Tvořivá výuka fyziky na základní škole Divergentní fyzikální úlohy

1. Tvořivá výuka fyziky na základní školeDivergentní fyzikální úlohy PhDr. Václav Meškan Fakultní základní škola L. Kuby České Budějovice

2. Současný stav • Dynamicky se měnící společnost => jak má škola připravovat žáka? • Stále důraz na izolované encyklopedické poznatky=> rozvoj paměti, nikoliv myšlení, poznatková roztříštěnost • Zbigniew Pietrasinski: Úkolem je nahradit didaktiku paměti didaktikou myšlení.

3. Současný stav Největší český horkovzdušný balón určený pro 18 osob má objem 8500 m3. Urči vztlakovou sílu působící na balón. Fvz = 18 ∙ 8500 ∙ 10 …

4. Směr - rozvoj tvůrčího myšlení žáků • Cíle výuky • Znalosti - konstruování fyzikálních poznatků • Navíc • Afektivní cíle – rozvoj motivace a zájmu o předmět • Kognitivní cíle – rozvoj myšlení

5. Požadavky na tvořivé aktivitydr. Vivian M. Y. Chang (Hongkong) • Úlohy vysoce otevřené s velikým rozsahem možných řešení. • Aktivity zábavné a hravé, vzbuzují chuť tvořit. Současně vyžadují určité množství znalostí z fyziky. • Aktivity integrovány do klasického kurikula fyziky. • Neměly by být delší než pět až deset minut, delší úlohy by měly být zpracovávány žákem jako domácí úkol. • Aktivity by neměly být příliš náročné na prostor, pomůcky a znalosti studentů. • Aktivity my měly být použitelné jak ve skupině, tak pro individuální práci, učitel vybírá tu formu práce, která je pro daný okamžik nejvhodnější.

6. TVOŘIVOST umělecká technická vědecká tvůrčí proces i u příjemce tvůrčího produktu prvotní a významnější více strukturovaná důraz na metody tvůrčí práce

7. tvůrčí proces = tvůrčí řešení problémů (Guilford) • Divergentní (rozbíhavé) a konvergentní (sbíhavé) myšlenkové operace. • V první fázi řešení vytvořeno množství originálních nápadů =>divergentní postup • Následně z množství různých řešení vybráno nejvhodnější řešení =>konvergentní postup

8. Divergentní myšlení (rozbíhavé) • Klíčovou složkou tvůrčího procesu, v tradiční výuce je tato složka myšlení tradičně omezena na úkor konvergentního myšlení. • Problém rozvoje divergentního myšlení v technických a přírodovědných předmětech

9. Složky divergentního myšlení • Fluence • Flexibilita • Originalita • Senzitivita • Elaborace • Redefinice => Rozvoj jednotlivých složek divergentního myšlení

10. Rozvoj jednotlivých složek divergentního myšlení

11. Některé náměty divergentních fyzikálních úloh.. K čemu lze v využít… • K čemu lze v hodinách fyziky využít cihlu? … ramínko na šaty … hliníkovou lžičku … PET láhev … …

12. Některé náměty divergentních fyzikálních úloh.. K čemu lze v využít… • K čemu lze v hodinách fyziky využít cihlu? • měření jejích rozměrů, hmotnosti, objemu • výpočet její hustoty • výpočet její tíhy • určení tíhového zrychlení pomocí volného pádu cihly • výpočet rychlosti pohybu cihly • cihla jako pomůcka při demonstraci pohybu • měření vztlakové síly působící na cihlu • využití cihly k měření délky • cihla jako závaží • cihla jako „podklad“ pod páku • trestání žáků

13. Navrhni, jak lze pomocí PET lahve určit hustotu kapaliny. • PET lahev jako odměrná nádoba k určení objemu • porovnávání hustot kapalin podle rozvrstvení v PET lahvi • určení vztlakové síly působící na lahev s vodou v kapalině • do lahve postupně dolévat neznámou kapalinu, až bude průměrná hustota lahve stejná jako hustota vody • podle deformace PET lahve v kapalině určit velikost hydrostatického tlaku

14. Jak se změní svět? • Jak se změní svět, přestane-li existovat tření? • Jak se změní svět, přestane-li existovat elektrická energie?

16. Fyzikální úloha „live“ • Hromadné řešení úlohy, žáci jsou spoluautory úlohy. • Vhodné jako úvodní rozcvička či „výcvik“ v řešení divergentních úloh. • Vhodné zpestření hodiny

17. Vypočítej a „oživ“ příklad Vypočítej a oživ následující úlohu:

18. Vymysli příklad, aby výsledek byl… Vymysli úlohu, aby výsledek byl 2000 joulů. práce polohová energie pohybová energie vnitřní energie, teplo elektrická energie = 2000 J

19. kámen dítě pes opice strom dům skála žebřík Energie se zvyšuje – pohyb nahoru (proti směru tíhové síly). Energie se snižuje – pohyb dolů (po směru tíhové síly).

20. kámen dítě pes opice strom dům skála žebřík Energie se zvyšuje – pohyb nahoru (proti směru tíhové síly). Energie se snižuje – pohyb dolů (po směru tíhové síly).

21. Obrázek jako zadání příkladu. Nejrychlejší šnek ve šnečím maratonu odplazil 1 km za 2,5 hodiny. Jakou rychlostí se plazil?

22. Vymysli úlohu na výpočet průměrné rychlosti, aby výsledek byl 20 ms-1. Nakresli obrázek, který bude sloužit jako zadání úlohy. Kůň žokeje Váni urazil vzdálenost 4,96 km za 4 minuty a 8 sekund. Jaká je jeho průměrná rychlost?

23. Navrhni zařízení / odhal skryté zařízení.

24. Uvnitř krabice na obrázku je ukryté neznámé zařízení. Když foukneš do trubice č. 1, kapalina z nádoby č. 2 začne vytékat z trubice č. 3. Navrhni, jaký mechanizmus by se mohl ukrývat uvnitř krabice (můžeš navrhnout více možností):

28. Jiné náměty • Navrhni přístroj na vážení času. • Navrhni systém vytápění středověkého hradu. • Navrhni elektrický obvod, který bude rozsvícením žárovky signalizovat, že se žák houpe na židličce. • Navrhni, jak vylepšit sázecí kolík. • …

29. Nakresli obrázek, na němž bude těleso o určitých vlastnostech. • Nakresli obrázek, na němž budou současně účinkovat tělesa o hmotnostech 1 g, 1 kg, 100 kg a 1 t.

32. Další kreslící úlohy • Nakresli fyzikální zákon • Nakresli zákon akce a reakce. • … • Nakresli obrázek na téma… • Nakresli obrázek na téma teplotní anomálie vody. • Nakresli obrázek na téma F = 10 N • …

34. Vymysli vtip s fyzikální tématikou www.scholaludus.sk

35. Nezařazené úlohy • Navrhni způsob, jak bys změřil výšku žirafy. Veď v patrnosti, že žirafa je i v zajetí velmi plaché zvíře.

36. Změřila bych si nějaké nejbližší stromy, načrtla tam čárky po metrech i centimetrech, zahnala bych tam žirafu a dalekohledem bych zjistila, na jakém čísle má nohy a na jakém čísle má hlavu. Vzala bych si metr.

37. Jakou situaci mohou představovat následující silové diagramy? a) b) c) Dvě ženy, ani jedna nechce určitého chlapa, tak ho tlačí k té druhé. (žákyně sedmého ročníku)

38. Na obrázku jsou dvě akvária spojená trubicí. Pokus se vymyslet, proč není hladina v obou akváriích ve stejné výšce (důvodů může být mnoho):

40. Organizační formy • Frontální práce • „výcvik“ řešení divergentních úloh, nejjednodušší • Skupinová práce • rozporuplné • Individuální práce • ideální stav, nejnáročnější Brainstorming = poskakování opic po klavíru v naději, že složí symfonii. (Edward deBono, SeriousCreativity)

41. Hodnocení divergentních úloh • Kritéria hodnocení úloh: • fyzikální správnost řešení. • originalita řešení, • propracovanost řešení, • množství různých použitých kategorií • Klasifikace: • fyzikální znalosti x tvořivost – nutno oddělit • podstatná je zpětná vazba – samotná známka neposkytuje • slovní hodnocení • motivační známka, bodování

42. Bariéry tvořivosti ve výuce • Orientace na úspěch • Konformita se skupinou • Zákaz otázek • Rozlišování práce a hry • Autoritářství • Nízká tolerance vůči selhání • Práce pod tlakem • Nedostatek sebekázně • Preferování usedlého učení • Zanedbávání motivace „Samostatná a tvořivá práce vyžaduje pohodu, důvěru, odstranění napětí a také dostatek času pro přemýšlení a prožívání.“

43. Dosavadní zkušenosti a subjektivní hodnocení autora Druhý rok praxe na ZŠ L. Kuby v Českých Budějovicích • Divergentní úlohy x motivace a zájem o předmět • Tvořivá výuka x motivace a zájem o předmět • Znatelný posun – chybí experimentální potvrzení Posun v oblasti tvořivosti a znalostí ?

44. Dosavadní experimentální výsledky • Chybí průkazné výzkumy potvrzující účinnost Předvýzkum – jaro 2010

45. Jak dále? • Tvorba rozsáhlé databáze divergentních úloh pro jednotlivé oblasti učiva – probíhá průběžně • Výzkum v oblasti účinnosti metodiky tvořivé výuky fyziky na rozvoj tvořivosti a osvojování učiva fyziky • Analýza – účinnosti při řešení divergentních úloh ve vztahu k osobnosti žáka a jeho studijním výsledkům • Analýza vlivu osobnosti učitele

46. Děkuji za pozornost! meskan@email.cz