5 Realizované neformálne vzdelávacie aktivity

Transcription

1 5 Realizované neformálne vzdelávacie aktivity Jednou z možností ako zvyšovať záujem študentov o fyziku a iné prírodovedné predmety je potreba zavádzania inovatívnych prvkov do vzdelávacieho procesu. Hovoria o tom výsledky dosiahnuté v Particle Physics Masterclasses, ale aj Žilinskej detskej univerzity. Súčasťou inovácie je možnosť rozvíjať predstavivosť a tvorivosť detí využívaním samostatnej experimentálnej činnosti a využívaním IKT(prostredníctvom animácií, apletov, modelov,...). Jedným z cieľov Žilinskej detskej univerzity jezvýšiťzáujemžiakovoprírodnévedyatechnikuaužvskoromvekuichmotivovať ku štúdiu na vysokých školách technického zamerania. Rebríček obľúbenosti jednotlivých predmetov na základných školách potvrdzuje prevažujúci záujem mladých ľudí o humanitné predmety, v neprospech techniky a prírodných vied[99]. Ako vzbudiť záujem žiakov, keď považujú fyziku a iné prírodovedné predmety za nudné a nepríťažlivé? Možno žiakov priviesť k aktívnej práci aj keď sa domnievame, že preferujú pasivitu na vyučovacích hodinách? Možnosťou je prepojenie výučby s okolitým prostredím a poukázanie na význam fyziky v reálnom živote, spojenie teórie s praxou a využitie zvedavosti žiakov. Z výskumov činnosti mozgu vyplynulo[100], že je dôležitý postoj učiaceho sa dieťaťa k učivu, primeranosť učiva veku a životným skúsenostiam dieťaťa, komplexnosť a zaujímavosť učiva a jeho priama konfrontácia s reálnym životom. Odporúča sa, aby deťom bola poskytnutá interakcia so skutočným svetom, aby bol obsah vzdelávania primeraný veku a zrozumiteľný pre žiaka z hľadiska vývojového obdobia jeho mozgu[100]. Je potrebné ponúkať taký obsah učiva, ktorý podnecuje záujem žiakov aj učiteľov. Študenti budú motivovaní zaujímať sa viac o fyziku, ak je pre nich učenie zaujímavéabudevnichvzbudzovaťzvedavosťalebopocitzábavy.vprvomradebymali učitelia prejavovať záujem o fyziku, mali by sme(my učitelia fyziky) mať zanietenie pre fyziku! Na vyučovacích hodinách je potrebné uvádzať aplikácie z praxe, využívať filmy, videá, hovoriť a diskutovať so žiakmi o konkrétnych aplikáciách učiva. Je potrebné využívať tvorivosť a sebarealizáciu, sebavyjadrovanie žiakov. Zvedavosť a snaha získať poznatky o podstate a príčinách vecí a javov je prirodzenou detskou vlastnosťou, nemalo by sa na to zabúdať[101]. Snahou ďalších inovatívnych výučbových aktivít je zefektívnenie vyučovacieho procesu. Ako aj ďalšie štúdie ukazujú[102], experiment je vo fyzike nenahra- 70

2 diteľný, pretože vytvára u študentov reálnu predstavu o danom jave, respektíve o jeho aplikáciách. Používanie žiackych a demonštračných experimentov vo vyučovacom procese prispieva k dosiahnutiu vyššej vedomostnej úrovne u žiakov, k vyššej názornosti preberaného učiva, zapája žiakov vo všetkých fázach procesu, čím ich aktivizuje k aktívnej práci a v prípade žiackych experimentov rozvíja ich schopnosť samostatne pracovať[103]. Možnosťou ako ponúknuť deťom zapojiť sa do experimentovania mimo vyučovacieho procesu je aj realizácia fyzikálnych denných mestských táborov. Ako príklad uvádzame letný tábor FAJN[104], ktorého cieľ je ukrytý už v samotnom názve: Fyzika Ako Ju Nepoznáte. Úlohou tábora je žiakom priblížiť fyziku a nechať ich, aby objavovali veci trochu netradičným spôsobom. Súčasťou experimentovania u starších žiakov ZŠ je dnes využívanie prostriedkov IKT. Zo spomínaných predností použitia IKT vo vyučovacom procese(viď. časť 3.3) zdôrazňujeme uplatňovanie aktívneho poznávania u žiakov, kde žiak svojou vlastnou aktivitou dospeje k fyzikálnemu poznatku. Cieľom všetkých podobných inovatívnych aktivít zameraných na fyziku je rozvinúť tvorivú činnosť žiakov a zlepšiť ich vzťah k fyzike[105]. 5.1 Žilinská detská univerzita(ždu) Charakteristika ŽDU Každý dospelý človek potrebuje dieťa, ktoré by učil. Je to najlepší spôsob vzdelávaniadospelých.detisúzvedavétvoryaakoprvéčozistiaje,že všetkočosadejeokolonichmásvojepríčinyatedaneustálekladúotázku prečo? Turek[106] Detská univerzita Elektrotechnickej fakulty Žilinskej univerzity vznikla v roku O rok neskôr sa do aktivít zapojila univerzita a Detská univerzita Elektrotechnickej fakulty bola premenovaná na Žilinskú detskú univerzitu. V roku 2007 sa ŽDU na konferencii Children s Universities The Idea captureseurope InternationalChildren suniversityconference:officialstartofthe European Children s Universities Network EUCU.NET zaradila do európskej siete detských univerzít EUCU.NET(ako už bolo spomenuté v čati 1.1.6). V rámci 71

3 tohto projektu bol úspešne realizovaný medzinárodný projekt Mentoring Partnerships Children s University of Žilina and Children Age University of Olomouc so zahraničnou Univerzitou dětského věku realizovanou na Prírodovedeckej fakulte Palackého univerzity v Olomouci. Popularizačné a vzdelávacie aktivity spojené so ŽDU sa postupne rozširujú a začala sa rozvíjať spolupráca medzi Žilinskou univerzitou a základnými školami a realizovali sa popularizačné prednášky na ZŠ. Pedagógovia participujúci na aktivitách spojených so ŽDU sú z Elektrotechnickej fakulty, Fakulty špeciálneho inžinierstva, Fakulty prevádzky a ekonomiky dopravy a spojov, Stavebnej fakulty a Strojníckej fakulty Žilinskej univerzity v Žiline a z Jeseniovej lekárskej fakulty Univerzity KomenskéhovMartine.Rozvrhvyučovania(trvá5pracovnýchdní)a univerzitné vzdelávanie detí je koncipované tak, aby obsahom vzdelávania boli prednášky, laboratórne cvičenia, exkurzie, hry. V rámci celého radu prednášok, cvičení a laboratórnych cvičení počas ŽDU sa vo zvýšenej miere využívali IKT. ŽDUjeurčenápredetivoveku8až12rokov,ktorémôžuštudovaťvdvoch programochštúdia: bakalárik a inžinierik.základprednášoktvoriatémyzfyziky, chémie, matematiky a techniky. Harmonogram každého dňa pozostáva zo 4 dopoludňajších prednášok v trvaní 40 minút s 20-minútovými prestávkami. Po bloku prednášok nasleduje dvojhodinová prestávka na obed. Po obednej prestávke deti pracovali v laboratóriách, v počítačových učebniach a športovali v prírode. Štúdium malých študentov bolo ukončené slávnostnou promóciou za prítomnosti rektora ŽU, zástupcu primátora Žiliny, primátora Liptovského Mikuláša, vedúcej Odboru školstva mestského úradu v Žiline, rodičov a príbuzných, na ktorej dekan EF fakulty odovzdal deťomdiplomyapriznalimtitul bakalárik alebo inžinierik.ďalšiepodrobnéinformácie o ŽDU sú zverejnené na webovej stránke PočasŽDUsadetistávajúnakrátkudobu vysokoškolskýmištudentami.udetí v predškolskom veku vzniká tvorivosť spravidla úplne spontánne a prirodzene všade tam, kde jej vytváraniu nebránime. S nástupom detí do školy prichádza nové obdobie atojeobdobie,kedysaodnichvyžadujúiba správneodpovede.nastávačiastočné utlmovanie tvorivej aktivity. V škole je takáto tvorivá aktivita skôr považovaná za rušivýelementpri disciplinovanej výučbeajezhlavnýchpredmetovvytlačená. Možno povedať, že najdôležitejším, najcennejším prvkom z hľadiska tvorivosti je 72

4 samostatnosť, dobrovoľnosť a aktivita vyplývajúca z vlastného záujmu dieťaťa, čo sme sa snažili deťom umožniť počas štúdia na ŽDU. Prostredie s atmosférou bez stresov, plné uvoľnenia a vlastnej iniciatívy detí pôsobí motivačne a je najlepšou predispozíciou pre vznik a rozvoj tvorivého myslenia Štruktúra ŽDU V programe celého štúdia počas týždňa sú zahrnuté prednášky univerzitných pedagógov doplnené experimentami, cvičenia v laboratóriách fakulty a počítačových učebniach, vypracovanie diplomovej práce, hry a exkurzie. Témy prednášok vychádzali z odborného zamerania pedagógov, ale boli prispôsobené veku a záujmom detí. Pre všetky deti, ktoré sa zúčastňujú detskej univerzity, je určená aj kniha s názvom Žilinská detská univerzita, ktorú dostávajú na začiatku týždňa a slúži im ako pomocná literatúra a zároveň ako spomienka na ŽDU[107]. Obsahom knihy sú prednášky, ktoré deti absolvovali počas celého týždňa trvania DU. Prednášky sú rozdelené do dvoch základnych celkov a tieto celky sú rozdelené do jednotlivých tematických oblastí: I.ČOJEUŽITOČNÉVEDIEŤ Matematika je základ M1. Ako sa veci počítajú M2. Ako sa počíta s písmenkami M3. Čísla, ktoré sa menia M4. Naučme sa kombinovať M5. Šikovní stavbári M6. Skryté pravdy v hrách Opohyboch P1.Akosavecihýbu P2. Kedy sila koná prácu P3. Ako sa veci roztáčajú P4.Akosahýbuvlny P5. Ako veci počujeme O elektrine(i chémia je o elektrine) E1. Čo je elektrina 73

5 E2. Čarovný svet chémie E3.Kto(čo)žeriekovy E4. Ako súvisia magnety s elektrinou E5.Urobsisám Otomakovidíme O1. Ako veci vidíme O2. Môžeme vždy veriť vlastným očiam? O3. Ako vidieť neviditeľne malé? O4. Ako vidieť ešte menšie? O5. Ako sa vyrába svetlo O6. Ako svietia polovodiče II. AKO SA TIE VEDOMOSTI VYUŽILI Vtechnike T1. Spaľovacie motory T2. O využití slnečnej energie T3. Ako možno zviditeľniť teplotu T4. Ako mobil nájde Miška T5. Ako funguje televízia T6.Akosariadivlak T7.Omostoch T8. Od morzeovky po webové stránky T9. Ako predísť ničeniu ohňom T10. O obchode a peniazoch Pre zdravie Z1. Ako vyzerá ľudské telo zvnútra Z2.Akoaprečodýchame Z3.Akoaprečokašleme Z4. Ako bráni naše telo bunková polícia Pri poznávaní vesmíru V1. Cesta na Mesiac V2.OokolínašejZeme 74

6 V závere týždňa deti odprezentovali svoje diplomové práce, ktoré potom ohodnotila komisia. Súčasťou bolo i vyhodnotenie najlepších diplomových prác, najšikovnejších detí(v prílohe možno pozrieť niekoľko diplomových prác detí, ostatné sú k nahliadnutiu na webovej stránke ŽDU). Vo všeobecnosti má hodnotenie žiakov vplyv nielen na prospech ale i na motiváciu. Obsah prednášok v mnohom prevyšoval vzdelávacie štandardy daných tried základnej školy, ako vyplýva z nahliadnutia týchto štandardov. V obsahovom a výkonovom štandarde z Prírodovedy pre 1. stupeň ZŠ sa vyskytujú nasledujúce témy: - POROVNÁVAME A MERIAME(3. ročník): Fyzikálne veličiny objem, čas, teplota, sila. Voľba meracích jednotiek. Medzinárodne dohodnuté jednotky fyzikálnych veličín. Meranie fyzikálnych veličín meradlami, zápis do tabuliek. -LÁTKYAICHVLASTNOSTI(3.ročník):Vzťahpojmovvecalátka.Triedenie látok podľa určitých vlastností. Rozpoznávanie látok. Fyzikálna veličina hmotnosť, meranie hmotnosti, jednotky hmotnosti. Zmeny látok: hrdzavenielátkasamenínainúlátku,topenieatuhnutie-látkasanemenínainúlátku. Voda- výskyt, skupenstvo, obeh vody v prírode. Vzduch- zloženie, fyzikálne vlastnosti, prúdenie, merateľnosť objemu a hmotnosti vzduchu. - ZEM, SLNKO A HVIEZDY VO VESMÍRE(4. ročník): Pôsobenie magnetu na predmety z rôznych látok. Gravitačná sila. Gravitačné účinky Zeme- padanie predmetov na Zem. Zem a jej družica Mesiac. Prenikanie človeka do vesmíru. Slnko a jeho planéty. Hviezdy vo vesmíre. Striedanie dňa a noci ako dôsledok otáčania Zeme okolo svojej osi. Otáčanie Zeme okolo Slnka. Letný a zimný deň. - TECHNIKA A MY(4. ročník): Technika v životnom prostredí. Technické prostriedky- jednoduché stroje(páka, naklonená rovina, kladka). Domáce elektrické spotrebiče a hračky. Elektrická energia, výroba. Bezpečnosť pri zaobchádzaní s elektrickým prúdom. Elektrický obvod- batéria, spínač, spotrebič. Prednášky na ŽDU Detská univerzita z hľadiska obsahovej náplne jednotlivých prednášok a laboratórnych cvičení bola vyučovaním plným hry a zábavy, názornosti a osobnejšieho prístupu učiteľov k žiakom inovatívnou formou vzdelávania. Prednášajúci sa snažili vhodným výberom vyučovacích metód a prostriedkov vyučovania čo najpríťažlivejšie podať 75

7 popis javov, s ktorými sa deti dovtedy ešte pravdepodobne nestretli. Deti boli motivované k neustálej činnosti a aktívne sa zapájali do vyučovacieho procesu. Väčšina detí prezentovala svoje názory v priebehu prednášok na rozdiel od klasického vyučovania, kde žiak je prevažne postavený do úlohy pasívneho prijímateľa. Prednášajúci sa snažili čo najefektívnejšie využívať vizuálnu stránku výkladu použitím počítača, fyzletov(obr. 21), animácií(obr. 22), praktických ukážok, pričom sa využívala hra ako didaktický prostriedok. Počítačové prezentácie ponúkli dostatok zdrojov informácií na manipuláciu s myšlienkami a podporovali u žiakov rozvoj tvorivého myslenia. Obr.21:Ukážkapoužitýchfyzletovnaprednáške Čojeelektrina [108]. Obr.22:Ukážkapoužitýchanimáciípočasprednášky Akovecividíme [81,82]. Laboratórne cvičenia na ŽDU Veľký záujem vzbudili laboratórne cvičenia, kde si mohli deti pod dozorom vyučujúcich overiť a vyskúšať princíp fyzikálnych javov. Neoddeliteľnou súčasťou vyučovania fyziky je fyzikálny experiment, ktorý má svoju poznávaciu hodnotu, ale má aj veľký motivačný účinok. Pôsobí na pozornosť, aktivitu a zameriava činnosť 76

8 žiakov určitým smerom. Súčasťou prezentácie na prednáškach sú obrazové modely podporujúce realizované fyzikálne experimenty na hodine(schémy zapojenia elektrických obvodov, modelový nákres experimentu s prípadným animovaným priebehom). Pri demonštrácii hrá veľkú úlohu jednoduchosť pokusu: čím je demonštrácia jednoduchšia, tým ju žiaci sledujú s väčším záujmom[109]. Tu hlavne poukazujeme na motivačný účinok jednoduchého experimentu. Realizáciou pokusov môžu študenti nadobúdať samostatne nové poznatky aj bez priameho zásahu učiteľa. V laboratórnych cvičeniach Veda hrou, Optika, Ultrazvuk, sme sa zamerali práve na to, aby žiaci získavali poznatky samostatne pozorovaním rôznych fyzikálnych javov a snažili sa pochopiť a vysvetliť tieto javy, nakoľko z literatúry vyplýva, že najvyššiu úroveň poznávacej aktivity žiak dosiahne pri tvorivej samostatnej práci, keď sa priamo zúčastňuje na tvorbe nových poznatkov. Podľa úrovne samostatnosti žiaka pri konaní pokusu prevládali na hodinách pokusy konané podľa inštrukcie učiteľa, na hodine Veda hrou sme zaradili aj niekoľko pokusov, ktoré študenti realizovali podľa návodu uvedeného v pracovnom liste. Experimenty prispeli u detí k rozvoju schopnosti pracovať s modernými prístrojmi a schopnosti tvoriť, schopnosti vymýšľať rôzne varianty experimentov, schopnosti samostatne pracovať. Z hľadiska didaktiky fyziky je realizácia reálneho aj myšlienkového experimentu chápaná ako metóda a experiment ako model poznávacieho procesu. Podľa toho akú funkciu pokus plní vo vyučovaní, rozlišujeme pokusy: expozičné(prezentácia javu, objektu), ktoré plnia funkciu motivačnú; heuristické pokusy(vyvodzovacie), kedy žiaci objavujú doteraz pre nich neznámu vlastnosť objektu, javu; verifikačné pokusy (overovacie), ktorými sa overuje platnosť hypotézy; fixačné pokusy(upevňovacie) zamerané predovšetkým na spôsobilosti a zručnosti; aplikačné pokusy pre demonštráciu aplikácie fyzikálneho javu v technických zariadeniach, diagnostické pokusy na overenie vedomostí, intelektuálnych spôsobilostí a manuálnych zručností žiakov. Podľa spôsobu organizácie a obsahu pokusov sa na hodinách ŽDU najčastejšie objavujú individuálne žiacke pokusy(vykonáva jeden žiak) a frontálne žiacke pokusy(jednoduché fyzikálne pokusy, ktoré vykonávajú súčasne všetci žiaci v triede pod priamym vedením učitela ako napríklad na hodine Ako veci vidíme vyrobenie lupy,naoptikevyrobeniezariadenia cameraobscura ),priktorýchvšetcižiaci 77

9 majú rovnaké pomôcky. Z hľadiska metodiky pokusov vo vyučovaní fyziky je snahou dosiahnuť, aby každý experiment bol účinným prostriedkom vo vyučovacom procese a teda by mal spĺňať po obsahovej aj formálnej stránke nasledujúce požiadavky: 1. pokus má byť vedecky správny a pripravený tak, aby skúmaný jav v ňom prebiehal alebo bol pokusom modelovaný, 2. pokus má byť organickou súčasťou vyučovacieho procesu, má sa konať vtakomčase,abyboljehoúčinoknažiakaoptimálny,3.pokusmusíbyťpripravenýa vykonaný tak, aby jeho výsledok bol presvedčivý, 4. ak v pokuse prebieha jav rýchlo, treba ho opakovať, 5. ak v pokuse prebieha viacero javov, treba pokus realizovať po etapách, aby bolo možné pozorovať jednotlivé javy osobitne, 6. žiak by mal byť na konanie pokusu dokonale motivovaný. Reálny experiment predpokladá aktívny zásah do priebehu pozorovaného objektu, javu či procesu. Takýto zásah umožňuje odhaľovať také vlastnosti, ktoré by nikdy prirodzené podmienky neumožnili. Na druhej strane myšlienkový experiment je skôr chápaný ako poznávacia činnosť, ktorá zvyčajne predchádza reálnemu experimentu. Nakoľko je však myšlienkový experiment nezávislý od materiálnych prostriedkov, možno ho považovať aj za teoretickú metódu poznávania. Myšlienkový experiment môže teda existovať ako samostatná logická konštrukcia, ktorá je veľmi dôležitá, keď nie je možná materiálna realizácia experimentu a aj ako fáza materiálne realizovaných činností. Kvalitná príprava experimentov je zárukou kvalitnej výučby. Pri príprave žiackych experimentov sme sa snažili o to, aby pri ich realizácii nevznikali problémy, ktoré by žiakov od pokusov odrádzali. Vyberali sme pokusy tak, aby sa páčili žiakom. Zároveň sme vyberali také pokusy, pri ktorých sa dali pozorovať základné fyzikálne javy a žiaci si pri experimentovaní mohli osvojiť základné poznatky. Vyberali sme pokusy bezpečné a nenáročné na pomôcky. Niektoré boli jednoduché, rýchlo zvládnuteľné, aby ich mohli urobiť všetci žiaci. Iné pokusy boli zložitejšie a tie plne zamestnávali tých najšikovnejších. Toto bolo veľmi dôležité z hľadiska zvyšovania motivácie, pretože slabší žiaci sa cítili uspokojení, že zvládli experimenty zostaviť a urobiť, a tí šikovnejší boli šťastní, keď zvládli zložitejší pokus. Z hľadiska motivácie žiakovjeveľmidôležité,abykaždýznichmalpocit,ženahodineniečodosiahol,aby za svoju prácu dostal uznanie, pochvalu. 78

10 Modely su veľmi dôležitou súčasťou vo fyzikálnom vzdelávaní. Model chápeme ako určitý myslený alebo reálne existujúci objekt, ktorý na určitom stupni zhody reprodukuje vlastnosti a vzťahy iného objektu a zastupuje ho v procese materiálnej alebo duchovnej činnosti tak, že v rámci danej reprodukcie možno jeho skúmaním získaťinformácieoorigináli [85]. Predmety,ktoréjemožnési ohmatať,súväščímprínosomakoslováaobrázky, ale nemožno zabúdať na rozdiely medzi modelom a reálnou vecou, inak by mohol model žiakov viac zmiasť ako im pomôcť. Modely sa používajú na objasňovanie fyzikálnej podstaty alebo priebehu skúmaných javov. Vo fyzike sa za model často považuje niečo, čo má jednoduchšiu štruktúru ako fyzikálna realita. Model teda slúži ktomu,abysmeznámyjavčonajlepšievysvetliližiakovianeslúžiktomu,abysme objavili nové zákonitosti[85]. Na ŽDU sme preferovali používanie materiálnych modelov(reálne predmety, prístroje, zariadenia na skúmanie vlastnosti pôvodných objektov, technické zariadenia v pôvodnej podobe alebo čiastočne upravené na zjednodušenie ich pozorovania a skúmania). Prostriedky výučby Pri výučbe sme využili hlavnú výhodu vizuálnych pomôcok(materiály v programe Power Point, tabuľa, modely, tabuľky, video, dataprojektor, hry), ktoré upútavajú pozornosť a prinášajú zmeny. Akokoľvek môže byť vyučovacia hodina pripravená, bez pozornosti žiakov sa učiť nedá. Žiaci ťažko budú ignorovať nový obrázok premietnutý na plátne, ale novú vetu ktorú učiteľ vysloví ignorujú bez problémov. S meniacimi sa obrázkami prichádza aj zmena záujmu. Vo výučbe býva najčastejšie používaný verbálny kanál hoci je známe, že vizuálne informácie sú efektívnejšie[101]. Z výskumov vyplýva, že 87% informácií vstupuje do mozgu človeka prostredníctvom zraku, 9% prostredníctvom sluchu a 4% inými zmyslami. Akosmeužspomínali,využívanieIKTvovýučbejevsúčasnejdobenavšetkých stupňoch škôl už takmer nevyhnutnosťou. Multimediálne prostriedky ponúkajú množstvo možností ako meniť výučbu v rôznych oblastiach fyziky. Z didaktického hľadiska si treba dobre premyslieť, ktoré z obrázkov a animácií sú pre žiakov naozaj 79

11 vhodné, dostatočne demonštrujúce a aj motivujúce. Ako sa zistilo, tie jednoduchšie a na prvý pohľad menej pútavé CD-ROM môžu lepšie spĺňať didaktické ciele. A je potrebnésiuvedomiť,žepc,videoatvpovažujúštudentiskôrzazdrojzábavy,preto nemožno automaticky predpokladať, že ich začlenením do výuky môžeme okamžite zaujať žiakov natoľko, aby všetko pozorne sledovali. PrínosŽDUprepedagógovaabsolventov( bakalárikov a inžinierikov ) Prínosom pre pedagógov, vyplývajúc po rozhovore s nimi, je overovanie si nových vyučovacích postupov, overovanie si vhodnosti zaradenia materiálov tohto druhu a pripravovaných práve na tento typ vzdelávania, odskúšanie, overenie si nových postupov a metodík(nakoľko prednášajúci zabezpečujú vzdelávanie na vysokých školách, je tento prístup niečím novým, lebo sa musia prispôsobiť aktuálnym znalostiam detí). Pre pedagógov je to jedinečná možnosť rozvoja svojich vlastných didaktických zručností. Snažili sa hravou formou priblížiť nové vedomosti, ponúknuť deťom nový spôsob sebarealizácie, naučiť ich navzájom komunikovať, spolupracovať v tíme, učiť sajedenoddruhého,atakprispieťkrozvojuichmyslenia[110]. Čo bolo prínosom pre deti možno posudzovať po bezprostrednom rozhovore s nimi ako aj po spracovaní výsledkov dotazníka: hravou formou priblížiť deťom vedecký výskum, ponúknuť im nový spôsob realizácie, sebarozvíjania a prezentovania sa, prispievať k rozvoju ich myslenia, vedomostí, zručností, a pod Niekoľko dôležitých poznámok k metodike vyučovania Metodika zahŕňa systém metód, foriem a stratégie práce učiteľa. S pojmom metóda smesaužstretlivčasti2.1.4.podľapočtuštudentov,sktorýmiučitelianaždupracovali či už na prednáškach alebo laboratórnych cvičeniach, bola preferovaná metóda kolektívneho, hromadného vyučovania. Podľa logického postupu sa používali hlavne analytická, syntetická, analyticko- syntetická a induktívna metóda. Podľa charakteru zdroja informácií na prednáškach a cvičeniach sa používali metódy monologické a dialogické, pracovné metódy(praktická práca pri vypracovaní diplomovej práce a na LC pri samostatnom zostavovaní pomôcok k pokusom), metódy pozorovania objektov(demonštrácie, pozorovanie obrázkov, videa) a didaktická hra ako metóda. Didaktická hra tvorí prechod medzi hravými činnosťami predškolského a mladšieho 80

12 školského veku a učebnými činnosťami žiakov. Je druhom vzdelávacej metódy patriacej medzi problémové metódy výučby a radí sa medzi metódy tvorivého vyučovania. Uplatňovanie didaktických zásad vo vyučovacom procese. Ak chceme byť v akejkoľvek činnosti cieľavedomí, systematickí a efektívni, musíme sa riadiť určitými pravidlami. Vo vzdelávaní hovoríme o tzv. didaktických zásadách. Sú to smernice, požiadavky, ktorými sa má riadiť vyučovacia činnosť učiteľa a učebná činnosť žiaka, výber učiva, metód, foriem a materiálnych prostriedkov vyučovania[111]. Didaktické zásady v súlade s cieľmi vyučovacieho procesu a jeho zákonitosťami určujú charaker vyučovacieho procesu. Didaktické zásady sa vzťahujú na všetky stránky vyučovacieho procesu(formy, prostriedky, metódy). Počas vyučovacích hodín na ŽDU sme sa snažili opierať o tieto didaktické zásady: Utvorenie optimálnych podmienok pre vyučovací proces. Dôležité pre nás bolo, aby obsah učiva(v prednáškách i na LC) nebol predimenzovaný. Vyučovanie bolo realizované v odborných učebniach, prípadne v špecializovaných učebniach, v ktorých boli učebné pomôcky(nie len na demonštrovanie, ale aj na realizáciu materiálnej činnosti žiakov) a IKT. Veľmi dôležité bolo v priebehu vyučovania utvárať atmosféru, v ktorej žiaci nepociťujú strach a majú dostatok možností pre aktivitu, samostatnosť a tvorivosť. Individuálny prístup k žiakom. Snažili sme sa rešpektovať jedinečnosť dieťaťaadbalismenato,abymubolaposkytnutá príležitosťučiťsatakým spôsobom, ktorý najlepšie vyhovuje jeho psychickému založeniu. Individuálne osobitosti detí vo vyučovaní sa dotýkajú týchto stránok[100].: poznávacie procesy(vnímanie, koncentrácia, predstavivosť, pamäť, chápavosť, fantázia, reč a myslenie, kreativita), miera nadania, city a citové prežívanie, vôľa a jej vlastnosti, úroveň zvláštnosti učebnej motivácie, záujmy a sklony, osobitosti dané domácim prostredím. Podľa Howarda Gardnera má ponúkať podnety pre sedem typov inteligencie(logicko- matematickej, priestorovej, telesno- pohybovej, hudobnej, intrapersonálnej, interpersonálnej)[100]. Primeranosť. Táto zásada vyžaduje, aby všetky zložky vyučovacieho procesu 81

13 (ciele, učivo, metódy, formy, materiálne prostriedky) odpovedali reálnym možnostiam žiakov. Už J. A. Komenský sformuloval čiastkové pravidlá na realizáciu zásady primeranosti[112]: od ľahšieho k ťažšiemu, od jednoduchého k zložitejšiemu, od blízkeho k vzdialenejšiemu. Vedeckosť. Snažili sme sa, aby učivo odpovedalo súčasnému rozvoju vedy a techniky. Pri motivácii, osvojovaní učiva sa uplatňovali vedecky správne zákony, umožňovala sa samostatnosť, aktivita a tvorivosť žiakov, teda hľadanie a objavovanie nových poznatkov. Spojenie teórie s praxou. Osvojovanie si poznatkov je efektívne vtedy, keď sa poznatky osvojujú systematicky a vedomosti sa používaju v praxi. Poznanie praktického významu a užitočnosti vedomostí zvyšuje záujem o učenie sa. Témy väčšiny prednášok na ŽDU boli inšpirované vecami a javmi, s ktorými sa bežne stretávame v našom každodennom živote. Názornosť. Vychádza sa zo senzualistickej filozofie, podľa ktorej nič nie je vhlave,čopredtýmnebolovzmysloch.j.a.komenskýnazákladetohosformuloval pravidlo pre učiteľov[112]: všetko nech sa predkladá všetkým zmyslom, nakoľko je to len možné, teda veci viditeľné zraku, počuteľné sluchu, voňajúce čuchu a hmatateľné hmatu, ak sa niečo môže vnímať viacerými zmyslami naraz, nechsatopredložíviacerýmzmyslom.zásadanázornostipredstavujezdroj vedomostí, zručností a návykov, uľahčuje pochopiť abstraktné prvky učiva, zvyšuje záujem žiakov o učenie, podporuje ich pozornosť, prispieva k rozvoju myslenia, pomáha vytvárať presnejšie predstavy. Zásadu názornosti sme realizovali demonštračnými pomôckami a pomocou IKT. Motivácia, uvedomelosť a aktivita. Ak má byť žiak motivovaný a aktívny, je potrebné odstrániť pasivitu, kedy žiak len dáva pozor, počúva a píše. Najcennejšie sú poznatky získané vlastnou prácou a úsilím. Preto je dôležité, aby žiaci hľadali a objavovali poznatky samostatnou, aktívnou, tvorivou učebnopoznávacou činnosťou. Trvácnosť a operatívnosť(praktická použiteľnosť). Trvalé má byť to, čo žiak potrebuje pre život, teda základnou podmienkou trvalého si osvojenia 82

14 učiva je jeho zmysluplnosť. Trvalé a operatívne výsledky sú také, ktoré sa dlhouchovávajúvpamätiavybavujúsavslováchavčinnostiachbezväčšieho úsilia. 5.2 Particle Physics Masterclasses(MC) Hoci význam modernej fyziky stále rastie, nedostáva vo vyučovaní fyziky priestor, aký by mala. Na stredných školách vzniká deficit vo fyzikálnom vzdelávaní v oblasti modernej fyziky, nakoľko nastáva vypúšťanie určitých častí fyziky z osnov kvôli nedostatku pridelených hodín fyziky v daných ročníkoch na SŠ. Nevenuje sa teda dostatočný priestor modernej fyzike, hoci ako sa ukazuje, je táto časť fyziky pre študentov atraktívna. Jedným z riešení je možnosť využitia prvkov neformálneho vzdelávania na doplnenie týchto nedostatkov. Neformálne vzdelávanie dopĺňa a nadväzuje vzdelávacími aktivitami na poznatky vzdelávacieho štandardu určeného pre štvorročné a osemročné gymnáziá. V aktuálnych učebných osnovách pre štvorročné gymnáziá predstavujú témy zamerané na modernú fyziku okolo 6% z celkového obsahu fyziky. Podľa zistení vyplýva, že hoci moderná fyzika nefiguruje v učebných osnovách každej vyspelej krajiny, študenti v zahraničí sú vo väčšom kontakte s aktuálnou fyzikou. Popularizačná a neformálna vzdelávacia aktivita Particle Physics Masterclasses(na Slovensku sa používa skrátene Masterclasses, alebo skratka MC) by mohla doplniť chýbajúce vedomosti z modernej fyziky v stredoškolskom vzdelávaní, pôsobiť na študentov motivačne, zvyšovať ich záujem o fyziku a prejavovať sa v náraste ich vedomostí Virtuálna kolaborácia Virtuálna kolaborácia (VK), skupina vedeckých, pedagogických pracovníkov a študentov sa od jej vzniku v roku 2000 snaží o zvyšovanie fyzikálneho povedomia s orientáciou na mladých ľudí s možnosťami využívania IKT vo vzdelávaní[113]. Cieľom VK je prostredníctvom rôznych projektov vzbudzovať záujem o fyziku a prírodné vedy všeobecne nielen u mladých ľudí, ale aj u širokej laickej verejnosti[114]. VK v spolupráci s Kalifornským polytechnickým inštitútom(caltech, Pasadena, USA)zriadilanabázeVRVS(viacvčasti3.2)vroku2003Slovenskúakademickú videokonferenčnú sieť, ktorá slúži na efektívnu komunikáciu vysokoškolským učite- 83

15 ľomaštudentommedzisebouajskolegamizozahraničia.vkvsúčasnostipoužíva novú videokonferenčnú technológiu Enabling Virtual Organizations(EVO), (viac v časti 3.2). Okrem videokonferenčnej technológie EVO používa VK za účelom popularizácie fyziky technológie založené na videokonferencii a jej archivácii ako je videostreaming a webcasting(ide o jednosmerný prenos digitálnych videozáznamov cez Internet naživo), video na požiadanie(video on demand)(ide o jednosmerný prenos digitálnych videozáznamov zo záznamu)[114]. Web univerzita[115] ponúka prednášky, ktoré sú priamo dostupné v archíve video na požiadanie alebo priame videokonferenčné spojenie prostredníctvom VRVS/EVO. Počas archivovania sa zaznamenávaná prednáška rozdeľuje podľa okien prezentácie súbežne s aktivitami prednášajúceho, takže si možno vyberať ľubovoľnú časť. V archíve sú dostupné prednášky, semináre a workshopy z oblasti prírodných vied spracované VK ako napríklad niekoľko prednášok urobených v rámci spolupráce na projekte LifeintheUniverse (spomínanývčasti1.1.7).vksapodieľalanatvorbeslovenskejverziewebovejstránkyprojektu Couldn tbewithoutit! [114](oktoromsme sa už zmienili v časti časti 1.1.7) a členovia VK preložili napríklad i multimediálne materiály HandsonCERN a AKeyholetoBirthofTime Charakteristika Particle Physics Masterclasses Hands on Particle Physics European Masterclasses for High School Students [116]jemedzinárodnýprojekt,doktoréhosaodroku2005zapájajú každoročne aj akademické inštitúcie na Slovensku. Projekt začal ako Particle Physics Masterclasses vo Veľkej Británii v roku 1997 pri príležitosti výročia objavu elektrónu. Vtedy Ken Long z Imperial College a Roger Barllow z Manchestru navrhli sériu jednodňových stretnutí pre 16 až 19 ročných študentov a ich učiteľov[117]. Neskôr bola táto myšlienka úspešne prevzatá ďalšími inštitútmi. Svetový rok fyziky(2005) bol podnetom pre vznik celoeurópskej verzie tohto projektu, ktorý zorganizovala pod názvom Hands on Particle Physics EuropeanPhysicsMasterclassesforHighSchoolStudents (obr.23)európska skupina pre popularizáciu časticovej fyziky(epog) a Európska fyzikálna spoločnosť (EPS). Tento rok sa na Slovensku konal už šiesty ročník tohto projektu, ktorého sa 84

16 Obr. 23: Hands on Particle Physics International Masterclasses for High School Students[116]. zúčastňujú univerzity a výskumné centrá z desiatok štátov Európy a USA. Každoročneodroku2005sanaSlovenskuprojektuzúčastňujúUPJŠvKošiciach,ŽUv Žiline,UMBvBanskejBystrici,FMFIvBratislave,PUvPrešove,TnUADvTrenčíne, TU v Trnave, UKF v Nitre. Koordinátorom a riešiteľom projektu je Virtuálna kolaborácia[118, 119]. Národným koordinátorom tohto projektu na Slovensku bol RNDr.P.Murín,CSc.,UPJŠvKošiciach(2005,2006)aRNDr.I.Melo,PhD.,ŽU vžiline( ). Na začiatku bolo zámerom tohto celoeurópskeho projektu vypracovať metodiku prenosu najnovších vedeckých poznatkov do prostredia stredných škôl, s hlavnou myšlienkou čo najviac umožniť študentom, aby pracovali ako skutoční vedci v autentickom prostredí inštitúcií časticovej fyziky, aby pocítili vzrušenie pri spracovávaní skutočných experimentálnych údajov a zakúsili aj problémy bežné pri vyhodnocovaní vedeckých výsledkov. V súčasnosti je cieľom projektu naďalej vzbudzovať záujem študentov o fyziku a tento záujem ďalej dlhodobo rozvíjať a prehlbovať prostredníctvom ďalších aktivít s podporou vytvorených edukačných materiálov. Keďže sa študenti stretávajú s úplne novými a aktuálnymi poznatkami, tieto sú odovzdávané a interpretované priamo odborníkmi. Proces vzdelávania v tomto prípade obchádza štandardnú cestu transferu poznatkov: vedec vysoká škola učiteľ strednej školy študent strednej školy. Študenti stredných škôl pod vedením fyzikov analyzujú reálne dáta získané z experimentov v CERN-e. Študenti sa oboznamujú so základmi a hlavnými myšlienkami kvantovej mechaniky, modelmi popisujúcimi mikrosvet a získavajú informácie o podstate a vlastnostiach štruktúry hmoty. Študent sa stáva na krátku dobu(1 deň) členom vedeckého kolektívu fyzikov na univerzite a zapája sa priamo do riešenia problémov s použitím aktuálnych vedeckých metodík a prostriedkov realizácie vý- 85

17 skumu. Samozrejme v zjednodušenej forme, úmerne úrovni poznania stredoškolského študenta. Cieľom bolo, aby študenti zažili problémy overovania vedeckých výsledkov Štruktúra Particle Physics Masterclasses Na Slovensku si každá zúčastnená univerzita(členovia VK) sama pripavuje a realizuje MC za pomoci doktorandov a študentov. Konkrétna realizácia prebiehala tak, že skupiny stredoškolských študentov trávili jeden deň na univerzitnej pôde(súčasne v niekoľkých krajinách, ktoré boli v ten daný deň partnermi), kde sa zúčastnili prednášok(doobednajší program) a po obede po potrebnej príprave(inštrukcie k počítačovému cvičeniu) vykonali merania reálnych dát z experimentov časticovej fyziky. Na to, aby študenti mohli samostatne pracovať, museli najskôr získať potrebné vedomosti a zručnosti. Úvodné prednášky o vlastnostiach mikrosveta boli uceleným prehľadom od vysvetlení základných pojmov až po dnešné predstavy štandardného modelu a prehľadom o súčasnom stave maraní na urýchľovači v CERN-e. Prednášky obsahovali popis experimentálnych metód časticovej fyziky, základné princípy a charakteristiky súčasných urýchľovačov a detektorov častíc. Každoročne prebieha aj archivácia[118, 119] prednášok a seminárov z MC(o seminároch sa zmienime neskôr). Hlavnou úlohou pre študentov boli merania rozpadov Z bozónov, ktoré boli zaznamenávané na Large- Electron- Positron Collider(LEP) v CERN-e. Študenti určovali pomer kanálov rozpadu Z bozónu(častice, ktorá sprostredkuje slabú interakciu) v prípadoch z LEP kolajdera v CERNe. Po praktickom úvode(prednáškach) a inštrukcii k samotnému meraniu študenti mali možnosť identifikovať elementárne častice identifikovali koncové stavy kvarkových spŕšok, elektrónových dvojíc, miónových dvojíc, ako aj zložitých dvojíc tau leptónov pomocou dráh a signálov, ktoré častice zanechali v jednotlivých komponentoch detektora. Interaktívny počítačový materiál pre meranie bol k dispozícii v balíku IdentifyingParticles [120]odTerryhoWyattazManchestrusexperimentálnymiúdajmi experimentuopal,vtutoriáli AKeyholetotheBirthofTime [121]odJamesa GilliesaaRichardaJacobssonaakoajvznámomtutoriáli HandsonCERN [122] vyvinutom Erikom Johanssonom zo Štokholmu s dátami experimentu DELPHI. 86

18 HYPATIA(obr. 24) je laboratórne prostredie pre zrážky castíc. Tu je možné študovať eventy zaznamenané v protón- protónových zrážkach detektorom AT-LAS na veľkom hadrónovom urýchľovači LHC. Na MC bolo používané aj interaktívne a virtuálne laboratórne prostredie WIRED (obr. 25) pre časticové zrážky, pomocou ktorého mohli študovať študenti reálne zrážky, ktoré boli zaregistrované detektorom DELPHIvCERN-enaLEP-e.Nazáver programu po ukončení a vyhodnotení merania bola každý deň zorganizovaná medzinárodná videokonferencia použitím technológie EVO, Obr. 24: Ukážka z interaktívneho laboratórneho prostredia Hypatia[122]. (v prvých rokoch projektu sa používala videokonferenčná technológia Virtual Room Videoconferencing System(VRVS)[88]). Obr. 25: Ukážka z interaktívneho laboratórneho prostredia WIRED[122]. Prakticky to vyzeralo tak, že podvečer daného dňa sa študenti spojili cez EVO 87

19 videokonferenciu so svojimi rovesníkmi v partnerských krajinách, v ktorých v ten istý deň MC prebiehalo. Toto spojenie sa konalo preto, aby si študenti porovnali a skombinovali svoje výsledky, potom určili systematické chyby pochádzajúce z rozdielov a nakoniec zhrnuli výsledky, ktoré boli skutočne v zhode so skutočnými výsledkami experimentu z LEP-u a LHC. Videokonferenčná diskusia býva moderovaná fyzikmi z CERN-u a dodáva podujatiu MC jedinečný charakter. Videokonferencia pomohla študentom uvedomiť si, že projektu MC sa zúčastňujú podobné skupiny študentov aj v ďalších krajinách a navodila pocit medzinárodnej spolupráce vedcov a výskumníkov. Pred ukončením celodennej akcie boli študenti každoročne požiadaní, aby anonymne vyplnili dotazník za účelom získania spätnej väzby od účastníkov MC. Vyhodnotenie Particle Physics Masterclass sme v roku 2007 na medzinárodnej úrovni spracovávali aj na Slovensku(čast výsledkov, ktoré som spracovávala možno násjť na stránke eva.htm, obr. 26). Na Slovensku sa každoročne robí hodnotenie Particle Physics Masterclasses prostredníctvom dotazníkov a realizuje sa ich následné vyhodnotenie. Otom,žejeprojektúspešnýsvedčíajto,žetentorokprebeholužšiestyročník, ktoréhosaunászúčastnilo355študentova37učiteľovz52strednýchškôl.riešiteľská skupina projektu MC na Slovensku sa neustále snaží o udržiavanie dobrej pozície Slovenska v rámci International Particle Physics Masterclasses. Vyvolaný záujem študentov o fyziku je potrebné neustále udržiavať a rozvíjať, zapojiť študentov do systematického štúdia a riešenia problémov a tým prehlbovať ich fyzikálne vedomosti. Poodhalenie a priblíženie najnovších výsledkov modernej fyziky ako je časticová fyzika, jej súvis s kozmológiou a jej technologické aplikácie študentom stredných škôl môže prispieť k zvýšeniu všeobecného záujmu mladých ľudí o fyziku. Preto sa snažíme aj o rozširovanie aktivít. Študentom treba ponúkať stále nové možnosti realizovania sa, aby sa udržiaval prejavený záujem. Za týmto účelom sa doteraz rozšíril a doplnil projekt Particle Physics Masterclasses o nižšie uvedené aktivity. Pilotne boli zorganizované Astronomy Masterclasses Prešov Astronomické zákryty,zatmenia,prechodyakolízie2006(akosmesaužotejtoakciizmieniliv časi 1.1.7), kde pri realizovaní bola použitá metodika Masterclasses. 88

20 Obr. 26: Ukážka hodnotenia MC z WWW stránky International Masterclasses for High School Students( 89

21 Semináre Masterclasses V roku 2007 sme začali s rozšírením aktivít MC formou seminárov. Semináre nadväzujú na témy, ktoré odzneli na MC a rozširujú ich na ďalšie atraktívne oblasti. Doterajší prednášajúci boli špičkoví výskumníci a zároveň zanietení popularizátori fyziky.semináresakonalinažuvžilinealebonaupjšvkošiciach. Prednášky boli vysielané do videokonferenčnej siete EVO a následne archivované velektronickejforme.vroku2007tobolitémy: Prapolievka (Dr.rer.nat.Boris Tomášik,venujesakvark-gluónovejplazme), Záhadahmotnosti (Dr.KarolKovařík, pracuje na problematike supersymetrií), v roku 2008: Neutrínové oscilácie: najväčšíobjavčasticovejfyzikyposlednýchrokov (doc.rndr.tomášblažek, PhD., zaoberá sa teóriami, ktoré by rozšírili Štandardný model), Hmotnosť všpeciálnejteóriirelativity (Dr.KarelŠafařík,jePhysicsCoordinatorexperimentuALICEnaLHCvCERN-e),vroku2009: SlovenskýpríspevokkvýstavbeurýchľovaciehokomplexuLHCvCERN-e (Ing.DušanČáni,hlavný projektant mikroelektronických systémov ZTS Výskumno-vývojový ústav Košice), Symetrie aichnarušenia (doc.rndr.martinmojžiš),phd.,vroku2010: Tajeazáhadykvantovejfyziky (RNDr.MartinPlesch,PhD.,venujesaproblematike kvantovej teórie informácie a kvantových algoritmov). Regionálny projekt Particle Physics Masterclasses Vďaka veľmi pozitívnemu ohlasu na už usporiadané ročníky MC bol tento medzinárodný projekt rozšírený aj na úroveň regiónu. Regionálne MC vznikli aj preto, lebomcnaupjšvkošiciachsazúčastňovalištudentizgymnáziízkošícatakto dostali možnosť aj študenti z iných miest absolvovať MC. Takže regionálne MC sú akousi náhradou pre gymnáziá z okolitých miest. Regionálne Masterclasses boli v roku 2008 usporiadané vo vybraných stredných školách východoslovenského regiónu agymnáziáchvgelniciavšpišskejstarejvsi.vroku2009bolivpopradealipanoch,vroku2010vspišskejnovejvsiavprešove.štruktúratýchtolokálnychmc bola totožná s medzinárodnými: úvodné prednášky a následné merania, ale bola vynechaná medzinárodná EVO videokonferencia s CERN-om. Pri organizovaní MC na 90

22 ŽU v Žiline pozývame študentov z gymnázií celého žilinského kraja(nie iba priamo zo Žiliny), ktorí prejavia záujem o fyziku. Masterclasses sa tak zúčastnia v priemere traja študenti z každého gymnázia. CASCADE projekty Cascade projekty majú pôvod vo Veľkej Británii. Svojím obsahom nadväzujú na Masterclasses, ale z didaktického hľadiska projekt núti študentov k väčšej samostatnosti a zodpovednosti. Študenti si osvojujú nielen hotové poznatky, ale aj metódy poznávania, spolupracujú s odborníkmi, učia sa komunikovať. Pri svojom skúmaní, bádaní využívajú svoje znalosti a zručnosti z viacerých predmetov. Študenti majú možnosť prezentovať svoje výsledky a tak pociťujú záujem okolia o svojú prácu, podporujetoichsebavedomieamotivujekďalšejčinnosti.vroku2009bolomc na Slovensku rozšírené práve o tieto vedecké prezentačné projekty pre študentov, ktorí po absolvovaní medzinárodných alebo lokálnych MC vo vlastnom záujme riešia konkrétne úlohy. Cascade je celoslovenská súťaž prezentácií určená pre tímy študentov 1. až 3. ročníka strednej školy. Účasť na súťaži ponúka študentom možnosť[119]: dozvedieť sa viac o elementárnych časticiach nadviazať kontakt s fyzikmi na univerzite rozvinúťschopnosťštudentov predať svojuprácu vyhrať finančnú hotovosť na hradenie cesty do CERN-u Študentisimohlitentorokvyberaťzo16tém,adonárodnéhofinálepostúpili nasledujúcetímystémami: Tmaváhmota:realitaalebofikcia? (Gym.Brezno), Urýchľovačečastíc.Akofungujú? (Gym.Kežmarok), Kvantovápovahasvetaelementárnychčastíc (Gym.J.A.RaymanaPrešov), Vývojvesmíru (Gym.Sučany). Ostatné témy sú k nahliadnutiu na webovej stránke Tohto roku súťažili trojčlenné tímy študentov, ktoré si pripravili prezentácie na vybrané témy. Tieto odprezentovali pred spolužiakmi na svojej škole a z tohto vystúpenia bol urobený videozáznam. Tímy mali na začiatku súťaže prideleného konzultanta profesionálneho fyzika. Približne 20 minútové prezentácie so záznamami 91

23 posudzovala komisia zložená z fyzikov a štyri najlepšie tímy sa zúčastnili veľkého finále, v ktorom odprezentovali svoje témy pred odbornou porotou a pozvaným obecenstvom. Tohto roku sa konalo národné finále Cascade projektov na Bilingválnom gymnázium.hodžuvsučanoch8.júna.doprojektusavroku2009zapojilo5tímov atohtorokusazapojiloaž17tímov,čobolonadnašeočakávania.donárodného finále sa prebojovali štyri tímy, ktoré boli už vyššie spomenuté. Víťazný tím Gym. Brezno získal týždňový pobyt v CERN-e na jeseň 2010, na druhom mieste sa umiestnilogym.sučany,aotretiemiestosadelilogym.zprešovaazkežmarku,ktorí získali ako cenu možnosť zúčastniť sa Letnej školy vo Svite v septembri. Všetky tímy a učiteľov z gymnázií, ktorí sa venovali svojim tímom, sme po vyhlásení výsledkov odmenili diplomami a tričkami s nápisom Cascade. Samozrejme, snahou je zatraktívňovať nielen obsah MC, ale aj formu. Začalo sa aj s využívaním hlasovacích zariadení personal voting system počas kvízu na MC v Košiciach a IKT sú využívané aj v dištančnom kurze. Dištančným vzdelávaním som sa všeobecne zaoberala v časti 3.2, kde popisujem základné charakteristiky DiV aj systému Moodle. Dištančnýkurz Masterclasses-Oknádomodernejfyziky Cieľom popularizačných aktivít nie je len zjednodušene vysvetliť nové fyzikálne pojmy, predstavy a súvislosti, ale i umožňovať výber individuálnej úrovne náročnosti fyzikálnej problematiky[114]. Obsah a téma sa takýmto spôsobom rozširuje a cieľom popularizácie teda nie je nahrádzať formálne vzdelávanie, ale ho podporovať a dopĺňať. Tieto zámery boli napĺňané aj dištančným kurzom, realizovaným odmarcadojúna2010(12týždňov),ktorýsastalďalšounovoudimenzioumcv roku Dištančný kurz bol otvorený pre študentov gymnázií východoslovenského regiónu(obr. 27). Hlavnú úholu z hľadiska obsahu navrhovaného kurzu hrá moderná fyzika. Témy dištančného kurzu rozširujú a dopĺňajú obsah terajších vzdelávacích štandardov[123]. V kurze sa zaoberáme elementárnymi časticami, z ktorých sa skladá celý náš vesmír, silami, ktoré medzi nimi pôsobia a spôsobmi, ako ich môžeme študovať. Predstavené je špičkové fyzikálne experimentálne zariadenie- veľký hadrónový urýchľovač. 92

24 Cieľovou skupinou kurzu sú študenti, ktorí prejavujú záujem o ďalšie fyzikálne vzdelávanie. Dištančný kurz pozostáva z desiatichmodulov(obr.28)ajezameraný na sprostredkovanie vzdelávacích aktivít pre cieľovú skupinu zapojených pedagógov a študentov. Každý modul obsahuje lekciu, prednáškunadanútémuvelektronickej forme, aktivity, úlohy pre kurzu Oknádomodernejfyziky úvod. Obr. 27: Ukážka z prostredia moodle dištančného samostatnú činnosť, odporúčané linky na WWW adresy na zaujímavé súvislosti a doplňujúce štúdium, úlohy, vedomostný kvíz s vyhodnotením. Súčasťou kurzu boli aj prezenčné stretnutia. Modul Laboratórne cvičenie je prípravou na prvé prezenčné stretnutie študentov, na ktorom študenti spracovávali experimentálne údaje z CERN-u. Náplňou druhého stretnutia všetkých účastníkov na záver kurzu je súťaž prezentácií dvojčlenných tímov na zvolenú tému Obr. 28: Ukážka z prostredia moodle dištanč- (výberom zo šiestich možností: Z néhokurzu Oknádomodernejfyziky mo- duly. čoho sa skladá svet? Základné sily prírody, ako pôsobia. Späť v čase - Hubblov teleskop, veľký tresk a vývoj Vesmíru. Čo je za štandardným modelom. Fyzika elementárnych častíc a raný Vesmír. Teória všetkého- veda alebo sci-fi.), celkové vyhodnotenie kurzu a ocenenie najúspešnejších účastníkov. Dvaja najúspešnejší účastníci kurzu získavajú ako výhru týždenný pobyt v CERN-e. Posledné stretnutie bolo venované prezentáciám študentov na vybrané fyzikálne témy. 93

25 Sylaby dištančného kurzu Názovkurzu: Oknádomodernejfyziky. Charakteristika kurzu: Dištančný kurz v prostredí Moodle realizovaný prostredníctvom Internetu je zameraný na tieto tematické okruhy: Atóm, Atómové jadro, Sily, Štandardný model, Urýchľovače, CERN a LHC, Kvarkovo- gluónova plazma, Medicínska fyzika. 1. Atóm 1.1 Úvod 1.2 História Staroveké Grécko 1.3 Novodobá história 1.4 Zrod modernej fyziky 1.5 Modely atómu Thomsonov model atómu, Rutherfordov model atómu, Bohrov model atómu 2. Atómové jadro 2.1 Úvod 2.2 Štruktúra jadra Objav protónu, Objav neutrónu 2.3Jadrovpojmoch E=mc 2,Jednotkyenergievmikrosvete 2.4 Väzbová energia Fúzia jadier, Štiepenie jadier 3.Silyvprírode 3.1 Úvod 3.2 Gravitácia a elektromagnetizmus- Gravitačná sila, Elektromagnetická sila, Kvantová elektrodynamika 3.3 Silná a slabá interakcia Silná interakcia, Slabá interakcia 3.4 Elektroslabá interakcia 4. Štandardný model 4.1 História 4.2Zčohosaskladáhmota 4.3 Základné sily prírody 4.4Štandardnýmodelačojezaním 5. Urýchľovače 5.1 Úvod 5.2 Princíp činnosti urýchľovača 94

26 5.3 Typy urýchľovačov 5.4 Využitie urýchľovačov 6. Detektory 6.1 Úvod 6.2 Princíp registrovania častíc 6.3 Typy detektorov 6.4 Využitie detektorov v praxi 6.5 História 7.CERNaLHC 7.1 Úvod 7.2 CERN 7.3 Komplex urýchľovačov v CERN-e 7.4 Experimenty na urýchľovači LHC 7.5 Čo priniesol CERN 8. Kvarkovo- gluónová plazma 8.1 Úvod 8.2 Kvarky základné stavebné prvky 8.3 Silná interakcia a gluóny 8.4 Kvarkovo gluónová plazma 8.5 Znovuvytvorenie kvarkovo- gluónovej plazmy na zemi 8.6 Ako môžeme vytvoriť kvarkovo- gluónovú plazmu v laboratóriu? 8.7 Pozorovanie kvarkovo- gluónovej plazmy 8.8 Budúcnosť-nové experimenty 9. Medicínska fyzika 9.1 Úvod 9.2 Rádiológia Klasická rádiológia(rtg), Počítačová tomografia(ct), Magnetické rezonančné zobrazovanie(mri), Ultrasonografia(USG) 9.3 Nukleárna medicína- Jednofotónová emisná počítačová tomografia, Pozitrónová emisná tomografia(pet) 9.4 Hybridné systémy 9.5 Záver 95

27 Témy kurzu sú usporiadané tak, aby na seba chronologicky nadväzovali(nové poznatky vyplývajú z predchádzajúcich vedomostí študenta). Súčasťou každej kapitoly sú Aktivity, ktorých obsahom je prečítanie si rôznych článkov, pozretie si videí, ktoré sa dajú nájsť prostredníctvom odkazov na webové stráky. Štruktúra aktivity: 1.PrečítajsičlánkynaWWWstránke,2.Pozrisivideo,Zaujímavélinkypretých čo chcú vedieť viac. Dôležitou časťou je kvíz obsahujúci päť otázok(obr. 29). Ku každej otázke je možnosť vybrať si z troch rôznych odpovedí. Najaktívnejší študenti boli ocenení zaujímavými cenami. Obr.29:Ukážkazprostrediamoodledištančnéhokurzu Oknádomodernejfyziky kvíz. Táto forma DiV bude doplnená aj prezenčnou formou a to zorganizovaním letnej školy fyziky pre študentov stredných škôl, ktorej obsahom budú prednášky zo zaujímavých častí fyziky s ukážkami aplikácií a s atraktívnymi simuláciami fyzikálnych javov s využitím interaktívnej formy kontroly vedomostí(použitím elektronického hlasovacieho zariadenia). Pripravené e-materiály určené pre dištančný kurz Okná do modernej fyziky poskytujú študentom rôzne možnosti riešenia problémov, pri ktorých by si mali osvojovať konkrétne fyzikálne pojmy, pochopiť fyzikálne javy, zákony. Ak sa metóda dištančného vzdelávania používa ako doplnková, možno dosiahnuť vo vzdelávaní významné úspechy. Nadobudnutie schopností spojených so spracúvaním informácií a konštruovaním vedomostí patrí k základným úloham školy a učiteľa, preto IKT tvoria významnú zložku súčasného edukačného systému. Jedným zo zámerov kurzu je rozšíriť cieľovú skupinu študentov z gymnazistov na študentov iných stredných škôl 96

28 atoajvlokalitách,kdesamcnerealizuje.týmtokurzomsatedasnažímedostať až ku študentom, ktorí sú dostatočne motivovaní a majú záujem o fyziku. Ak chceme na záver zhodnotiť Particle Physics Masterclasses možno konštatovať, že prínosom je zvýšený záujem študentov o fyzikálne vzdelávanie, možnosť samostatnej práce študentov, možnosť naučiť sa prezentovať výsledky, práca s konkrétnymi vlastnoručne získanými výsledkami, a pod. Podstatou je, aby študenti získali komplexný pohľad na časticovú fyziku a aplikácie s tým spojené Výsledky dotazníka Masterclasses Okná do modernej fyziky a ich interpretácia Kompletné údaje získané dotazníkmi a kvantitatívne vyhodnotenie otázok dotazníkov z dištančného kurzu Masterclasses Okná do modernej fyziky je obsahom prílohy D. Hodnotiaci dotazník je k nahliadnutiu v prílohe A. Na základe spracovania vyplnených dotazníkov sme získali základné informácie a postoje študentov k uskutočnenému dištančnému kurzu, čo prostredníctvom kurzu študenti získali, čo sa im páčilo a pod. To nám umožňuje urobiť prvotné vyhodnotenie úspešnosti/neúspešnosti daného kurzu. Do kurzu sa zapojilo 54 študentov zo štyroch gymnázií východoslovenského regiónu(košice(2), Prešov, Kežmarok), hodnotenia sa zúčastnilo 39 študentov. Tento dotazník obsahuje hlavne štruktúrované odpovede na škále, tzv. škálové odpovede, na ktorej sa od respondentov požaduje vyjadriť jeden zo stupňov súhlasu- nesúhlasu a obsahuje aj položky s viacerými možnosťami. Takýto typ dotazníka spravidla má za úlohu popísať mieru postoja alebo úsudku. Dotazník obsahuje 17 otázok. Informácie, ktoré je možné získať dotazníkom, zahŕňajú informácie o používaní počítača, o rozsahu kurzu a obsahu kurzu, o náraste vedomostí z fyziky, všeobecné hodnotenie kurzu a priestor na vyjadrenie vlastného názoru. Otázka 1. Uveďte, koľko času priemerne denne venujete používaniu počítača. Zo všetkých opýtaných študentov 38% trávi pri počítači denne 2-3 hodiny. V tomto čase sa venujú študenti viac zábave, rozptýleniu, hre a kontaktu s priateľmi(67,31%) akoštúdiu(32,18%),akotovyplývazotázky2.vakompomerevenujetecelkovýčas práce s počítačom štúdiu a zábave? 97