, které již užíval s úspěchem dříve.Důležitá je u jedince rychlost odezvy na tu skutečnost, že jev nové situaci použít nemůže, protože dříve sice postupyvyhovovaly, ale v odlišných souvislostech. Řešitel někdy vpočátku zaujme chybný postoj, od něhož se nechce /zezkušenosti/ odvrátit.
Aktivity – odhady neznámých hodnota jejich posouzení
21
• Při rozhodování o volbě lze odhadovat možné výsledkyrůzných alternativ z hlediska výsledných hodnotrelevantních veličin. Často však člověk odhaduje pouzerozdíly mezi výslednými hodnotami a jejich hodnotamireferenčními, obyčejně tu jsou hodnoty stávající. Přitomto relativním přístupu nás nezajímá samotný výslednýstav, nýbrž jeho změna oproti současnému stavu. Změnuhodnoty dané veličiny jsme totiž schopni zjistitpohodlněji a přesněji než její celkovou hodnotu a takrelativní způsob rozhodování je v praxi velice rozšířený atudíž i manipulačně a mediálně „re-klamou“ zneužívaný.
Aktivity – odhady neznámých hodnota jejich posouzení
22
Možnosti výuky
Situační laboratorní cvičení.
Problémové laboratorní cvičení
Výzkumné laboratorní cvičení
Laboratorní cvičení metodou nedefinovaného objektu
Terénní cvičení
23
24
25
• Didaktika výuky přírodních věd může přispět tím, žezařadí zkušenostní aktivity, základy vědecké metodiky ateorie odhadu do běžné praxe. Je to sice jen pomůcka, alejejím prostřednictvím si studenti mohou osvojit o obecnějšídovednosti do běžného života.
• Přírodovědně gramotný člověk si musí na konkrétníchpříkladech bezprostředně vyzkoušet, jak se zkoumápříroda, jak se teorie vytvářejí, testují, potvrzují a dočasněpřijímají.
Závěr
26
• Kolektiv katedry fyziky PdF MU se již několik let snaží ozměnu pojetí výuky přírodovědy a základoškolské fyzikytímto směrem prostřednictvím praktických a terénníchcvičení.
• To, zda upravená koncepce bude úspěšnější, uvidíme však,jak už to při všech koncepčních školních změnách bývá ažza mnoho let.
Závěr
Literatura:
1.Arons A. B. Cognitive Process Instruction. Franklin Institute Press, Philadelphia 1979.
2.Arons A. B.: The Various Language: An Inquiry Approach to the Physical Sciences. Teacher’s handbook. OxfordUniversity Press, New York 1977.
3.Arons A. B.: Thinking, Reasoning and Understanding in Introductory Physics Courses. The Physics Teacher 19, No.2 (1981) 166.
4.Delors, J. et al Učení je skryté bohatství (formulovala Mezinárodní komise UNESCO „Vzdělávání pro 21. století“).Praha, UIV 1997, s. 125
