Budování poznatkové základny oborových didaktik Petr Najvar, IVŠV PdF MU XVIII. seminář o filosofických otázkách matematiky a fyziky Velké Meziříčí, 22.–25. srpna 2016

Obsah Výzkum výuky jako jeden z úkolů pro (oborovou) didaktiku Zkoumání procesů vyučování a učení – TIMSS (historie, účel, typ poznatků) – IVŠV videostudie – Obsahově zaměřený přístup

Napětí mezi normativní a explanativní dimenzí didaktiky. Téma: zjišťující explorační výzkumnou vysvětlující objasňující preskribující doporučující stanovující metodickou

VÝUKA znalosti dovednosti kompetence podmínky, klima učebnice příprava kurikulum aktéři výzkum učebnic, kurikula zjišťování výsledků učení (testování) oblíbenost u žáků klima školní třídy ???

Zkoumání procesů vyučování a učení (s oporou o videozáznam) 1.Mezinárodní srovnávání 2.Mezipředmětové srovnávání 3.Analýza výukových situací

„TIMSS“ (mezinárodní srovnávání výukových praktik) – východiska – historie – zjištění

Východiska pro mezinárodně srovnávací zkoumání školní výuky matematiky a přírodních věd Proč zkoumat vyučování v různých zemích? …můžeme objevit nové alternativy, …můžeme podněcovat diskusi o různých volbách v každé zemi, …praxe ve vlastní zemi se stává jasnější právě na pozadí srovnávání s praxí v jiných zemích, …umožní nám to lépe porozumět vyučování. Pozorování a srovnávání vyučování v různých zemích nám pomůže lépe si uvědomit specifičnosti výuky ve své vlastní zemi (Hiebert et al., 1999). USA New Math (TL, understand) Vyučování jako (neviditelná) kulturní praktika New Math frustrace, zmatek, obtíže diskuse, argumentace, hodnocení konstruování významu USAJapUSAJap TIMSS

FIMS (First International Mathematics Study) 1964, 13letí a na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Finsko, Francie, Izrael, Japonsko, Nizozemsko, Skotsko, Švédsko, USA, Západní Německo. vnější diferenciace korelace badatelství a lepších výsledků gender (chlapci dosahovali nejlepších výsledků v nekoedukovaných školách) FISS (First International Science Study) , 10letí, 14letí, na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Chile, Finsko, Francie, Indie, Itálie, Izrael, Japonsko, Maďarsko, Nizozemsko, Nový Zéland, Skotsko, Švédsko, Thajsko, USA, Západní Německo. příležitosti k učení (vliv školy) chlapci dosáhli lepších výsledků (více ve fyzice, méně v biologii) a vykazovali vyšší oblibu Historie TIMSS

Postlethwaite, N. (1967). School organization and student achievement: A study based on achievement in mathematics in twelve countries. Stockholm: Almqvist & Wiksell. FIMS test pro žáky dotazník pro žáky kontextový dotazník pro žáky, pro učitele pro vedení škol pro experty

FIMS (First International Mathematics Study) 1964, 13letí a na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Finsko, Francie, Izrael, Japonsko, Nizozemsko, Skotsko, Švédsko, USA, Západní Německo. vnější diferenciace korelace badatelství a lepších výsledků gender (chlapci dosahovali nejlepších výsledků v nekoedukovaných školách) FISS (First International Science Study) , 10letí, 14letí, na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Chile, Finsko, Francie, Indie, Itálie, Izrael, Japonsko, Maďarsko, Nizozemsko, Nový Zéland, Skotsko, Švédsko, Thajsko, USA, Západní Německo. příležitosti k učení (vliv školy) chlapci dosáhli lepších výsledků (více ve fyzice, méně v biologii) a vykazovali vyšší oblibu SIMS (Second International Mathematics Study) , 13letí a na konci SŠ docházky 19 zemí nejednoznačné výsledky změny v kurikulu v mnoha zemích rozdíly mezi projektovaným a realizovaným kurikulem SISS (Second International Science Study) , 10letí, 14letí a na konci SŠ docházky 23 zemí

SIMS Westbury, I., & Travers, K. (1990). Second International Mathematics Study: Studies. Urbana, IL: University of Illinois.

FIMS (First International Mathematics Study) 1964, 13letí a na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Finsko, Francie, Izrael, Japonsko, Nizozemsko, Skotsko, Švédsko, USA, Západní Německo. New Maths korelace badatelství a lepších výsledků gender (chlapci dosahovali nejlepších výsledků v nekoedukovaných školách) FISS (First International Science Study) , 10letí, 14letí, na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Chile, Finsko, Francie, Indie, Itálie, Izrael, Japonsko, Maďarsko, Nizozemsko, Nový Zéland, Skotsko, Švédsko, Thajsko, USA, Západní Německo. příležitosti k učení (vliv školy) chlapci dosáhli lepších výsledků (více ve fyzice, méně v biologii) a vykazovali vyšší oblibu SIMS (Second International Mathematics Study) , 13letí a na konci SŠ docházky 19 zemí nejednoznačné výsledky změny v kurikulu v mnoha zemích rozdíly mezi projektovaným a realizovaným kurikulem SISS (Second International Science Study) , 10letí, 14letí a na konci SŠ docházky 23 zemí TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) , 9letí, 13letí a nakonci SŠ docházky 46 zemí včetně ČR TIMSS 1995 Video Study videozáznamy 231 hodin výuky matematiky v osmých třídách (100 hodin v Německu, 50 hodin v Japonsku a 81 hodin v USA)

Videostudie TIMSS 1995 Stigler, J. W., Gonzales, P., Kawanaka, T., Knoll, S., & Serrano, A. (1999). The TIMSS videotape classroom study: Methods and findings from an exploratory research project on eighth grade mathematics instruction in Germany, Japan, and the United States. Washington, D.C.: Department of Education.

Kulturní vzorce výuky Německý vzorec: Rekapitulace (kontrola d.ú.) - Prezentování učiva (problému) - Vyvozování postupů - Uplatňování vyvozených postupů Japonský vzorec: Rekapitulace (učiva učitelem) - Prezentování problému - Samostatné pokusy žáků o řešení - Sdílení vyzkoušených postupů - Shrnutí Americký vzorec: Rekapitulace (warm up) - Demonstrace správného postupu učitelem - Aplikace na podobných problémech žáky - Oprava, zadání d.ú.

FIMS (First International Mathematics Study) 1964, 13letí a na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Finsko, Francie, Izrael, Japonsko, Nizozemsko, Skotsko, Švédsko, USA, Západní Německo. New Maths korelace badatelství a lepších výsledků gender (chlapci dosahovali nejlepších výsledků v nekoedukovaných školách) FISS (First International Science Study) , 10letí, 14letí, na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Chile, Finsko, Francie, Indie, Itálie, Izrael, Japonsko, Maďarsko, Nizozemsko, Nový Zéland, Skotsko, Švédsko, Thajsko, USA, Západní Německo. příležitosti k učení (vliv školy) chlapci dosáhli lepších výsledků (více ve fyzice, méně v biologii) a vykazovali vyšší oblibu SIMS (Second International Mathematics Study) , 13letí a na konci SŠ docházky 19 zemí nejednoznačné výsledky změny v kurikulu v mnoha zemích rozdíly mezi projektovaným a realizovaným kurikulem SISS (Second International Science Study) , 10letí, 14letí a na konci SŠ docházky 23 zemí TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) , 9letí, 13letí a nakonci SŠ docházky 46 zemí včetně ČR TIMSS 1995 Video Study videozáznamy 231 hodin výuky matematiky v osmých třídách (100 hodin v Německu, 50 hodin v Japonsku a 81 hodin v USA) TIMSS 1999 (Third International Mathematics and Science Study Repeat) 37 zemí včetně ČR TIMSS 1999 (Third International Mathematics and Science Study Repeat: Video Study Austrálie, Česká republika, Japonsko, Nizozemí, USA 638 náhodně vybraných hodin výuky MA (50–100 hodin v každé zemi) 439 náhodně vybraných hodin PŘ (81–95 hodin v každé zemi) „Chceme-li lépe porozumět a zlepšovat učení žáků, musíme zjišťovat, co se děje ve třídách“ (s. 2).

TIMSS 1998 VS Roth, K.J., Druker, S.L., Garnier, H.E., Lemmens, M., Chen, C., Kawanaka, T., Rasmussen, D., Trubacova, S., Warvi, D., Okamoto, Y., Gonzales, P., Stigler, J., & Gallimore, R. (2006). Teaching science in five countries: Results from the TIMSS 1999 Video Study. Washington, DC: NCES. laboratorní, badatelské aktivity rozhovor, diskuze, přednáška, psaní, čtení

TIMSS 1998 VS Roth, K.J., Druker, S.L., Garnier, H.E., Lemmens, M., Chen, C., Kawanaka, T., Rasmussen, D., Trubacova, S., Warvi, D., Okamoto, Y., Gonzales, P., Stigler, J., & Gallimore, R. (2006). Teaching science in five countries: Results from the TIMSS 1999 Video Study. Washington, DC: NCES. „frontální“ výuka samostatná práce žáků část třídy pracuje samostatně

TIMSS 1998 VS Roth, K.J., Druker, S.L., Garnier, H.E., Lemmens, M., Chen, C., Kawanaka, T., Rasmussen, D., Trubacova, S., Warvi, D., Okamoto, Y., Gonzales, P., Stigler, J., & Gallimore, R. (2006). Teaching science in five countries: Results from the TIMSS 1999 Video Study. Washington, DC: NCES. „Propojování“ (induktivní bádání aplikování…) Získávání faktů, definic, algoritmů

Český vzorec je charakteristický celotřídním nastavením, ve kterém probíhá rozhovor učitele se žáky o náročném, často teoretickém obsahu. The Czech patternis characterized by whole-class teacher-student talk about challenging, often theoretical content.

Výuka v přírodovědných předmětech v České republice je charakterizována jako „povídání o přírodovědném učivu“ (talking about science content). Převažuje interakce s celou třídou s důrazem na obsahovou správnost. Velká pozornost je věnována opakování, hodnocení a zprostředkovávání kánonu přírodovědných znalostí. Relativně málo času mohou žáci věnovat individuální práci. Charakteristickým rysem českých hodin je opakování a veřejné ústní zkoušení žáků. Učivo je náročné, hutné, teoretické, spíše je organizováno kolem faktů a definicí, menší důraz je kladen na vytváření konceptuálních vazeb. Na druhou stranu se v českých hodinách často objevuje sumarizace učiva, která přispívá k jeho vyšší soudržnosti. Všechny hlavní poznatky byly ve většině hodin vyvozovány a podporovány prostřednictvím vícenásobných vizuálních reprezentací. V dalších zemích se jako typické ukázaly následující vzorce přírodovědné výuky. Nizozemí – samostatné učení se přírodním vědám (learning science independently); Japonsko – vytváření vztahů mezi myšlenkami a evidencemi (making connections between ideas and evidence); Austrálie – vytváření vztahů mezi hlavními myšlenkami, evidencemi a potřebami praxe (making connections between ideas, evidence and reallife issues); USA – rozmanitost aktivit (implementing a variety of activities).

Lesson signature (otisk hodiny); každá hodina byla rozdělena do 250 segmentů, každý segment odpovídal 0,4 procenta výukového času.

FIMS (First International Mathematics Study) 1964, 13letí a na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Finsko, Francie, Izrael, Japonsko, Nizozemsko, Skotsko, Švédsko, USA, Západní Německo. New Maths korelace badatelství a lepších výsledků gender (chlapci dosahovali nejlepších výsledků v nekoedukovaných školách) FISS (First International Science Study) , 10letí, 14letí, na konci SŠ docházky Anglie, Austrálie, Belgie, Chile, Finsko, Francie, Indie, Itálie, Izrael, Japonsko, Maďarsko, Nizozemsko, Nový Zéland, Skotsko, Švédsko, Thajsko, USA, Západní Německo. příležitosti k učení (vliv školy) chlapci dosáhli lepších výsledků (více ve fyzice, méně v biologii) a vykazovali vyšší oblibu SIMS (Second International Mathematics Study) , 13letí a na konci SŠ docházky 19 zemí nejednoznačné výsledky změny v kurikulu v mnoha zemích rozdíly mezi projektovaným a realizovaným kurikulem SISS (Second International Science Study) , 10letí, 14letí a na konci SŠ docházky 23 zemí TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) , 9letí, 13letí a nakonci SŠ docházky 46 zemí včetně ČR TIMSS 1995 Video Study videozáznamy 231 hodin výuky matematiky v osmých třídách (100 hodin v Německu, 50 hodin v Japonsku a 81 hodin v USA) TIMSS 1999 (Third International Mathematics and Science Study Repeat) 37 zemí včetně ČR TIMSS 1999 (Third International Mathematics and Science Study Repeat: Video Study Austrálie, Česká republika, Japonsko, Nizozemí, USA 638 náhodně vybraných hodin výuky MA (50–100 hodin v každé zemi) 439 náhodně vybraných hodin PŘ (81–95 hodin v každé zemi) „Chceme-li lépe porozumět a zlepšovat učení žáků, musíme zjišťovat, co se děje ve třídách“ (s. 2). TIMSS 2003 (Trends in International Mathematics and Science Study) TIMSS 2007žáci čtvrtých a osmých ročníků TIMSS 2011 (65 zemí)

IVŠV videostudie jako příklad mezipředmětového srovnávání vteřinové intervaly (cca 80 tis.) S. Stodolsky IVŠV videostudie počet hodin počet skol počet učitelů regionvýběr CPV videostudie fyziky (2004)621213Brnodostupný CPV videostudie zeměpisu (2005)5055Brnodostupný CPV videostudie anglického jazyka (2007)792125JMK, OK, ZKnáhodný CPV videostudie tělesné výchovy (2007)581920JMK, OK, ZKnáhodný CPV videostudie 1. stupně (2010)20510Jihomoravskýnáhodný CPV videostudie německého jazyka (2012)2877Jihomoravskýnáhodný Celkem

Organizační formy výuky

Fyzika Anglický jazyk Zeměpis

Fáze výuky Zeměpis Fyzika Anglický jazyk

Didaktické prostředky a média Anglický jazyk Fyzika Zeměpis

(62 hodin) průměrně v hodině SDmaxmin počet slov učitele počet slov žáků celkem (50 hodin) průměrně v hodině SDmaxmin počet slov učitele počet slov žáků celkem (79 hodin) průměrně v hodině SDmaxmin počet slov učitele počet slov žáků celkem Fyzika Zeměpis Anglický jazyk Příležitosti k mluvení

FyzikaZeměpis Otisk hodiny

byly shledány koincidence shrnutí učiva (fáze hodiny) a diktátu (organizační forma), které se objevovaly spíše ke konci vyučovací hodiny úvodní třetina vyučovací hodiny byla často věnována opakování (fáze hodiny) rozhovorem se třídou (organizační forma) i testování (fáze hodiny) v samostatné práci (organizační forma) didaktické prostředky jsou využívány spíše ve druhé polovině vyučovací hodiny, výjimku tvoří využívání pracovních listů pro písemné testování. výuka ve sledovaných hodinách byla poměrně značně učitelocentrická akcent byl kladen na fáze procvičování, méně na zprostředkování nového učiva velmi málo byla využívána moderní didaktická média Zjištění (fyzika)

TIMSS 1999 Whole-class and Independent settings (Roth et al. 2006, p. 41) IVŠV videostudie organizační formy výuky (Najvar et al., 2009, p. 115) mezinárodní srovnávánímezipředmětové srovnávání v ČR

percentage of lesson time TIMSS 1999 Purpose of lesson segments (Hiebert et al. 2003, p. 50) IVŠV videostudie fáze výuky (Najvar et al., 2009, p. 121) mezinárodní srovnánímezipředmětové srovnání v ČR

Přínos: – náhled na reálné procesy – pohledy „zvenku“ – „zdokumentování“ – překročení „anekdotického vědění“ Kritika: – reprezentativnost vzorku – vliv videokamery ve třídě – „povrchovost“ analýz – pomíjení obsahu

učebnice příprava kurikulum znalosti dovednosti kompetence podmínky, klima aktéři učební úlohy, jejich konstrukce a řešení didaktická transformace obsahu Oč ve výuce jde na prvním místě? VÝUKA

Výuka jako setkání učitele, obsahu a žáka

Mikroanalýzy práce s obsahem ve výukových situacích

20:30-20:40/RT Účinky síly - deformační (demo „tyč“) 4 Demo: Učitelka klade závaží na tyč položenou na dvou kvádrech. 20:40-21:00/RT Účinky síly - deformační (diskuse exp. „tyč“) 5 U: „Co dělá závažíčko?“ ZZ: „Působí silou na tyč“ 21:00-21:20/RT Druhy síly (demo „magnet“)8 22:20-22:30/VU Druhy síly (demo „ebonitová tyč“) 7 Demo: Učitelka tře ebonit. tyč. U: „Co je to za sílu?“ ZZ: „Magnetická, elektrická…“ U: „Přesněji elektrostatická.“ 21:40-22:20/RT Newtonovská mechanika (verbální vyjádření „facka“) 6 Z: „…vzájemné působení dvou těles.“ U: „Rodiče se podívají do žákovské, vidí 5, 4, 5 a začnou působit silou.“ U/ZZ: „Ruka působí na tvář, tvář působí na ruku“. 21:20-21:40/RT Demo: Učitelka ukazuje, jak se přitahují magnet a kov na provázku. U: „Podíváme se, že existuje.“ Účinky síly - deformační (demo „balónek“) 3 U: „Balónek působí na?“ ZZ: „Ruku …silou.“ Demo: Učitelka mačká balónek.

Obsahově zaměřený přístup ke zkoumání a zlepšování výuky

Knecht, P. (2007). Didaktická transformace aneb od didaktického zjednodušení k didaktické rekonstrukci. Orbis scholae, 2(1), 67–81. Kde se bere obsah vzdělávání 1

Kde se bere obsah vzdělávání 2 Janík, T., Maňák, J., & Knecht, P. (2009). Cíle a obsahy školního vzdělávání a metodologie jejich utváření. Brno: Paido, s. 38

selekce prioritizace strukturace hierarchizace linearizace

Výukové situace Výuková interakce Janík, T. et al. (2013). Kvalita (ve) vzdělávání: obsahově zaměřený přístup ke zkoumání a zlepšování výuky. Brno: Masarykova univerzita, s. 168.

Model hloubkové struktury analýza sémanticko-logické struktury

rovina prostředků rovina obsahů rovina cílů pohled tradiční didaktiky

pragmatická rovina syntaktická rovina sémantická rovina pohled semiotický

kapitola 6 Janík, T. et al. (2013). Kvalita (ve) vzdělávání: obsahově zaměřený přístup ke zkoumání a zlepšování výuky. Brno: Masarykova univerzita. Kazuistika výukové situace

Hodnocení kvality výuky: verze profesního soudu Předem strukturovaná reflexe N Ve vyučovací hodině neprovedl učitel ani studenti žádný fyzikální experiment. – Učitel se pokusil provést experiment, ale nepovedlo se mu to, přičemž to nepřiznal nebo se nějak nesmyslně vymluvil. Studentům to nic hodnotného nedalo, byla to jen ztráta času. – Učitel nebo studenti provedli experiment, ale ten nebyl popsán, ani vysvětlen nebo byl vysvětlen chybně. + Učitel nebo studenti experimentovali a bylo podáno docela uspokojivé vysvětlení, které studenti spíše pasivně přijali. ++Učitel zajímavě a přitažlivě provedl experiment a mohli ho pak provést i studenti. Společně s učitelem se dobrali vysvětlení, pokus byl proveden i v jiné variantě a studentům bylo uvedeno využití nebo výskyt daného jevu v přírodě. Následně strukturovaná reflexe /3A/ Slavík, Lukavský, Najvar & Janík, 2015; Žák, 2014, s. 70 Přirozená zkušenost (paritní soudy): Kyselost →sladkost, slanost, hořkost Chemie (proměnné ≈ paritní-polaritní soudy): Kyselost ↔ zásaditost I NEUTRALIZACE, měření pH Integrita výuky

Dva přístupy ke zkoumání výuky z hlediska práce s obsahem Předem strukturovaná reflexe Následně strukturovaná reflexe zkoumání toho, jak se u žáků vyformovává obsah a jak jsou konstruovány a řešeny úlohy zkoumání (porovnávání) kontextů a strategií, jak obsah žákům nabízet

Janík, T. et al. (2013). Kvalita (ve) vzdělávání: obsahově zaměřený přístup ke zkoumání a zlepšování výuky. Brno: Masarykova univerzita. Janík, T., Maňák, J., & Knecht, P. (2009). Cíle a obsahy školního vzdělávání a metodologie jejich utváření. Brno: Paido. Knecht, P. (2007). Didaktická transformace aneb od didaktického zjednodušení k didaktické rekonstrukci. Orbis scholae, 2(1), 67–81. Postlethwaite, N. (1967). School organization and student achievement: A study based on achievement in mathematics in twelve countries. Stockholm: Almqvist & Wiksell. Roth, K.J., Druker, S.L., Garnier, H.E., Lemmens, M., Chen, C., Kawanaka, T., Rasmussen, D., Trubacova, S., Warvi, D., Okamoto, Y., Gonzales, P., Stigler, J., & Gallimore, R. (2006). Teaching science in five countries: Results from the TIMSS 1999 Video Study. Washington, DC: NCES. Stigler, J. W., Gonzales, P., Kawanaka, T., Knoll, S., & Serrano, A. (1999). The TIMSS videotape classroom study: Methods and findings from an exploratory research project on eighth grade mathematics instruction in Germany, Japan, and the United States. Washington, D.C.: Department of Education. Westbury, I., & Travers, K. (1990). Second International Mathematics Study: Studies. Urbana, IL: University of Illinois.

Děkuji za pozornost. Mgr. Petr Najvar, Ph.D. Institut výzkumu školního vzdělávání, Pedagogická fakulta MU ve spolupráci s doc. PaedDr. Janem Slavíkem, CSc., doc. PhDr. Tomášem Janíkem, Ph.D., M.Ed. a doc. Mgr. Petrem Knechtem, Ph.D. v rámci řešení projektu GA ČR GA S Utváření didaktického vědění pro zlepšení: rozvíjení kvality výuky

New Math (Tom Lehrer) (kratší) HOSPITACE---FYZIKA- SETRVACNOST.html/#video_hospitace (Kapitola 4)

Obsah vzdělávání jako klíčová didaktická kategorie Látka – učivo – obsah konkrétní realizace kánonu školního vědění, tj. souhrn oficiálního, schváleného, státem i společností „posvěceného“ vědění (Janík, Maňák, Knecht, 2009, s. 79) plánované znalosti, zkušenosti, dovednosti, hodnoty, postoje, zájmy žáků (Průcha, 2002, s. 245) to, co vybíráme ze skutečnosti, aby to bylo transformováno ve vyučování a učení (Liškař, 1973, s. 47) to, čeho se žák zmocňuje (Janík, Maňák, Knecht, 2009, s. 20)

Další videostudie: MA: Reusser, Pauli: Švýcarsko MA: Clarke et al. (LPS): Austrálie, Čína, ČR, Filipíny, HK, Izrael, Japonsko, Jižní Afrika, Jižní Korea, Německo, Singapore, Švédsko, USA FY: Seidel et al. (IPN): Německo MA: Reusser et al. (Pythagoras): Švýcarsko, Německo MA: Klette (PISA+): Norsko