Transcript Fyzikální úlohy a rozvoj tv*r*ího my*lení *ák*

Tvořivá výuka fyziky na základní škole
Divergentní fyzikální úlohy
PhDr. Václav Meškan
Fakultní základní škola L. Kuby České Budějovice
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.
Současný stav
Největší český horkovzdušný balón určený pro
18 osob má objem 8500 m3. Urči vztlakovou sílu
působící na balón.
Fvz = 18 ∙ 8500 ∙ 10
…
Směr - rozvoj tvůrčího myšlení žáků
• Cíle výuky
– Znalosti - konstruování fyzikálních poznatků
– Navíc
• Afektivní cíle – rozvoj motivace a zájmu o předmět
• Kognitivní cíle – rozvoj myšlení
Požadavky na tvořivé aktivity
dr. 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.
TVOŘIVOST
umělecká
technická
vědecká
tvůrčí proces i u příjemce
tvůrčího produktu
prvotní a významnější
více strukturovaná
důraz na metody tvůrčí práce
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
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
Složky divergentního myšlení
•
•
•
•
•
•
Fluence
Flexibilita
Originalita
Senzitivita
Elaborace
Redefinice
=> Rozvoj jednotlivých složek divergentního
myšlení
Rozvoj jednotlivých složek divergentního myšlení
SLOŽKA DIV.
MYŠLENÍ
FLUENCE
FLEXIBILITA
ORIGINALITA
ELABORACE
REDEFINICE
PŘÍKLAD CVIČENÍ
Podnětem je slovo klíč. Uveďte vše, co se
vám vybaví, slyšíte-li slovo klíč.
K čemu jinému než k zamykání lze použít
klíče? Uveďte co nejvíce možností.
Uveďte osobité použití klíče, na které
dosud nikdo nepřišel.
Vypracujte návod, jak použít klíče k měření
délek.
Upravte klíč tak, aby se dal použít zároveň
jako otvírák konzervy.
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
…
…
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
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
Jak se změní svět?
• Jak se změní svět, přestane-li existovat tření?
• Jak se změní svět, přestane-li existovat
elektrická energie?
Fyzikální úloha „live“
• Hromadné řešení úlohy, žáci jsou spoluautory úlohy.
• Vhodné jako úvodní rozcvička či „výcvik“ v řešení
divergentních úloh.
• Vhodné zpestření hodiny
Vypočítej a „oživ“ příklad
Vypočítej a oživ následující úlohu:
m  2 kg
J
c  4180
kg  C
Δt  20 C
Q ? J
Vymysli příklad, aby výsledek byl…
Vymysli úlohu, aby výsledek byl 2000 joulů.
kámen
dítě
20 kg
pes
opice
2000 J  E p  m  g  h
N
10
kg
strom
10 m
dům
skála
žebřík
Energie se zvyšuje – pohyb nahoru (proti směru tíhové síly).
Energie se snižuje – pohyb dolů (po směru tíhové síly).
kámen
dítě
20 kg
pes
opice
2000 J  E p  m  g  h
N
10
kg
strom
10 m
dům
skála
žebřík
Energie se zvyšuje – pohyb nahoru (proti směru tíhové síly).
Energie se snižuje – pohyb dolů (po směru tíhové síly).
Obrázek jako zadání příkladu.
Nejrychlejší šnek ve šnečím maratonu odplazil 1 km za 2,5
hodiny. Jakou rychlostí se plazil?
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?
Navrhni zařízení / odhal skryté zařízení.
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):
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.
• …
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.
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
–…
Vymysli vtip s fyzikální tématikou
www.scholaludus.sk
Nezařazené úlohy
• Navrhni způsob, jak bys změřil výšku žirafy.
Veď v patrnosti, že žirafa je i v zajetí velmi
plaché zvíře.
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.
Jakou situaci mohou představovat následující silové diagramy?
a)
b)
c)
a) Dvě ženy, ani jedna nechce určitého chlapa, tak ho tlačí k
té druhé.
(žákyně sedmého ročníku)
Na obrázku jsou dvě akvária spojená trubicí. Pokus se
vymyslet, proč není hladina v obou akváriích ve stejné
výšce (důvodů může být mnoho):
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, Serious Creativity)
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
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.“
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 ?
Dosavadní experimentální výsledky
• Chybí průkazné výzkumy potvrzující účinnost
Předvýzkum – jaro 2010
Jak dále?
1. Tvorba rozsáhlé databáze divergentních úloh pro jednotlivé
oblasti učiva – probíhá průběžně
2. Výzkum v oblasti účinnosti metodiky tvořivé výuky fyziky na
rozvoj tvořivosti a osvojování učiva fyziky
3. Analýza – účinnosti při řešení divergentních úloh ve vztahu k
osobnosti žáka a jeho studijním výsledkům
4. Analýza vlivu osobnosti učitele
Děkuji za pozornost!
[email protected]