Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/ Moderní poznatky ve fyzice Moderní prostředky ve vyučování (nejen fyziky) doc. Dr. Ing. Karel Rauner

Obsah  Úvod  Význam a funkce prostředků didaktické techniky a učebních pomůcek ve vyučování  Elektronické didaktické prostředky  Auditivní technika  Vizuální technika  Audiovizuální technika  ICT ve výuce  Počítačem podporovaný experiment  Digitální mikroskop  Hlasovací zařízení  Vizualizéry  Interaktivní tabule  Výukové materiály pro elektronickou prezentaci Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Význam a funkce učebních pomůcek a prostředků DT ve vyučování  napomáhají zvyšovat zájem žáků  podporují koncentraci žáků  podporují stálost pozornosti  motivační funkce  vedou k osvojení učiva a pracovních metod  rozšiřují informační možnosti v procesu vyučování a učení  umožňují zprostředkování těžko slovně sdělitelného učiva  umožňují věrnější poznání skutečnosti  spojují teorii s praxí Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Modernizace vyučovacího procesu Zavádění moderních nástrojů didaktické techniky do vyučování, probíhá v několika fázích.  modernizace obsahu vyučovacího procesu,  modernizace vyučovacích metod,  zařazení moderních prostředků DT. Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Členění didaktické techniky (dle působení na smysly)  Nástroje vizuální techniky – působí na zrak  Nástroje auditivní techniky – působí na sluch  Nástroje audiovizuální techniky – působí současně na zrak i sluch Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Auditivní technika Seznamuje žáky se zvuky, které učitel nemůže sám reprodukovat. Využívá se zejména v cizích jazycích, v základech společenských věd či v hudební výchově. Výhody  přináší do výuky autentické záznamy, žáci se mohou seznámit s autentickými záznamy a zvuky  zajišťují srovnatelné podmínky při výuce, zejména dodržení rychlosti při diktování textu Nevýhody  jsou zaměřené pouze na sluch, nezapojují další lidské smysly, podobně jako výklad učitele Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Nástroje auditivní techniky nástrojpomůcka gramofongramofonová deska kotoučový magnetofonmagnetofonový pásek kazetový magnetofonmagnetofonová kazeta přehrávač CDCD (kompaktní disk) rozhlasový přijímačrozhlasové vysílání audioknihymp3 záznam Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Vizuální technika Seznamuje žáky s obrazy, které učitel nemůže sám zajistit. Využívá se především přírodních vědách. Výhody  vizuální pomůcky upoutávají pozornost žáků a tím pádem zvyšují motivaci,  využívají a stimulují vizuální paměť žáků,  vzrůstá množství zapamatovaných poznatků - 87 % všech informací vnímáme zrakem, zatímco sluchem vnímáme pouze 9 %. Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Nástroje vizuální techniky Statická projekce Epiprojektorpomůcka na neprůhledné podložce diaprojektordiapozitiv, diapás zpětný projektorpomůcka na průhledné podložce nebo velkoplošný diapozitiv Dynamická projekce Filmový projektorněmý film Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Audiovizuální technika  Audiovizuální technika v sobě slučuje výhody auditivní a vizuální techniky Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Výhody audiovizuální techniky  představuje žákům přirozené prostředí  plní motivační funkci, zejména u složitějších úkazů  dovoluje sledování nejen fyzikálních jevů, které nelze přirozeně sledovat (protože jsou příliš pomalé nebo naopak příliš rychlé)  zvuk obrazové informace doprovází předem připraveným slovem. Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Nevýhody audiovizuální techniky  některé informace mohou být zastaralé  ne vždy přesně navazuje na výklad učitele  nemusí vždy vyjadřovat názor učitele a jeho vztah k tématu  učitel se během promítání stává pasivním Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Počítač  počítač jako učební pomůcka  počítač jako didaktický prostředek  počítač jako pracovní nástroj učitele  počítač jako vnější aktivní paměť učitele Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Možnosti využití počítače  výukové programy,  simulace, modelování,  multimediální programy,  informační zdroje,  testovací programy,  videokonference,  virtuální realita,  distanční formy výuky,  aj… Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Využití počítačem podporovaných experimentů Měření časových závislostí  Měření rychlých dějů  Měření pomalých dějů  Současné měření několika veličin  Zobrazení vzájemné závislosti veličin Univerzální nástroj  různá čidla Fyzika, chemie, biologie – mezipředmětové vztahy, integrace Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Počítačem podporovaný experiment  Reálná laboratoř  Vzdálená laboratoř    Virtuální laboratoř Applety a physlety, kterých je na internetu velmi mnoho a jsou většinou volně přístupné libovolnému uživateli   Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Reálná laboratoř Výhody  získávání a prohlubování manuálních dovedností studentů  rychlé grafické zpracování naměřených hodnot  odpadá celá řada jiných didaktických pomůcek  učení s počítači je zábavnější, zvýšení motivace Nevýhody  časová náročnost  materiálové vybavení školy  zkušenost demonstrátora Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Měřící systémy a software  Vernier   Pasco   iSES  Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

iSES (internet School Experimental Systém)  Základem systému je interfacová deska zabudovaná do počítače, ovládací panel, který má 4 vstupní kanály s konektory pro moduly, 4 vstupní kanály s přístrojovými svorkami, 1 výstupní kanál s konektorem pro moduly ISES.  sada samostatných modulů Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Vernier  Dataloggery  Senzory  SW zdarma  Kompletně v češtině  Videa  Návody na experimenty Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Pasco  Dataloggery  Senzory  SW zdarma  Kompletně v češtině  Videa  Návody na experimenty  Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Praktická ukázka  Ises  Studium rovnoměrného a rovnoměrně zrychleného pohybu  Vernier  Studium rovnoměrného a rovnoměrně zrychleného pohybu  Pasco  Studium rovnoměrného a rovnoměrně zrychleného pohybu Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Úkol  Studujte rovnoměrný přímočarý pohyb pro dvě různé rychlosti autíčka 1. graf závislosti dráhy na čase 2. graf závislosti rychlosti na čase  Studujte rovnoměrně zrychlený pohyb autíčka 1. graf závislosti dráhy na čase 2. graf závislosti rychlosti na čase Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Vernier  Pomůcky 1. sonar Go!Motion 2. propojovací kabel 3. počítač s programem Logger Pro 4. autíčka (s pohonem i bez pohonu) Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Ises  Pomůcky 1. modul sonar 2. panel Ises připojený k počítači s nainstalovaným softwarem Ises 3. autíčka (s pohonem i bez pohonu) Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Pasco  Pomůcky 1. čidlo PS-2103A _senzor pohybu 2. dataloger 3. počítač s nainstalovaným softwarem SPARKvue 4. autíčka (s pohonem i bez pohonu) Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Vzdálená laboratoř Výhody  přístup do laboratoře odkudkoli a kdykoli  experiment lze několikrát opakovat  uživatelé pracují s reálnými měřicími přístroji; naměřená data jsou reálná  nehrozí nebezpečí zranění při práci s nebezpečnými přístroji  úspora času pro učitele  rychlé grafické zpracování naměřených hodnot Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Vzdálená laboratoř Nevýhody  nutný přístup na internet  izolace a kognitivní přetížení žáka  závislost žáka i učitele na virtuálním světě  chybí kontakt s reálnými přístroji  … Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Vzdálená laboratoř Heisenbergův princip neurčitosti Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

 applety  flashe  simulace, modelování Walter Fendt Walter Fendt C.E. Wieman, Colorado University C.E. Wieman, Colorado University F.Lustig, V. Bardiovský, KDF, MFF Virtuální laboratoř Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Virtuální experimenty Výhody  takřka perfektní kontrola „experimentálních“ podmínek  nejsou potřebné drahé měřící přístroje  možnost provádět měření s různými vlivy, a tak systematicky zkoumat jejich význam  možnost „měřit“ i to, co v reálném experimentu měřit nelze (téměř neomezená volnost ve volbě měřených veličin)  možno studovat i modely, které nemají v realitě protějšek (např. modely velmi zjednodušené) Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Virtuální experimenty Nevýhody  jsou to jen modelové systémy  omezení výpočetním výkonem počítače (malé počty částic, krátké časy)  u realistických modelů obrovské výpočetní nároky, zvládnutelné modely často silně zjednodušené  numerické chyby (chyby přibližných numerických metod, zaokrouhlovací chyby) Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Virtuální experimenty C.E. Wieman, Colorado University Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

C.E. Wieman, Colorado University Virtuální experimenty Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Walter Fendt Walter Fendt Virtuální experimenty Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Interaktivní tabule Výhody  žáky lze lépe motivovat k učení (samotná tabule to ale neumí!)  učivo lze lépe vizualizovat, je možné využívat animace, přesouvat objekty, uplatňuje se zásada názornosti  lze déle udržet pozornost studentů (ale i ta po čase opadá)  již vytvořené materiály lze využívat opakovaně  žáky lze snadněji a aktivněji zapojit do výuky  text psaný přímo ve výuce lze snadno uložit a sdílet prostřednictvím internetu se studenty  žáci si při práci s tabulí rozvíjí informační a počítačovou gramotnost, která je pro dnešní život nezbytností Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Interaktivní tabule Nevýhody  snadno lze sklouznout k encyklopedismu  svádí k potlačení demonstrace reálných pokusů, přírodnin, případně jiných pomůcek  může být potlačován rozvoj abstraktního myšlení žáků  je nutné se naučit „pracovat“ se stínem  při intenzivním denním světle je text zobrazovaný na interaktivní tabuli špatně čitelný  energetická náročnost (během provozu je spotřebovávána elektrická energie, kterou musí zaplatit škola)  učitelé ji využívají pouze jako projekční plátno Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Elektronické učebnice  Spojení s virtuálními třídami s připojením k internetu přes Wi-Fi + využití notebooků.  Virtuální třídy  ústup klasické tištěné lit., nastupují multimediální a digitalizované zdroje = el. učebnice. Výhody  možnost rozšiřování a modifikace, multimediálnost a rychlá adaptace dle potřeb studentů.  nemá nahradit tištěnou učebnici, má být vhodným doplňkem. Nevýhody  cenová náročnost  nutnost vlastnit notebook nebo tablet Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Digitální knihovny  Souvisí s elektronickou učebnicí.  Úložiště digitálních zdrojů dat, elektronických učebnic, elektronických encyklopedií, aj. Výhoda  otevřené informační zdroje na internetu jsou velkou příležitostí pro zkvalitnění výuky Nevýhoda  relevantnost informací na internetu  ochrana autorských práv druhé. Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Digitální kamera, fotoaparát  jedná se o technický prostředek, který nám pomůže při vytváření různých studentských prací  může také najít výborné uplatnění jako didaktický prostředek při výuce komunikace  je potřebné další technické zázemí Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Digitální kamera, fotoaparát cílů  Výhody  práce studenty motivuje a jedná se o náročnou, ale velmi zajímavou výuku, kdy se opět technologie stává prostředkem pro dosažení edukačních cílů  Nevýhody  nutná kombinace s PC a dataprojektorem  čásová náročnost Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Hlasovací zařízení  slouží k rychlému a snadnému ověření znalosti žáků  SMART Response  TurningPoint  aj. Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Hlasovací zařízení Výhody  zapojíte všechny žáky  motivace pro žáky – využijete jejich přirozené hravosti a soutěživosti. Nevýhody  drahá pořizovací cena  studenti si musí na práci se zařízením zvyknout Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Digitální USB mikroskop Výhody  zatraktivnění výuky  zvýšení názornosti  usnadnění realizace jednotlivých experimentů  návodné ukázky při realizaci laboratorních úloh Nevýhody  vyšší pořizovací cena (záleží na výrobci) Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Další prostředky  Vizualizér  Tablet  Kopírovací tabule slouží nejen jako bílá tabule, na kterou je možno psát, ale můžeme zkopírovat její obsah na běžný papír ve formátu A4 nebo přímo do počítače. Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Odkazy Výukové programy Zdarma  studenty/materialy-ke-studiu/internetove-aplikace/1.html studenty/materialy-ke-studiu/internetove-aplikace/1.html Placené   Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Simulace a modelování Pro ZŠ    Pro SŠ  Flash/#mic Flash/#mic Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/

Použitá literatura  STRACH, J. Využití počítačů ve výuce. Brno: Masarykova univerzita Brno, ISBN  VANĚČEK, D. Informační a komunikační technologie ve vzdělávání. Praha: České vysoké učení technické, ISBN   Další vzdělávání pro pracovníky škol v Plzeňském kraji CZ.1.07/1.3.47/