Metodika projektu Heuréka – Dobrovolné domácí úkoly z fyziky
Archivní obsah
Tento materiál pochází ze staršího archivu rvp.cz a už není součástí aktuální nabídky. Uchováváme ho, aby na něj dál vedly původní odkazy.
Odborný článek
Metodika projektu Heuréka – Dobrovolné domácí úkoly z fyziky
Příspěvek popisuje zajímavé náměty na domácí úkoly z fyziky. Žáci si zkouší různé pokusy, zaznamenávají výsledky pokusů, a rozšiřují si tak vědomosti a praktické dovednosti spojené s fyzikou.
Příspěvek vznikl v rámci projektů pořádaných o.s. Aisis.
Asi každý z učitelů dává žákům domácí úkoly a žáci je více či méně ochotně vypracovávají. Chcete-li dosáhnout toho, aby žáci s radostí vítali zadání domácího úkolu, zkuste metodu, kterou mám již mnoho let vyzkoušenou v rámci projektu Heuréka. Domácí úkoly z fyziky, které žákům zadávám, jsou zásadně dobrovolné. Nejsou to tradiční úkoly - nauč se, vypočítej příklad apod., ale snažím se, aby to byly problémy pro žáky zajímavé. Jejich obsahem může být:
A. Navržení pokusu, kterým se ověří určitá hypotéza nebo se rozhodne mezi několika hypotézami. Příklad: Na začátku tématu Elektrický obvod je užitečné nechat žáky přemýšlet o tom, jestli v jednoduchém elektrickém obvodu (baterie, vodiče, žárovka) svítí žárovka proto, že tam „něco" běhá dokola, a tím se rozsvítí žárovka, anebo jestli z baterie jdou z jedné strany „plusy" a z druhé strany „minusy" a tam, kde se setkají, „to" svítí. Pokud vám řešení připadá samozřejmé a předpokládáte, že to budou žáci 6. ročníku všichni vědět, zkuste tento problém zadat ve své třídě.
Domácí úkol tedy může být zadán např. takto:„Navrhni experiment, kterým rozhodneš, jestli se jednoduchý elektrický obvod chová jako čerpadlo s trubkami a vodním mlýnkem, kde teče voda stále dokola, nebo jako svářečská souprava, kde z bomb jde jednou hadicí kyslík a druhou hadicí jiný plyn, v trysce se setkají a hoří. K řešení nepotřebuješ nic jiného než baterie, žárovky a vodiče." (řešení viz /1/)
Mohu-li vám doporučit, zkuste si bez nahlížení do řešení sami vyřešit tento úkol i úkoly následující.
B. Provedení domácího experimentu, jeho popis, případně vysvětlení.
Při probírání vlastností kapalin v 7. ročníku bývá velmi úspěšný a oblíbený tento domácí úkol:
„Do vyšší užší nádoby nalij opatrně různé kapaliny, nejlépe různobarevné
(sirup, šampon, olej, Jar, obarvenou vodu apod.)
. Pozoruj vznik několika oddělených vrstev. Do nádoby pak vhoď různé malé předměty
(kuličku vína, rozinku, kostičku z lega, pecku ze švestky apod.)
pozoruj, na které hladině jednotlivé věci plavou. Výsledek pokusu nakresli a popiš."
Do stejného tématu patří i další domácí úkol, jehož provedení je jednoduché, ale vysvětlení je pro žáky mnohem obtížnější. „V bazénu plave loď s kotvou na palubě. Na zdi bazénu označíme, do jaké výšky sahá voda. Potom vhodíme kotvu do vody. Pokusem rozhodni, zda se hladina vody v bazénu zvýší, sníží nebo zůstane stejná. Popiš a zkus vysvětlit pozorovaný efekt." (řešení viz /2/)
C. Vymyšlení určitého zařízení. Při probírání tepelných strojů, poté, co už žáci znají princip pístu, dostávají tento úkol: „Navrhni zařízení převádějící pohyb pístu ,dopředu a dozadu' na pohyb ,dokola', který potřebujeme např. pro pohon kol." (řešení viz /3/)
Ve fyzice se žáci setkají i s pohádkou. V kapitole týkající se tlaku vzduchu a tlaku vody žáci zjistí, že obyčejná pumpa na principu injekční stříkačky nemůže vytáhnout vodu do větší výšky než do deseti metrů. Pak začnu vyprávět pohádku:
„Za devatero horami a devatero řekami žil byl jeden král, a ten byl moc smutný. Proč mohl být ten král smutný?"(Děti napovídají.)„Ba ne, neměl ani draka v království, ani silného nepřítele na hranicích. Měl jiný problém. Měl zámek na kopci a v zámku moc hlubokou studnu. I když si pozval nejlepší pumpaře z království, žádná pumpa nefungovala. Ve studni sice bylo vody dost, ale na povrch ji dostávali tak, že do studny vhodili vědro přivázané na provaze a rukama ho vytahovali nahoru. V zámku tedy bylo málo vody a král byl z toho moc smutný. Zkuste navrhnout a nakreslit různá zařízení, kterými byste pomohli smutnému panu králi."
Žákům je třeba ještě připomenout, že nemohou použít elektrické čerpadlo. (řešení viz /4/)
D. Vyrobení přístroje Žáci mohou vyrábět např. hodiny (přesýpací, vodní, ohňové, svíčkové atd.), váhy, siloměr, hustoměr, teploměr (či spíše indikátor změny teploty - kapalinový, vzduchový, ale mám i bimetalový), hudební nástroje atd. V kabinetě mám už docela slušnou sbírku výrobků žáků, některé velmi originální.
E. Vymyšlení určité úlohy Tento typ domácích úkolů se hodí k výuce tematického celku Pohyb těles. Žáci mohou jednak vymýšlet zadání úloh o pohybu (řešení viz /5/), jednak příběh k zadanému grafu závislosti dráhy na čase (na osách přitom nejsou jednotky, jde pouze o tvar lomené čáry či čar - příběh se tedy může týkat jak šneků na výletě, tak závodů F1).
F. Získání určité dovednosti Na začátku 6. ročníku, když zkoumáme vlastnosti látek, si hrajeme se svíčkami. Žáci tedy dostávají úkol: „Nauč se zapalovat svíčku na dálku na co největší vzdálenost. Můžeš vyzkoušet i různé svíčky." (řešení viz /6/) Žáci samozřejmě dostávají současně pokyn, aby pracovali pouze pod dozorem rodičů. Role rodičů je u těchto domácích úkolů také zajímavá. Vůbec mi nevadí, když rodiče dětem s něčím pomáhají, spíše naopak. Myslím si totiž, že příležitostí ke společnému bádání s rodiči nad nějakým problémem mají dnešní děti velmi málo. A navíc u těchto úkolů nehrozí situace, že by rodiče za děti úkol udělali (jen proto, aby dítě dostalo jedničku) a dítě vůbec nevědělo, o co jde.
Důležitou součástí všech domácích úkolů je také jejich prezentace. Žáci u tabule předvádějí spolužákům, jak fungují jejich hodiny, kreslí na tabuli, jak by pomohli smutnému panu králi, povídají o tom, jak slévali kapaliny a co kde plavalo, atd.
Řešení domácích úkolů
(Uvádím „standardní" řešení, i když žáci mnohdy vymyslí originální řešení, které mne nenapadlo. To je samozřejmě také dobře.)
/1/ Úloha má dvě řešení. Jednak je možné do obvodu sériově zapojit dvě žárovky a zjistí se, že svítí obě. (Při svařování ale není možné svařovat na dvou místech současně.) Ve druhém řešení vezmeme dvě baterky, jednu zapojíme z pólu plus, druhou z pólu minus. Zjistíme, že žárovka nesvítí. Model sváření tedy není správný.
/2/ Hladina klesne. Kotva v loďce plave, proto musí vytlačit tolik vody, kolik váží. Kotva na dně vytlačí tolik vody, jaký má objem. (Přesnější vysvětlení pomocí Archimedova zákona.)
/3/ Žáci obvykle vymyslí klikový převod, často i hřebenový převod. Je třeba jim ukázat konkrétní zařízení, která tyto převody využívají.
/4/ Různých možných řešení je hodně. Příklady: rumpál, nekonečný pás s kbelíky, kaskáda pump, Archimédův šroub, tlaková pumpa (píst tlačí na hladinu, vytlačuje vodu trubkou nahoru) atd. Vaši žáci jistě vymyslí i další.
/5/ Příklad jedné úlohy, jejímž autorem je sedmák: Jistě víte, že baron Prášil cestoval na dělových koulích. Jednou se chtěl také podívat na situaci na bojišti z výšky, proto se nechal vystřelit s dělovou koulí ze zámku. Koule letěla rychlostí 6 km/min. O dvě minuty později vystřelili z nepřátelského tábora, vzdáleného 28 kilometrů, jinou kouli, která letěla směrem k zámku rychlostí 10 km/min. Ve chvíli, kdy se obě koule míjely, si baron Prášil přesedl a vrátil se zpět. Vypočítej, kdy a jak daleko od zámku přesedal, a jak dlouho byl pryč.
/6/ Při rychlém sfouknutí svíčky z ní ještě chvíli stoupá „dým" (vosková pára), který je možné pomocí hořící špejle z několikacentimetrové vzdálenosti zapálit.
Stupeň vzdělávání a období vzdělávání
2. stupeň
Rozvíjené klíčové kompetence
Kompetence k učení – samostatně pozoruje a experimentuje, získané výsledky porovnává, kriticky posuzuje a vyvozuje z nich závěry pro využití v budoucnosti Kompetence k řešení problémů – samostatně řeší problémy; volí vhodné způsoby řešení; užívá při řešení problémů logické, matematické a empirické postupy/ověřuje prakticky správnost řešení problémů a osvědčené postupy aplikuje při řešení obdobných nebo nových problémových situací, sleduje vlastní pokrok při zdolávání problémů. Kompetence pracovní – používá bezpečně a účinně materiály, nástroje a vybavení, dodržuje vymezená pravidla, plní povinnosti a závazky, adaptuje se na změněné nebo nové pracovní podmínky.
