FYZIKA |
|
Školský
Informačný
|
|
1. EKOLOGICKÉ PRVKY
VO VYUČOVANÍ FYZIKY
EKOLOGICKÉ PRVKY VO VYUČOVANÍ FYZIKY Ján Degro, Ľ. Mižáková 1.Úvod Súčasnú dobu môžme charakterizovať dvoma hlavnými znakmi. Na jednej strane je to obdobie búrlivého rozvoja vedy a techniky. Na strane druhej je to obdobie znečisťovania a drancovania prírody [1] . Z toho vidíme, že človek sa správa raz ako geniálny mysliteľ, tvorivá bytosť, no inokedy sa správa presne naopak. V pozadí takéhoto správania je kríza ľudského ducha [1], ktorej príčinou je nesprávna výchova. Dôsledkom nesprávnej výchovy je potom nesprávna hodnotová orientácia a konzumný spôsob života. Tento stav v spoločnosti sa odráža medzi iným aj v poklese záujmu mladých o fyziku a taktiež vedie k jednému z najväčších problémov našej doby, k ekologickej kríze. Túto krízu ľudského ducha možno odstrániť jedine správnou výchovou ako doma tak aj v škole. Treba si však uvedomiť, že výchova patrí k najzložitejším procesom ľudskej činnosti [2]. Často aj pri najväčšej snahe sme si nie istí jej výsledkom. Jedna z možností ako zvýšiť záujem mladých ľudí o fyziku a súčasne prispieť k skvalitneniu ekologickej výchovy je zaradenie ekologických (eko) prvkov do vyučovania fyziky. V tomto článku chcem ukázať na možnosti využitia eko prvkov vo vyučovaní fyziky, vzhľadom na výchovno - vzdelávacie ciele vyučovania fyziky.
2. Ekologická výchova vo vyučovaní fyziky Aj keˇd možno na gymnáziu, podľa učebného plánu pre gymnázia, zaradiť ekológiu ako voliteľný predmet [Učiteľské noviny č.2, s.3, 11.1.1996], predsa len závažnosť ekologickej krízy [1] a významnosť fyzikálnych faktorov [3] pre ekologickú rovnováhu na našej planéte nás priamo nabáda k začleneniu eko prvkov do vyučovania fyziky v súlade so sústavou cieľov vyučovania fyziky [4,5]. Pod eko prvkom budeme rozumieť zaradenie do vyučovania obrázku, tabuľky, grafu, textu s ekologickou tématikou. Pod pojem ekologická tématika budeme zahŕňať vplyv fyzikálnych faktorov na živú prírodu a človeka, či už v kladnom alebo zápornom zmysle. Eko prvky resp. ekologickú výchovu je treba včleniť do existujúcich cieľov fyzikálneho vzdelávania. Výchovno-vzdelávacie ciele fyzikálneho vzdelávania na všeobecne vzdelávacej škole možno podľa Lepila rozdeliť na tri základné subsystémy [4]: 1) poznávacie ciele, 2) operačné ciele a 3) hodnotové ciele. Toto rozdelenie opúšťa tradičné delenie na ciele vzdelávacie a ciele výchovne, nakoľko obe skupiny cieľov sú dosahované súčasne v didaktickej jednote. Nemožno vzdelávať bez výchovného pôsobenia a vychovávať bez vzdelávacieho obsahu. Tento fakt nám umožňuje aj na hodinách fyziky prispieť k ekologickej výchove a k hodnotovej orientácii žiakov. Zanedbanie tejto jednoty môže mať ďalekosiahle dôsledky (napr. eko kríza). Zadávanie zaujímavých eko prvkov (úloh, problémových situácií) do vyučovania fyziky prispeje v rámci poznávacích cieľov k rozvoju medzipredmetových vzťahov Fyzika-Biológia, Fyzika-Chémia). Eko prvky tým, že poukazujú na význam fyzikálnych faktorov pre existenciu človeka a živých systémov (napr. bez svela a zvuku nie je možná orientácia v priestore) prispievajú k naplneniu hodnotových cieľov. Formujú teda vzťah k prírode a materiálnej výrobe. Z didaktického hľadiska zavedenie eko prvkov do vyučovania fyziky splní viacero úloh: 1) Prispeje - k skvalitneniu ekologickej výchovy, - k humanizácii výchovy, - k rozvíjaniu medzipredmetových vzťahov, - k rozvíjaniu tvorivého a netradičného myslenia, 2) Umožní - motivovať študentov netradičnými úlohami na vyučovacej hodine, - zadávať netradičné domáce úlohy, - viesť zaujímavé diskusie z oblasti fyziky a živých systémov, - formovanie vlastného kritického myslenia a vlastného postoja k využívaniu poznatkov vedy. Obsahová analýza vybraných kapitol gymnaziálnych učebníc fyziky [6-9] ukazuje, že tieto učebnice neobsahujú toľko eko prvkov ako by to prislúchalo závažnosti problému ekologickej krízy, a ich možnej funkcii vo vyučovaní. Nie je dôležitý však len ich počet, ale významný je aj spôsob-forma začlenenia do textu učebnice a priame využitie učiteľom na hodine. Podrobnejšie výsledky obsahovej analýzy sú predmetom pripravovanej publikácie, preto uvediem pre ilustráciu len jeden čiastkový výsledok kvantitatívneho výskytu eko prvkov. Vyhodnotenie zastúpenia eko prvkov podľa druhu a charakteru uvádza Tab.1. a Tab.2. Údaje sú z analýzy kapitol: Energia hmotných bodov , Základné poznatky molekulovej fyziky a termodynamiky, Vnútorná energia, práca a teplo, Striedavý prúd v energetike, Základné pojmy kvantovej mechaniky, Elektrónový obal atómu, Atómove jadro a elementárne častice.
Eko prvok Počet Charakter Počet Veta 5 ( + ) ( 10 ) Odsek 8 ( - ) ( 6 ) Stať 4 N ( 4 ) Príklad 3 Obrázok 0 (+) kladný , (-) záporný, N neutrálny prvok Prehodnotenie zastúpenia Prehodnotenie zastúpenia eko eko prvkov podľa druhu: prvkov podľa charakteru: Tab.1. Tab.2. Pozitívnym príkladom na výskyt eko prvkov môže byť celok zaoberajúci sa zvukom a jeho vlastnosťami (Učivo pre 3.ročník gymnázia) [6]: - V časti 7.11 Zvuk a jeho vlastnosti možno nájsť 6 eko prvkov (text) ukazujúcich na význam zvuku pre človeka. - Časť 7.12 Hlasitosť a intenzita zvuku by sme mohli charakterizovať ako eko kapitola, lebo je celá zostavená z ekologických prvkov (odstavce, tabuľka). Je tu definovaný prah počuteľnosti, prah bolesti. - V časti 7.14 Ultazvuk a infrazvuk je jeden eko prvok odstavec (malými písmenami), ktorý ukazuje na význam ultrazvuku pre človeka a morské živočíchy . Eko prvky v niektorých celkoch chýbajú napr. v 3.ročníku v častiach 6.5 Elektrárne a 6.8 Ochrana a bezpečnosť pri práci sa nič nehovorí o alternatívnych zdrojoch energie. Nie je tu ani zmienka o nebezpečnosti jadrového odpadu a tepelnom znečistení. Po skončení určitého celku napr. Zvuk a Mechanické vlnenie, ak budú zaradené do vyučovania eko prvky, mal by sa študent zamyslieť aj nad takýmito otázkami: Aký význam má pre človeka zvuk? Možno počuť len jedným uchom? Ako pôsobí hluk na organizmus? Má človek orgány proti hluku (proti svetlu máme viečka)? Z čoho sa skladá sluchový orgán? Aké sú najväčšie zdroje hluku doma a v okolí? Ako možno znížiť hluk? Otázka zvukovej izolácie bytov. Čomu možno prirovnať hluk na diskotéke? Fázy sluchového syndrómu. Kedy dochádza k poškodeniu sluchu? Môže mať zvuk aj smrteľné následky? a pod. Ak si študent odpovie na takáto otázky, uvedomí si význam fyziky, pre svoju existenciu, pre denný život a tým sa formuje jeho vzťah k okoliu a tiež k prírodovedným predmetom, hlavne k fyzike. Jednou z príčin prečo eko prvky nie sú v dostatočnej miere využivané je nedostatok vhodného a ľahko prístupného materiálu. Takýto materiál treba pracne hľadať v literatúre. Nakoľko fyzika patrí medzi všeobecne vzdelávacie predmety na stredných školách treba eko prvky vyberať citlivo a s rozvahou. Väčší priestor možno venovať tejto problematike na seminároch z fyziky. Vhodný materiál je jedná vec, no pre vhodné využitie eko prvkov treba pripravovať aj budúcich učitaľov fyziky.
3. Záver Eko prvky majú svoje miesto vo vyučovaní fyziky. Možno ich využiť nielen pre zvýšenie záujmu študentov o fyziku ale aj na zlepšenie ekologického myslenia. Preto v súčasnosti pracujem na metodickej príručke pre učiteľov stredných škôl, ktorá by im poskytla vhodný materiál pre aplikovanie eko prvkov do vyučovania fyziky. V súvislosti s tým si pripravujem prednášku pre učiteľské štúdium MF a FCH s názvom Fyfika a ekológia, s ktorou by som rád začal v šk. roku 1996/97, či už formou výberovej alebo nepovinnej prednášky. LITERATÚRA [1] Daniel D. Chiras, Environmental Science, Action for the Sustainable Future, the Benjamin/Cummings Publishing Company, INC, third edition, New-York, 1991. [2] I. Kominarec, V.Šuťákova, J.Dargová, Základy pedagogiky, PdF Prešov, UPJŠ Košice, 1994. [3] Š. Paulov, Ohrozenie živého, Obzor, Bratislava, 1985. [4] J. Fenclová, Úvod do teórie a metodológie didaktiky fyziky, SPN Praha, 1982. [5] J.Janovič a kol., Didaktika fyziky, MFF UK Bratislava, 1990. [6] J. Vachek a kol., Fyzika pre 1.ročník gymnázia, SPN, Bratislava, 1984 . [7] E. Svoboda a kol., Fyzika pre 2.ročník gymnázia, SPN, Bratislava, 1985 . [8] O. Lepil, V. Houdek, A. Pecho, Fyzika pre 3.ročník gymnázia, SPN Bratislava, 1986. [9] J.Pišút a kol., Fyzika pre 4.ročník gymnázia, SPN, Bratislava, 1991 .
MOTIVÁCIA A EKOLOGICKÉ PRVKY VO VYUČOVANÍ FYZIKY Ján Degro zb.5 - vedeckej konferencie - MEDACTA-97, Nitra, Slovdidacta, 1422-25, jún 1997 Eko úlohy, ako jeden z prostriedkov motivácie, možno efektívne použiť pri motivácii žiakov vo vyučovaní fyziky. Je pre ne charakteristické: novosť a moment prekvapivosti. Umožnia nadviazať na prvotné koncepty žiaka. Sú vhodné pre plánovanie projektového vyučovania, pre diferenciáciu vo vyučovaní a pod.. 1. Úvod V súčasnom období má fyzika povesť nudného, nezaujímavého, umelého a málo príťažlivého predmetu. Veľkej väčšine žiakov sa javí ako množstvo faktov, ktoré vzájomne nesúvisia [6]. Príčin takéhoto stavu môže byť veľa. Môžu byť spojené: s učiteľom, so žiakom, s obsahom a formami výučby. Veľmi dôležitú úlohu tu hrá aj postoj spoločnosti k fyzike a fyzikom. V snahe riešiť tento problém nezáujmu o fyziku na základných a stredných školách boli vypracované viaceré prístupy, ktoré sa zaoberajú nielen príčinami tejto krízy, ale navrhujú aj určité riešenia. Spomeňme niektoré z nich: “Veda pre zvedavú myseľ”, “Integrovaná veda”, “Veda a spoločnosť”. Všetky mali určitý prínos do učebných osnov, ale krátke trvanie a neukázali východisko sľubujúce úspech [6,7]. Problematika hľadania východísk z tejto krízy je veľmi náročná a bude treba vykonať množstvo práce, aby sa ju podarilo odstrániť. Ja by som sa chcel vo svojom príspevku dotknúť len jednej stránky vyššie spomenutého problému, otázky motivácie s cieľom poukázať na význam a možnosti motivácie vo vyučovaní fyziky s použitím ekologických úloh - eko úloh.
2. Motivácia pomocou ekologických úloh Motivácia k učeniu je významným prostriedkom zvýšenia efektívnosti vyučovania. Zefektívnenie vzdelávacieho procesu nie je možné bez poznania motivácie konkrétneho žiaka, jeho ovplyvňovania, formovania a nakoniec aj sledovania a hodnotenia zmien. Problematika motivácie žiakov v škole je však veľmi zložitá a náročná [5,8] a pre učiteľa nie je jednoduché teoreticky ju zvládnuť a v praxi uplatňovať. V ideálnom prípade má žiak o poznávané objekty záujem, ktorý ho udržuje v stave poznávacej aktivity. Úlohou učiteľa je potom tento záujem sústavne udržiavať, tak, že žiakovi poskytne možnosť konať poznávaciu činnosť, aby dosiahol určité úspechy [4]. Udržiavať žiaka v stave vnútornej motivácie, to je základná a zároveň najťažšia úloha učiteľskej práce. Nie každý učiteľ je pri takejto práci úspešný a na strane druhej nie každý žiak je prístupný učiteľovým snahám. Vyučovacie postupy, ktoré smerujú k rôznym fyzikálnym poznatkom, bývajú veľmi rozmanité. Ak zvolíme za klasifikačné kritérium spôsob, ktorým tieto postupy modelujú fyzikálne poznanie, môžeme ich rozdeliť do dvoch skupín [4]: a) didaktické modely empirického poznávania, b) didaktické modely teoretického poznávania. U obidvoch modelov poznávania prvou fázou je motivácia poznávacej činnosti (napr. jednoduchý experiment; tu treba nadviazať na prvotné koncepty žiaka [6]). Potom nasleduje činnosť objavovanie, overovanie, formulácie hypotéz atď. Posledná fáza v modeli je opäť motivácia, a to motivácia do ďalšej poznávacej činnosti (žiaka usmerňuje k tomu, aby sám pátral, kde všade okolo seba môže využiť, nájsť, resp. aplikovať získaný poznatok). Základnou rozvíjajúcou činnosťou vo vyučovaní sú úlohy [4,5,8]. Motivačná sila úloh spočíva v ich dopade na hodnotovú a emocionálnu oblasť, v ovplyvňovaní sebavedomia, formovania osobnosti. Dôležitý aspekt úloh predstavuje: internalizácia, moment novosti a prekvapivosti. Úlohy môžu mať rôzny obsah. Špeciálnu skupinu, na ktorú chcem upozorniť, tvoria úlohy s ekologickou tematikou - tzv. eko úlohy. Tieto možno zahrnúť pod spoločný názov eko prvky vo vyučovaní fyziky, ktoré možno vhodne začleniť do cieľov fyzikálneho vzdelávania [1]. K zavedeniu eko úloh do vyučovacích hodín fyziky (resp. seminárov), na zvýšenie motivácie žiakov a pre zlepšeniu vzťahu k predmetu fyzika, nás nabádajú nasledovné skutočnosti : * žívá príroda nám poskytuje veľmi veľa zaujímavých námetov, ktoré možno využiť pri výklade učebnej látky, * používanie eko úloh umožní odhaľovať resp. nadviazať na prvotné koncepty žiakov, s ktorými prichádzajú na hodiny fyziky, * ak už mám rozobraný konkrétny fyzikálny problém, prečo v záverečnej fáze empirického resp. teoretického modelovania fyzikálneho poznania nedotiahnuť problém do konca, tým že použijem eko úlohu? (Podporia a rozšíria sa poznatky získane v predmete ekológia - trochu iný pohľad, nové väzby a vzťahy).* moment prekvapivosti a novosti môžeme dosiahnuť eko úlohami, keďže ich výskyt v učebniciach nie je veľký (pracujeme na obsahovej analýze). Učiteľ fyziky má tieto principiálne, všeobecné možnosti ako pristupovať k motivovaniu pomocou eko úloh: * Eko úlohy sa dajú použiť pri projektovom riešení problémov na dlhšiu dobu. Napr. žiaci môžu dlhšiu dobu sledovať hlučnosť v okolí školy, osvetlenie v triede, elektromagnetické polia v okolí počítačov. Môžu študovať literatúru o vplyve týchto fyzikálnych faktorov na človeka. Potom môžu referovať na hodine, aby ukázali na pozitívne, ako aj negatívne stránky fyzikálnych javov. Možno zahrnúť aj využitie fyziky v lekárstve - kladný eko prvok. * Eko úlohy možno využiť aj pri diferenciácii a individualizáci vo výučbovom procese. Učiteľ si môže pripraviť témy, do ktorých sa môžu zapojiť jednotlivci aj skupiny. Žiaci sa naučia kolektívnej práci, zručnosti v zadávaní úloh, klásť otázky sebe aj iným. Prezentujú svoje výsledky pred skupinou. * Pomocou eko úloh môžem motivovať aj slabších žiakov, pripravením menej náročných úloh v rámci ich individuálneho vzťahového rámca. * Ak pripravím viac eko úloh, žiaci si môžu sami vybrať úlohu, ktorú chcú riešiť. Tým u žiaka vznikne pocit, že sa rozhodol sám, že je to jeho úloha - iternalizácia. K tomu aby učiteľ mohol formovať vzťah žiakov k fyzike pomocou eko úloh (motivovať), nestačí zvládnuť len teóriu motivácie, ale musí mať k dispozícii aj vhodný metodický materiál, ktorý by obsahoval spracované eko úlohy so zoznamom literatúry pre hlbšie štúdium. Takáto pomôcka by zefektívnila jeho prácu, lebo takýto materiál treba pracne hľadať. Preto v súčasnosti pracujem na takejto metodickej pomôcke. Kým bude metodická pomôcka k dispozícii, snažím sa určité témy prezentovať vo forme príspevkov v časopisoch [2,3] (Fyzika a životné prostredie, Energia, Tepelné znečistenie; pripravené sú Zvuky v živej prírode, Hluk a zvuk a pod.). Teraz by som schématicky uviedol, ako možno využiť eko úlohy, v prvej a poslednej fáze modelovania fyzikálneho poznávania pri preberaní celku Výroba elektrickej energie v 3. ročníku gymnázia. V prvej fáze položím žiakom napr. tieto motivačné otázky: Doma máte určite veľa rôznych spotrebičov. Čo myslíte, čo majú spoločné (na ich prevádzku treba energiu)? Viete akú energiu využívajú? Čo je to energia? Ako sa energia získava? Aké druhy energie poznáte? Možno získať nekonečné množstvo energie? Sú so získavaním energie spojené nejaké problémy? Význam energie v živej prírode? Skade berú živé organizmy energiu? V poslednej fáze vyučovacieho procesu motivujem žiakov do ďalšej činnosti: Zadám žiakom témy na premýšľanie: Viete akú spotrebu majú vaše prístroje doma? Viete, ktorý spotrebič spotrebuje za jednotku času (napr.1hod.) najviac energie? Obr.1 Schéma environmentálneho prístupu k motivácii vo vyučovaní fyziky. Ktorý prístroj musí byť najdlhšie zapnutý, aby spotreboval 1kWh? Viete koľko energie spotrebujete doma za týždeň, mesiac, rok? Čo robíte, ak máte v byte teplo? Viete aká bola spotreba energie v histórii a aká je dnes? Aká je v našich a rozvojových krajinách na osobu? Na vybrané témy nechám žiaka napísať doma referát. Takýmto spôsobom sa jeho aktivita prenesie aj domov. Často sa do prípravy referátu zapoja aj súrodenci a rodičia (podporí sa súťaživosť, kto vie lepšie hospodáriť, kto lepšie pozná fyzikálne princípy). Myšlienkový postup, ktorý možno použiť pri motivácii pomocou eko úloh (ak to umožňuje preberaná látka) vo vyučovaní fyziky je schématicky znázornený na Obr.1. Dôležité je nevynechať žiadnu vetvu schémy, ináč sa sila eko úloh oslabí. 3. Záver Eko úlohy, ako jeden z prostriedkov motivácie, možno efektívne použiť pri motivácii žiakov vo vyučovaní fyziky, pre formovanie vzťahu k fyzike. Obsahujú moment prekvapivosti a novosti. Umožnia nadviazať na prvotné koncepty žiaka. Sú vhodné pre plánovanie projektového vyučovania, pre diferenciáciu a individualizáciu vyučovania - moderné metódy vyučovania. Eko úlohy taktiež výrazne posilnia a doplnia ekologické myslenie, o ktoré sa snaží predmet Ekológia.
Literatúra: [1] Degro J, Mižákova Ľ.: Ekologické prvky vo vyučovaní fyziky. Zborník DYDFYZ-96, Račková dolina, október , 1996. [2] Degro J.: Fyzika a životvé prostredie. Tepelné znečistenie. MC Prešov, MIF č.10, 15-17, jún 1996. [3] Degro J.: Fyzika a životvé prostredie. Energia. MC Prešov, MIF č.11, prijaté, január 1997. [4] Janovič J., Koubek V., Pecho A.: Didaktika fyziky. MFF UK Bratislava, 1990. [5] Lokšová I., Lokša J.: Cez relaxáciu k tvorivosti v škole, ManaCon Prešov, 1996. [6] Nachtigall D.: Krize výuky fyziky a východisko (preklad z nemčiny). Pokroky matematiky, fyziky a astronómie, r.38, č2, 101-9, 1992. [7] Physics Today, celé číslo, September 1993. [8] Zelina M.: Stratégia a metódy rozvoja osobnosti dieťaťa, IRIS, Bratislava, 1994. |
Posledná aktualizácia: 09.02.2001