Metodický portál RVP.CZ prochází změnami. Více informací zde.
logo RVP.CZ
Přihlásit se
Úvodní stránka
Přehled článků
Metodická pomoc
Zpravodaj
O Spomocníkovi
Podcast
RSS RSS
Titulka RVP > Úvodní stránka Spomocníka > Periodická tabulka jako předmět badatelsky...

Periodická tabulka jako předmět badatelsky orientovaného vyučování

Článek informuje o výsledcích výzkumu Indiana University of Pennsylvania, jenž se zabýval ověřováním využití interaktivní webové aplikace pro badatelsky orientovanou výuku souvislostí spojených s periodickou tabulkou prvků.

Během svého studia na pedagogické fakultě jsem se několikrát setkala se zkratkou IBE či IBSE (z anglického termínu Inquiry-based Science Education) označující způsob výuky žáků či studentů, který se do češtiny překládá jako badatelsky orientované vyučování. Proto mě velmi zaujal článek s názvem Periodic Properties and Inquiry: Student Mental Model Observed during a Periodic Table Puzzle Activity, který vyšel v měsíčníku Journal of Chemical Education. Autory příspěvku jsou pracovníci Indiana University of Pennsylvania, a to katedry psychologie a chemie. [1]

Jak již název článku napovídá, autoři se pokusili vypozorovat, jak vysokoškolští studenti přistupují k učení se periodické tabulce a co toto jejich učení ovlivňuje. Důležitost myšlenkových pochodů učícího se subjektu je nasnadě, stejně tak jejich aplikace ve výuce. Chemie je pak jistě jedním z těch předmětů, kde může být badatelsky orientovaný způsob výuky velmi nápomocný a žádoucí. Abychom ve smyslu moderních didaktických metod mohli přesunout kontrolu výukových aktivit na žáka, je vhodné vědět, jak vlastně učení probíhá a co k němu žák potřebuje.

 

Teoretický základ

Autoři článku se snaží definovat procesy vytvářející smysl (sensemaking processes), ty dělí na aktivity pracující s něčím dosud nepoznaným (foraging) a již poznaným (exploiting). Svá zjištění se pak snaží propojit s teorií badatelsky orientovaného vyučování. Při vytváření myšlenkového modelu je důležitý vztah mezi známým vzorem či schématem a novou znalostí. Pro větší přehlednost je přehled těchto procesů uveden v tabulkách 1 a 2.

Tabulka 1 – Přehled aktivit pracujících s nejistotou (Foraging Process Skills)

Pozorování

Využívání smyslů ke shromáždění informací týkajících se objektu či události.

Měření

Užívání standardních měření či odhadů k popsání specifických rozměrů (vlastností) daného objektu a události.

Odvozování

Formulování předpokladů nebo možných vysvětlení založených na dřívějším pozorování.

Předvídání

Hádání nejpravděpodobnějších výsledků budoucích činností na základě předchozích vzorů.

Formulování hypotéz

Navrhování řešení či uvedení očekávaných výstupů pro daný experiment.

Tabulka 2 – Přehled aktivit pracujících s jistotou (Exploiting Process Skills)

Klasifikace (třídění)

Seskupování nebo řazení objektů či událostí do kategorií vytvořených na základě vlastností či definovaných kritérií.

Organizace dat do tabulek a grafů

Vynášení zjištěných dat do tabulek a grafů.

Formulování modelů

Rozpoznání vzorů a vytváření predikcí na nich založených.

Komunikace

Užívání slov, symbolů či grafických prvků k popsání objektu, akce (činnosti) či události (případu).

Identifikace náhodných vztahů

Porozumění vztahů mezi příčinami a následky.

Identifikace proměnných

Uvedení proměnlivých faktorů, které mohou mít vliv na experiment (pokus).

Charakterizace proměnných

Popsání vztahu mezi proměnnými.

 

Postup experimentu

Studenti pracovali s interaktivní periodickou tabulkou (viz obr. 1), volně dostupnou na internetových stránkách Dartmouth College. Jedná se o jednu z několika aplikací tamní virtuální chemické laboratoře napsaných v programovacím jazyce Java určených k výuce a procvičování látky. Velkou roli zde hrají barvy a jejich odstíny. Jsou klíčem k různým vlastnostem prvků uspořádaných v periodické tabulce. V průběhu ověřování výukového potenciálu této aplikace studenti využívali pět základních vlastností prvků, a to atomové hmotnosti, elektronové hustoty, ionizační energie, elektronegativity a elektronové afinity. Mezi další parametry, které je možné sledovat, patří např. protonové číslo, atomový poloměr či teploty tání a varu.

Šest vysokoškolských studentů s rozdílnou délkou předchozího studia chemie bylo sledováno při celkem pěti aktivitách. Jejich postup a komentář byl nahráván. Při jednotlivých činnostech, odstupňovaných podle obtížnosti, byly subjektům předloženy periodické tabulky s chybějícími úseky a nepojmenovanými bloky reprezentujícími prvky. Studenti pak měli doplnit chybějící prvky do správné pozice, a to pouze na základě níže jmenovaných vlastností. Jak již bylo předesláno, cílem ověřování nebylo zjistit aktuální znalosti studentů, nýbrž poznávací procesy vytvářející se v průběhu učení se periodické tabulce, respektive periodickým zákonům.

Obr. 1 – Interaktivní periodická tabulka prvků

Výsledky a doporučení

Výsledky tohoto kvalitativního výzkumu moc překvapivé nejsou. Mnohem zajímavější jsou z nich vycházející rady autorů pro učitele pracující se žáky, kteří se s tímto učivem ještě nesetkali:

  • Předpoklad, že žáci snadno rozpoznají periodicitu prvků v tabulce, byl příliš optimistický. I při vysvětlování relativní atomové hmotnosti či protonového čísla je učitelská podpora nezbytná.
  • Studenti používali při testování různé strategie odvislé od jejich předchozích znalostí a procesů vytvářejících určitý smysl. Méně zkušenému jedinci je proto vhodné např. sdělit, že při skládání má využít vlastnosti, která v periodické tabulce vytváří větší rozptyl.
  • Schopnost využívat badatelských dovedností nekoresponduje s předchozími faktickými znalostmi učiva. Naopak, dřívější zkušenost může negativně ovlivnit celý proces řešení problému, respektive učení.

 

Závěr

Periodická tabulka prvků je jedním ze základních témat při výuce chemie, a to už na základní škole (viz RVP ZV). Nemyslím si, že je třeba se ji učit nazpaměť pomocí mnemotechnických pomůcek. Považuji za důležitější, aby s ní žáci uměli zacházet, byli schopni ji využívat při řešení dalších problémů, a hlavně aby si uvědomili, že to adjektivum v názvu má skutečně určitý význam. Využití interaktivní periodické tabulky je pak podle mého názoru jedním z mnoha způsobů, jak žákům učivo zatraktivnit. Aplikace není pouze podpůrným prostředkem teoretického výkladu, ale nabízí i možnost individuálního učení a procvičování nabytých znalostí, a to vskutku zábavnou formou. Zkuste si sami sestavit třeba řadu alkalických kovů (alkali metals). I mě by docela zajímalo, jak si kdo povede, co při tom využije za znalosti či dovednosti a jaké myšlenkové pochody mu přitom půjdou hlavou.

Citace a použitá literatura:
[1] - LARSON, Kathleen G; LONG, George R; BRIGGS, Michael W. Periodic Properties and Inquiry: Student Mental Models Observed during a Periodic Table Puzzle Activity. 2012. [cit. 2013-1-14]. Dostupný z WWW: [http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed200625e].  
Detailní informace o článku naleznete ZDE.
V případě pochybností o aktuálnosti či funkčnosti příspěvku využijte tlačítko „Napište nám“.
Napište nám
Hodnocení článku
Přidat komentář Citovat článek

Příspěvek je publikován pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.