Odborný článek
Činnostní učení s využitím moderní techniky na základní škole
5,0 (1 hodnocení)
Řešení praktické úlohy s využitím výukového prostředí SPARK umožňující uplatnit ve výuce moderní způsoby činností a zdůraznit důležitost mezipředmětových vztahů.
Ve školním prostředí, v přírodovědných předmětech, řešíme řadu úloh zpravidla klasickými způsoby. Například ve fyzice měříme vzdálenost různými druhy metrů, sílu měříme pružinovými siloměry, teplotu měříme kapalinovými teploměry. Jsou to velmi názorné postupy, na kterých žáci poznávají např. popisované veličiny, jejich jednotky a princip měření, které využívají různé jevy a zákonitosti. Pro prvotní zjišťování hodnot má klasický způsob určitě značný význam, ale při dalším rozvíjení, především praktických dovedností v této oblasti a v oblasti dalšího zpracovávání naměřených hodnot, začíná být nedostatečný. Proto je vhodné klasické způsoby doplnit moderními, které využívají počítačovou techniku a nacházejí uplatnění ve všech oborech.
Tradiční úlohou na základní škole je např. určování venkovní teploty v průběhu dne s následným určením průměrné teploty a dalšími úkoly. Jedná se o komplexní úlohu, při které žáci musí provést několik operací a zvládnout řadu dovedností. Údaje o venkovní teplotě jsou totiž důležitou informací např. při volbě oblečení, pro lyžaře při volbě mazání lyží, pro řidiče při volbě pneu atd. Prvním úkolem je naměření požadovaných hodnot v průběhu celého dne po zadaných časových úsecích. To je určitě nejproblematičtější část celé úlohy. Žák musí přesně v určitý okamžik číst měřenou hodnotu, například každou hodinu. Pro další práci s grafem je měření po jedné hodině dostatečné ale, pokud máme měřit i v pozdní noční a časné ranní době, je v podstatě nereálné. Další úkoly jsou již proveditelné. Patří sem vytvoření přehledné tabulky s doplněnými údaji a vytvoření grafického záznamu, který je pro uživatele zpravidla nejnázornějším dokumentem při prvním hrubém hodnocení.
Právě prostředí SPARK edukačního systému PASCO, je výborný pomocník, který za nás provede rutinní záležitost, čtení hodnot z měřidla a její zápis. Jedná se o zařízení se dvěma vstupy pro senzory, USB portem pro připojení flash paměti nebo tiskárny a vstupem pro napěťové a teplotní čidlo. Zařízení rozpozná připojené čidlo automaticky a okamžitě zobrazí veličinu, kterou lze měřit. Jiné veličiny, pro které právě senzor připojený není, se nezobrazují. Tak se tvoří krátké a přehledné menu umožňující poměrně rychlou přípravu pro vlastní měření. To je řízeno žákem manuálně nebo může probíhat automaticky bez jakékoli asistence. Výsledky měření může žák dále zpracovávat různými způsoby, uvedenými v příslušném manuálu, který je možné najít na webu.
Podle aktuálního nastavení provede měření v přesných časových intervalech, a to v jakoukoli denní či noční hodinu. Samozřejmostí je volba měření i po kratších úsecích, například každých 10 minut. Tím celé řešení dané úlohy získává mnohem přesnější vyjádření, které samotný člověk manuálně není schopen zajistit. Pro jiné úlohy můžeme nastavit vzorkování třeba na 1 sekundu nebo ručně. Pokud chceme, můžeme při měření současně vytvářet graf, přepínat mezi různými režimy a provádět další operace. Hlavní výhodou prostředí SPARK je možnost měření celé řady různých veličin, a protože se jedná o mobilní zařízení, můžeme ho použít i v terénu. Pro rozšíření možností použití je ovšem nutné vlastnit potřebná měřící čidla.
Prostředí SPARK má poměrně robustní, odolnou konstrukci, která snese i méně šetrné zacházení, což je určitě výhodou. Ovládání je zajištěno prostřednictvím dotykového barevného displeje o úhlopříčce 14,5 cm a vysokým rozlišením. Tyto parametry jsou zvoleny s velkým citem pro poměr velikosti plochy potřebné na zobrazení měřených veličin a ostatními parametry, které umožní bezpečnou mobilitu zařízení. Navíc v okamžiku, kdy se celý graf nevejde na pracovní plochu, můžeme již v průběhu měření upravovat měřítko, posouvat počátek souřadného systému atp.
I když SPARK umí po připojení k tiskárně vytvořit přímo i dokument v tištěné podobě, rozhodně doporučuji naměřené hodnoty vyexportovat a poté zkopírovat například do tabulkového kalkulátoru nebo textového editoru a dále v těchto programech zpracovávat, neboť nabízejí lepší komfort pro tuto práci. Vyexportovaná data jsou v textovém formátu s příponou txt, uspořádaná do sloupců a oddělená tabulátorem. Před překopírováním do Excelu doporučuji desetinné tečky u čísel přepsat na čárku, jelikož v Excelu dochází k automatickému formátování čísla s tečkou do tvaru datum. Přenesením naměřených dat do Excelu žák využije znalosti a dovednosti získané v hodinách ICT. Přitom může vytvářet například kontingenční tabulky a grafy, což prostředí SPARK samozřejmě neumí.
Pokud žák má vypracovat úlohu cílenou na měření teploty a nemá k dispozici poměrně luxusní systém SPARK, může k měření použít například šikovnou aplikaci pro chytré mobily pracující pod systémem Android. Tato varianta ovšem řeší pouze jeden typ měření a rozhodně nemůže nahradit řadu možností, které přináší představené prostředí SPARK.
Uvedená úloha, měření venkovní teploty, je součástí vzdělávací oblasti „Člověk a příroda“ ve vyučovacím předmětu fyzika, potažmo školního vzdělávacího programu pro základní školu. Téma týkající se měření teploty je obsaženo v prvním ročníku (v šesté nebo sedmé třídě) předmětu fyzika a řešenou úlohu provádíme proto, že velmi dobře vystihuje cíle výuky fyziky, které se, kromě jiného, zaměřují na rozvoj dovednosti soustavně, objektivně a spolehlivě pozorovat, experimentovat, měřit, vytvářet a ověřovat hypotézy o podstatě pozorovaných přírodních jevů, analyzovat výsledky tohoto ověřování a vyvozovat z nich závěry, zkoumat příčiny přírodních procesů, souvislosti nebo vztahy mezi nimi, vysvětlovat pozorované jevy, hledat a řešit poznávací nebo praktické problémy, využívat poznání zákonitostí přírodních procesů pro jejich předvídání nebo ovlivňování.
Problematika související s výše uvedenou fyzikální veličinou je určitě významnou charakteristikou prostředí, v kterém se nacházíme, významně ovlivňuje naše chování ať už v pracovním prostředí nebo v soukromém životě, a proto se jí ve fyzice již od počátku věnujeme.
Tento materiál je publikován pod licencí Creative Commons – Uveďte původ – Neužívejte komerčně – Nezpracovávejte 3.0 ČR.