Josef Duhajský: Skupinové vyučování v hodině fyziky

Pokud máte dojem, že v každé hodině potřebujete interaktivní tabuli, vizualizér, datový projektor, počítač, či já nevím jakou další technickou pomůcku, nemusí tomu tak být vždy. Někdy stačí pouhý list papíru.

Mám na mysli list papíru, na kterém mám napsáno obvykle osm až deset zadání jednoduchých, většinou problémových úloh. Ten před příchodem do příslušné hodiny rozstříhám na odpovídající počet kusů a s touto pomůckou v dané hodině i vystačím.

Jak vypadá příprava?

K vytvoření úloh, které odpovídají právě probíranému tématu, využívám různé zdroje. Někdy stačí učebnice, kterou používají žáci, případně nějaká „papírová“ sbírka úloh. Kromě novějších sbírek mi už dost často pomohla při výběru starší publikace „Kašpar, E. a kol.: Problémové vyučování a problémové úlohy ve fyzice. SPN, Praha 1982“ a „M. Kružík: Sbírka úloh z fyziky pro žáky středních škol“. Rozhodně bych však přivítal, kdyby sbírek problémových úloh, nejlépe i se správným vysvětlením, bylo na našem trhu víc.

V případě, že se rozhodnete sestavit si vlastní soubory úloh, můžete dnes samozřejmě hledat inspiraci i na internetu: Fyzweb jsem tu představoval už několikrát, dají se použít některé úlohy z dílny, doporučuji i Odpovědnu. Fyziku kolem nás příbramského Q-klubu jsem na České škole rovněž zmínil a též Google vás při troše času a trpělivosti dovede na vhodná místa (např. Jevy v povrchové vrstvě kapalin, Několik netradičních úloh pro žáky základní školy). Zatím jsem však toho názoru, že papírové zdroje vás v tomto případě připraví o méně času. Internet vás ale k řadě vhodných titulů z oblasti problémového a skupinového vyučování, o nichž jste třeba ani nevěděli a které si následně můžete koupit, určitě dovede.

Postupně si tak lze ke každému tématu vytvořit odpovídající soubor úloh a opakovaně je jednou za čas využívat. Takto připravené soubory lze dnes snadno uchovávat na počítači, případně úlohy obměňovat, když se některá neosvědčí apod. Osobně dávám přednost otázkám typu Proč…?, ale není to pochopitelně nutné. Někdy vyvolají nečekanou reakci žáků i úlohy, u kterých byste to předem vůbec nečekali. Pro názornější představu uvedu dva příklady ze svého výběru; první seznam jsou úlohy týkající se elektromagnetického záření:

1. Uveďte příklady praktického využití infračerveného, ultrafialového a rentgenového záření.

2. Jestliže na naše tělo svítí přes okenní sklo slunce, cítíme, že se pokožka zahřívá. Přesto se za sklem neopálíme. Vysvětlete.

3. Při pobytu na horách se velmi rychle opálíme. Proč?

4. Proč je nutné používat při obloukovém svařování k ochraně zraku tmavé brýle?

5. Proč je nutné chránit se před ozářením rentgenovým zářením? Proč je pro lidský organismus nejnebezpečnější tvrdé rentgenové záření?

6. Proč musí pacient před rentgenovým vyšetřením žaludku vypít látku obsahující baryum (síran barnatý BaSO₄)?

7. Proč je nutné, aby mezi anodou a katodou rentgenky bylo vysoké napětí?

8. Proč se rentgenové záření z vesmíru zjišťuje pomocí detektorů umístěných na umělých družicích Země, a nikoliv na pozemských observatořích?

A druhý dynamiky:

1. Šaty, koberce, peřiny apod. se zbavují prachu klepáním rákoskou, klepačkou atd. Jaká je fyzikální podstata tohoto způsobu čištění?

2. Proč se má na pohyblivé schody vstupovat při chůzi, a nikoliv z klidu?

3. Proč se automobil nebo vlak v jízdě nezastaví, přestane-li pracovat motor?

4. Je možné, aby člověk, který váží stejně jako závaží, tímto závažím pohnul tahem za lano, vedené přes pevnou kladku, na jehož druhém konci připoutané závaží leží v klidu na zemi? Oba konce lana jsou ve svislé poloze.

5. Je známo, že tíha těles na Měsíci je asi 6krát menší než na povrchu Země. Vyplývá z toho, že automobil, který by měl na Měsíci stejnou tahovou sílu, by se rozjížděl s 6krát větším zrychlením?

6. Proč se velmi těžce skáče z neupevněné loďky na břeh, zatímco stejný skok z parníku je snadný?

7. Na temeno hlavy můžeme položit bez nebezpečí úrazu předmět o hmotnosti až několika kilogramů. Proč je nebezpečné, spadne-li na hlavu mnohem lehčí předmět a z poměrně malé výšky?

8. Kosmická loď se pohybuje stálou rychlostí 12 km s^-1 vzhledem k určité inerciální vztažné soustavě. Jakou rychlostí a) vzhledem ke kosmické lodi, b) vzhledem k dané vztažné soustavě se pohybuje střela, která opouští hlaveň pušky umístěné pevně v kosmické lodi s rychlostí 0,5 km s^-1 v případě, že je vystřelena 1) ve směru, 2) proti směru rychlosti kosmické lodi?

9. Při jízdě vlakem se dveře oddělení, které se mohou pohybovat ve směru trati, často samy od sebe posunou a) dopředu, b) dozadu. O jaké změně v pohybu vlaku to svědčí?

10. V kabině parníku, který jede na nezvlněné hladině jezera rovnoměrně přímočaře, se dosud klidně visící lampa náhle vychýlila do strany kolmo ke směru rychlosti parníku. Proč asi?

A jak to vypadá přímo v hodině?

Při rozdělování skupin dávám poslední dobou přednost rozpočítávání. Řekněme, že je ve třídě 30 žáků. Obejdu třídu, ukazuji na žáky a počítám od jedné do deseti. Pak se jedničky, dvojky až desítky shromáždí, dostanou lístek s příslušným číslem a zhruba pět minut mají na to, aby společně dali dohromady odpověď.

Klasický způsob rozdělení: „utvořte trojice“ přináší občas riziko, že některý jedinec má problém se zařazením; úplně jsem však od tohoto způsobu tvoření dvojic, trojic či čtveřic neustoupil, protože občas při něm lze vysledovat problémy ve vztazích mezi žáky a následně je odpovídajícím způsobem řešit. Ale to je na jiné povídání. Při rozpočítávání je navíc ve třídě veseleji, když se příslušná čísla shledávají.

Po pěti minutách si skupina vybere mluvčího, nebo jim hned v úvodu sdělím, že mluvčího určím u každé skupiny sám, a zástupce skupiny pak předstoupí před třídu a přečte zadání úlohy. Zde bych zdůraznil, že je nutné opakovaně žákům připomínat, ať čtou i mluví pomalu a zřetelně. Mnohdy je dobré, aby zadání přečetli dvakrát. Po přednesení odpovědi následuje diskuse. Soudě opět podle sebe, doporučuji: snažte se „upozadit“. Dost často má učitel dojem, že všechno musí okomentovat sám. Když je třeba odhalit žákům správnou odpověď, nic jiného vám však nezbude.

Osvědčil se mi i takovýto postup: Třída má 32 žáků. Zadání osmi úloh mám dvojmo. Rozdělím žáky nejprve do dvojic a po několika minutách se sejdou dvojice se stejným zadáním, během pár minut zkonfrontují své názory a následuje výběr mluvčích atd.

Opět vím, že nepřináším žádnou novinku. Největší přínos takové hodiny vidím v tom, že děti jsou v ní obvykle mnohem aktivnější. Chápu však, že řada kolegů má s tímto způsobem práce problém; ve třídě je rušněji a vlastní průběh hodiny je pro vyučujícího mnohem náročnější než klasický výklad. Sám takovou hodinu v jedné třídě uspořádám zhruba jednou do měsíce, s ohledem na probírané téma. Rozhodně si však nemyslím, že je třeba učit pouze jedním způsobem. Ve výuce je třeba určitá pestrost. Prostě stále hledáme…

Josef Duhajský