Poukázat na skutečnost, že projektová výuka v předmětu fyzika obohatí žáky o analytické myšlení, přinutí jej vytvářet hypotézy, využívat různé výzkumné metody a postupy, získávat a interpretovat data, formulovat a dokazovat závěry apod.
Výzkum PISA 2006, kterého se zúčastnilo 57 států z celého světa – včetně 30 členských států OECD – ukázal, že čeští žáci mají osvojeno velké množství přírodovědných poznatků a teorií, problémy jim ale dělá o přírodovědných problémech samostatně uvažovat a zkoumat je (vytvářet hypotézy, využívat různé výzkumné metody a postupy, získávat a interpretovat data, formulovat a dokazovat závěry apod.). Pravděpodobnou příčinou těchto zjištění je způsob výuky přírodovědných předmětů v České republice, kdy se klade větší důraz na shromažďování a reprodukci teoretických znalostí než na podstatu přírodovědného zkoumání a uvažování.
V tomto článku se budu zabývat efektivností projektové výuky fyziky oproti tradičnímu způsobu výuky. Jako učitel fyziky ve střední škole jsem provedl výzkum takovéto výuky ve fyzice v Soukromém gymnáziu, střední odborné škole a jazykové škole s právem státní jazykové zkoušky v Kunovicích. Jeho závěry potvrzují, že projektová výuka fyziky je cestou jak odstranit současné problémy u žáků týkající se samostatného přírodovědného zkoumání a uvažování.
Profesor Charles Handy (jeden z nejznámějších britských filozofů podnikatelství, známý především svými úvahami o měnící se povaze práce a organizací) kdysi napsal o škole a školství: „Být žákem ve škole je neobyčejný zážitek. Kolik z vás, dospělých, by si dokázalo uspořádat věci tak, abyste mohli pracovat pro osm nebo devět šéfů během týdně, v sedmi různých místnostech, bez stolu a židle, které by vám patřily, bez místa, kam byste si mohli dát své věci? Při práci byste nesměli jeden na druhého mluvit a navíc by vás šéf mohl každých 15 minut přerušit a zadat vám úkoly nové. Jak byste za těchto podmínek smysluplně a zodpovědně vykonávali svoji práci?!” Často se nacházíme v zajetí svých vlastních stereotypů, v každodenním shonu a snaze dělat svou práci opravdu dobře, ale to vše nám možná někdy brání nahlédnout na skutečnost s odstupem a zdravým selským rozumem. Uvedený citát nám umožňuje podívat se na práci žáků v našich školách z ptačí perspektivy a zároveň nahlédnout celou situaci, která je nám všem důvěrně známá, zevnitř – prostě jinýma očima. Projektová výuka, o které bude v následujících kapitolách řeč, nabízí možnost, jak realizovat výuku, která bude mimo jiné smysluplná a jíž se žáci budou účastnit zodpovědně.
Několik let jsem pracoval v řízení lidských zdrojů ve firmách, kde panovala tvrdě výkonová kritéria. Nejprve jako technik a obchodní ředitel, pak jako trenér manažerských a obchodních dovedností u zahraniční firmy. Rukama mi prošly stovky životopisů uchazečů o zaměstnání, s desítkami z nich jsem vedl výběrové pohovory, ty úspěšné jsem po nástupu dále školil. Byla mezi nimi i řada čerstvých absolventů. To, co odlišuje úspěšné uchazeče od neúspěšných, je:
U žáků je tedy potřebné budovat:
Tyto kompetence se obtížně osvojují ve školních pětačtyřicetiminutovkách. Nejlépe by bylo propojit výuku žáků s praxí ve výrobních firmách. Při desetiprocentní nezaměstnanosti je však organizování samotné praxe žáků velmi obtížné. Nezbývá než pro život důležité kompetence získávat při projektové výuce s vysokou mírou autonomie a samořízení žákovských týmů. Učitel pak působí jako poradce, koordinátor, poskytovatel zpětné vazby a hodnocení. Od učitele to vyžaduje jednu velkou změnu – změnu stylu vedení. Jako manažer musí chápat, že odpovědnost nelze nařídit. Buď ji žák cítí a přijímá dobrovolně a jde tvořivě a rád za svěřenými cíli, nebo plní úkoly z donucení, nerad a často špatně. Nejčastější alibi učitelů, kteří setrvačně zůstávají v tvrdé direktivě je: „Nemůžu se na ně spolehnout, raději na všechno dohlédnu, budu jim říkat co mají dělat a co ne." To říkají ale jen ti, kteří nechápou, že výchova k odpovědnosti je promyšlený a časově náročný proces a z neznalosti jdou ode zdi ke zdi – od direktivy k úplné volnosti a zpět k ještě tvrdší direktivě. Pochopitelně, že pak žáci selžou. Když takoví absolventi přijdou do prvního zaměstnání, budou od svého šéfa také očekávat, že jim dál bude říkat, co mají dělat a co ne a chyby budou hledat ne u sebe, ale jinde.
Pro život v dnešním rychle se měnícím světě, kde dnes má člověk dobré místo, ale zítra je nezaměstnaný, je ale spolehlivější být strůjcem svého štěstí. Troufám si tvrdit, že pro cestu nezávislosti, podnikavosti a aktivního hledání nových příležitostí je dobře připravená a správně vedená projektová výuka ideální přípravou.
Výzkum byl realizován celý školní rok 2008/2009 při hodinách fyziky. Dotace hodin byla pro 1. ročník 2 hodiny týdně a pro 2. ročník také 2 hodiny týdně. Způsob zkoušení se v experimentálních třídách realizoval formou didaktických testů. Při výkladě nového učiva se projektové úlohy z fyziky řešily společně s učitelem, který zadával úkol na tabuli. Úlohy žáci řešili přímo ve vyučovací hodině a také za domácí úlohu. Učitel vyučující v experimentálních a v kontrolních třídách učil na základě učebných osnov. Osvojování nového učiva se prováděla prezentací domácího projektu ze strany žáků (cca 15 až 20 minut), kterou doplňoval také učitel svým výkladem. V příloze uvádím záznamový list z výuky v experimentální třídě, příklady projektových úloh, fotografie některých výrobků a příklad didaktického testu pro třídu 2. A.
Výzkum potvrdil platnost těchto hypotéz:
Žáci vyučovaní projektovou výukou dosáhli na konci experimentálního vyučování v didaktickém testu statisticky vyšší výkon v oblasti zapamatování vědomostí, dále vyšší výkon v oblasti porozumění než studenti vyučovaní tradičně. Žáci vyučovaní projektovou výukou dosáhli na konci experimentálního vyučování v didaktickém testu vyšší výkon v oblasti specifického transferu (řešení problémových úloh) i v oblasti nespecifického transferu než žáci vyučovaní tradičně v kontrolní třídě.
Závěry z aplikace projektové výuky ve vyučovacích hodinách nelze široce zobecňovat. Netvoří totiž reprezentativní vzorek výuky fyziky na gymnáziích. Na druhé straně mohu ale říci, že jsem měl možnost sledovat konkrétní výstupy žáků v rámci projektové výuky v experimentální třídě a porovnat je s výsledky výuky v kontrolní třídě, kde se vyučovalo tradičně.
Data získaná při výzkumu byla zpracována statistickými metodami, které byly přiměřené zkoumané hypotéze (aritmetický průměr, modus, analýza rozptylu, F-test, chí kvadrát, Cramerův koeficient, Pearsonův koeficient korelace, Cronbachův vztah). Jednalo se totiž, jak již bylo zmíněno, z finančních a časových důvodů o nereprezentativní vzorek žáků a tříd.
Co se týká validity, tak bylo dosaženo uspokojivě vysoké obsahové validity vstupních didaktických testů jako Pearsonova koeficientu korelace s hodnocením žáků z fyziky na konci školního roku 2007/2008.
Taky byl potvrzen pozitivní efekt projektové výuky fyziky.
Reliabilita je ukazatel spolehlivosti, přesnosti měření. Protože didaktické testy byly složeně skórované, spolehlivost didaktických testů byla ověřena Cronbachovým vztahem a reliabilita nestandardizovaných testů potvrzena.
Validitu a reliabilitu experimentu jsem zabezpečoval i tím, že všechny čtyři třídy, experimentální (E1, E2) i kontrolní (K1, K2), vyučoval stejný učitel, ve stejné místnosti (odborná učebna fyziky), ve třídách E1, K1 se probíralo stejné učivo (mechanika hmotného bodu, tuhého tělesa, kapalin a plynů, kmitání mechanického oscilátoru, mechanické vlnění, astrofyzika), a také ve třídách E2, K2 (optika, fotometrie, kvantová optika, jaderná fyzika). Dotazníky a didaktické testy byly rozmnožovány na zařízeních školy, a také na její náklady. Lavice ve třídě byly stejně rozmístěny a byly využity stejné učební pomůcky.
Vliv intervenujících proměnných jsem eliminoval následovně:
Pro zlepšení vyučovacího procesu prostřednictvím projektové výuky jsem se opíral o čtyři navzájem související prvky managementu kvality TQM (Total Quality Management):
O prvky TQM jsem se opíral proto, že kladu důraz na vzdělání, které je blízké praxi a má vztah ke konkrétní profesi, podporuje aktivní učební procesy, nabízí účinné podpůrné procesy a poskytuje možnosti nástupu kariéry i dalšího rozvoje po ukončení studia.
Aby bylo možno tyto potřeby respektovat, navazuji kontakty s regionálními podniky, například zprostředkováním praxe, zveřejňováním nabídek pracovních míst, ale také poradenstvím uchazečům o pracovní místa, představováním firem v prostorách školy apod.
Didaktický cyklus běžné vyučovací hodiny v experimentálních třídách probíhal tak, aby byly splněny všechny čtyři požadavky.
Žáci se pravidelně (ale ne po každé hodině) ve stručném anonymním dotazníku vyjádřili, jak byli s výukou spokojeni. Na základě analýzy jsem operativně upravoval své vyučovací postupy. Tak se naplnil první požadavek – orientace na osobnost žáků.
Druhý požadavek – orientace na vyučovací proces se naplnil tak, že jsem pečlivě plánoval výuku. Měla důkladnou přípravu – specifické cíle, motivace žáků, zpětná vazba, kterou jsem v hodině realizoval. Na začátku hodiny jsem žáky motivoval, řekl jim cíle hodiny, průběžně měl zpětnou vazbu, na konci hodiny dal žákům didaktický test z nového učiva. Domácí úlohu jsem zadával diferencovaně (nejlehčí, průměrná, nejtěžší úloha). Po každém tematickém celku jsem dal výstupní didaktický test. Prostřednictvím průběžných didaktických testů se dosahoval vzestupný trend růstu vědomostí a zručností žáků v experimentálních třídách. Pro žáky, kteří nedosáhli 60 % úspěšnost, jsem zorganizoval doučování, které bylo založeno na dobrovolnosti.
Třetí požadavek – nepřetržité zlepšování vyučovacího procesu se naplnil tak, že jsem zjistil pomocí dotazníku požadavky a potřeby žáků na výuku fyziky. Po zjištění představ žáků s výukou fyziky jsem zařadil jejich požadavky do vyučovacího postupu.
Čtvrtý požadavek – vytvoření příznivého školního klimatu. Nejdůležitější bylo docílit, aby se žáci nebáli, cítili se dobře, měli dobré vztahy mezi sebou i k učiteli. Pravidelně (ale ne v každé hodině) se zadával dotazník na hodnocení klimatu ve třídě.
Model běžné vyučovací hodiny v experimentálních třídách (E1, E2):
Zpětná průběžná kontrola, kterou jsem realizoval krátkým didaktickým testem zadávaným na konci vyučovací hodiny z nového učiva, byla pro mne spolehlivým základem pro korekci jeho dalšího postupu. Získal jsem tak velmi rychle přehledný obraz o tom, kolik žáků si nové učivo osvojilo a kolik ne. Zároveň tento způsob zpětné vazby přinášel i žákům informaci o tom, jak učivo pochopili.
Při zadávání domácích projektů jsem dodržoval tyto požadavky:
Domácí projekt obsahoval dvě části:
Náměty k projektovým pracím jsem většinou navrhoval společně se žáky. Mnohdy jsme se nechali inspirovat nápady žáků z jiných tříd a kolegů, se kterými si vyměňujeme zkušenosti individuálně či na různých setkáních a akcích pro učitele.
Žáci do určeného termínu donesli písemné zpracování teoretické části a výrobek (nebo zápis pozorování či měření). Do další vyučovací hodiny jsem všechny práce prostudoval a předběžně ohodnotil. Zvlášť jsem hodnotil úroveň a správnost teoretické části a zvlášť úroveň výrobku (popřípadě správnost pozorování či měření). V následujících cca 2 vyučovacích hodinách žáci prezentovali své práce, vysvětlovali pracovní postup a předváděli funkčnost svých výrobků (nebo obhajovali svá měření a pozorování). Po výstupu žáků před třídou a zodpovězení dotazů jsem uzavíral klasifikaci. Obvykle jednou známkou jsem hodnotil písemné zpracování a znalost sledovaného jevu. Druhou známkou jsem hodnotil znalost výroby, funkce výrobku a způsob prezentace.
Projektové práce jsem zadával:
Model vyučovací hodiny v kontrolních třídách (K1, K2):
Z pohledu učitele hodnotím experimentální způsob výuky takto:
Aby se pozitivní poznatky a zkušenosti, ke kterým jsem ve výzkumu dospěl, mohly využít i v budoucnu a v jiných školách, doporučuji realizovat tato opatření:
Co se týká výuky fyziky v gymnáziu, velmi frekventovanými parametry její kvality byly právě výstupy obsažené v projektové výuce. Např. provádění fyzikálních experimentů (včetně rozboru a vysvětlení), umožňování žákům proniknout do podstatných problémů, které řeší fyzika, a to i za cenu zmenšení objemu učiva a za cenu zjednodušování fyzikálních problémů, řešení aplikačních úloh, podpora pozitivního citového vztahu žáků k fyzice ze strany učitele (humanizace fyziky), věnování se všem žákům (nejen nadaným), umožňovat nahlédnout skrze fyziku do obecných zákonitostí přírody, rozvíjení intelektu žáků, komplexnost řešených problémů, logičnost, propojování analytických a syntetických postupů, probouzení a podpora kritického myšlení, pěstování abstraktní představivosti, používání přiměřených matematických prostředků, objevování fyzikálních poznatků, zautomatizování nejjednodušších operací u žáků a samostatná práce žáků s pomůckami (v rámci laboratorních i domácích prací).
Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.
Pro vložení komentáře je nutné se nejprve přihlásit.
Článek není zařazen do žádného seriálu.