V tomto čísle se seznámíme s výukovou situací z hodiny přírodovědy na 1. stupni ZŠ, jejímž tématem je dýchací soustava člověka. Jádrem dané situace je učební úloha, kterou rozebereme podle metodiky AAA neboli anotace – analýza – alterace (Janík et al., 2013), a to se zaměřením na to, jak daná úloha rozvíjí kompetenci k řešení problémů. Tuto kompetenci považujeme za jednu ze stěžejních, neboť její rozvíjení výrazně přispívá k dovednosti aplikovat znalosti nabyté ve škole v běžném životě.
Teoretické uvedení: rozvíjení kompetence k řešení problémů ve výuce přírodovědy.
Vymezení kompetence k řešení problémů v RVP ZV je poměrně neostré, není zde vysvětleno, co se danou kompetencí vlastně myslí a kompetence samotná je vymezena výčtem toho, co by žák měl na konci základního vzdělávání umět: rozpoznat ve svém okolí problém, najít „bílá místa“, naplánovat způsob řešení, využít vlastních zkušeností a znalostí a vyhledat potřebné informace, problém vyřešit, srovnat různé způsoby řešení, aplikovat daný postup i na další problémy a kriticky zhodnotit a obhájit svůj postup (RVP ZV, 2013, s. 11). Takové vymezení je však poměrně obecné a učitelé vlastně nevědí, jak jej didakticky uchopit a kontrolovat (srov. Janík et al., 2010, s. 128–130).
Výuka přírodovědy nabízí poměrně mnoho příležitostí k rozvíjení kompetence k řešení problémů. Vhodné situace, na kterých by učivo ukázali nebo dokázali v žákově nejbližším okolí, učitelé vyhledávají spíše intuitivně. Právě reálnost situací, na kterých se žák učivo učí, je jednou ze základních charakteristik situace, která kompetenci k řešení problémů rozvíjí. Dalšími z nich jsou mezipředmětový charakter (který často brání zapojení podobných úloh ve výuce), vyšší samostatnost žáků při hledání řešení a zároveň méně výrazná role učitele jako nositele informací, nutnost použít k řešení dříve osvojené znalosti, ale současně i nutnost hledat informace nové, a v neposlední řadě potřeba komunikace a spolupráce s ostatními a schopnost převádět osvojené vědomosti a vzorce do nových kontextů (podrobněji viz Barrows, 1996; Kolodner, 2003). Právě schopnost přenosu znalostí a dovedností do jiných situací, považujeme v souvislosti s kompetencí k řešení problémů za klíčovou. Žákům na 1. stupni je vhodné poskytnout dostatečnouoporu v procesu řešení problémů, zejména s provedením jednotlivými fázemi řešení problému, od ujasnění pojmů v zadání, přes pomoc s analýzou problému, nabídnutí vhodných zdrojů informací, až po jejich syntézu a prezentaci. Dovednostem spojeným s kompetencí k řešení problémů se žáci učí postupně. Zvolenou situaci budeme hodnotit s ohledem na zmíněné charakteristiky, které považujeme u problémově zaměřené učební úlohy za určující, zároveň se však budeme ohlížet na zvláštnosti, které jsou dány věkem žáků.
Anotace
Návaznost obsahu
Situace, kterou se budeme zabývat, je částí hodiny přírodovědy na prvním stupni. Tematicky spadá do bloku hodin zabývajících se biologií člověka a navazuje na dříve probraná témata opěrné a svalové soustavy, která byla v její úvodní části zevrubně zopakována. Samotná situace pochází z hlavní části hodiny a předcházel jí poměrně široce pojatý úvod do tématu využívající asociace a dva experimenty. V prvním žáci zkoušeli, jako dlouho vydrží se zadrženým dechem, v druhém pak dýchali na zrcátko, pozorovali jeho zamlžení, vysvětlovali si příčinu a praktické využití při ošetření raněného. Cílem pozorované výukové situace je změření dechové frekvence v klidu, vysvětlení předpokládané změny při zátěži a následné praktické ověření.
Didaktické uchopení obsahu
33:10 Učitelka nejprve vyslechne odhady žáků týkající se počtu výdechů za minutu. Pak nechá žáky rozdělit do dvojic a každé dá kousek vaty. Ze slovního doprovodu učitelky je zřejmé, že vychází z toho, že podrží-li žák druhému kousek vaty před nosem, snáze rozliší výdechový proud vzduchu. Postup zároveň s instrukcemi názorně ukazuje na jednom z žáků.
35:41 Žáci zkoušejí daný postup, poté učitelka odstartuje měření a žáci počítají, kolikrát se za minutu nadechnou, resp. vydechnou, čímž empiricky ověřují počet nádechů v klidu. Učitelka měří počet výdechů u jednoho z žáků.
38:09 Učitelka zjišťuje, kolik výdechů jednotlivé dvojice za minutu napočítaly. Poté se žáků ptá, co se s dechem stane při vyšší pohybové aktivitě, a formou rozhovoru je v diskusi se žáky odůvodňována příčina předpokládané změny.
40:13 Předpoklad ověřují pomocí vlastní zkušenosti – asi 20 sekund dělají dřepy a následně měří počet výdechů za minutu (tentokrát pouze 15 sekund a počet násobí čtyřmi). Výsledky porovnávají s předpokladem.
Jádro sledované situace je přiložené v transkriptu
– viz níže.
Analýza
Konceptový diagram
Abychom přiblížili, jak se ve výukové situaci pracovalo s učivem ve vztahu ke kompetenci, nabízíme konceptový diagram.
Rozbor výukové situace
Konceptový diagram je výsledkem analýzy tématu dýchání tak, jak jej žáci s učitelem v této vyučovací hodině rozebírali. Tematická vrstva popisuje pojmy, které byly v situaci užity, konceptová vrstva uvádí jejich ukotvení v obsahu učiva a kompetenční vrstva udává kompetenci, ke které situace (vedle dalších) směřuje. Šipky ukazují směr zprostředkovávání obsahů – v pravé části uvádíme výchovně-vzdělávací cíle, na levé pak propojení kompetence s teoretickými pojmy z učiva. Jako klíčová ve sledované situaci se nám jeví otázka: Jak se změní dechová frekvence při tělesné zátěži oproti klidové a proč?
Otázka je kladena po částech a spíše implicitně. Vzhledem k tomu, že jde o stěžejní zjištění z celé aktivity, zasloužila by si jasnější zadání, nejlépe tak, aby žáci rozpor (problém) sami objevili; lépe strukturovanou práci s pojmovým aparátem i celkové shrnutí. Ze záznamu hodiny i z diagramu je patrné, že učitel pojal dané učivo aktivně a žáci experimentem ověřovali své znalosti. Pro uchopení tématu je klíčové, že učení probíhá skrze řešení problému z reálného života, úloha má mezipředmětový charakter (propojení s předměty přírodověda, matematika, tělesná výchova) a je řešena bez předchozí přípravy, byť navazuje na čerstvě probrané učivo. Přibližuje tak učivo žákovi skrze známý kontext. Vezmeme-li však v úvahu takto pojatou učební úlohu, pak shledáváme, že je zadána hovorovým jazykem, jenž neužívá odborné termíny (např. dechová frekvence, výdechový proud vzduchu apod.) a nedochází tedy k povznesení z roviny praxe k teoretickému uchopení a propojení s žádoucími
výchovně-vzdělávacími cíli. Úloha tak slouží spíše k uvedení do tématu a lze předpokládat, že její odborné ukotvení bude následovat v další vyučovací jednotce. Její silnou stránkou pak je využití znalostí z učiva o svalové soustavě do kontextu s dýcháním. Ukazuje tím na propojenost jednotlivých obsahů tak, jak tomu je i v reálném životě. I přesto, že učitel – zřejmě kvůli časovým možnostem – k řešení značně přispívá svými návodnými otázkami, čímž oslabuje samostatnost žáků i potenciál dané úlohy, splňuje úloha většinu uvedených kritérií učební úlohy rozvíjející kompetenci k řešení problémů s ohledem na věk žáků.
Alterace
Posouzení kvality situace
Na základě výše prezentované analýzy hodnotíme situaci jako podnětnou (viz Janík et al., 2011, s. 110). Poskytla žákům příležitost řešit úlohu vycházející z jejich vlastní zkušenosti. To, co rozhovorem učitele se třídou vysvětlili, žáci empiricky
ověřili. Zadání úlohy bylo problémové a vyžadovalo aplikaci předchozích znalostí, bylo však poněkud „roztříštěné“ a úloze chybělo celkové teoretické ukotvení v učivu o lidském těle, což značně snížilo jeho potenciál. Učitelka vedla žáky ke komplexnímu nahlížení na jev, podpořenému vlastní zkušeností, pomocí níž probíhalo zpětné ověřování (byť ne příčin, ale důsledků jevu). Situaci však chybělo využití u žáků rozvíjející se kompetence k řešení problémů zpětně k teoretickému uchopení obsahu. Rovněž ukončení situace nelze považovat za dostatečné – zejména v části měření dechové frekvence,
při níž normální klidová frekvence nebyla vůbec žákům sdělena. Nedostatky shledáváme i v nízké samostatnosti žáků během vysvětlování příčin jevu, nebyly zastoupeny některé fáze, jež jsou pro řešení problémové úlohy příznačné (analýza problému, samostatná tvorba hypotéz, syntéza jednotlivými žáky předložených řešení atd.). V řešení úlohy bylo rovněž oslabeno
samostatné žákovské uvažování nad zadáním (problémem) i transfer nově nabytých poznatků směrem k další aplikaci. Tyto oblasti proto shledáváme jako vhodné pro alteraci.
Návrh alterace
Jako jednu z možných alterací nabízíme změnu ve způsobu zadání úlohy. Učitelka prezentuje otázku, kterou jsme hodnotili jako klíčovou, v celku, a to tak, že ji napíše na tabuli. Žáci mají ve skupinách určitý čas na to, aby otázku zanalyzovali
dle doporučeného postupu při řešení problémů, našli podklady pro svá tvrzení v encyklopediích, popř. na internetu a následně svá tvrzení prezentovali před ostatními. Nakonec zhodnotí, k čemu dospěli, a nové poznatky ověří v praxi uvedeným pokusem. Následuje shrnutí celé problematiky, její terminologicky správné ukotvení v učivu o člověku, přičemž teoretické
koncepty lze doložit zkušenostmi z provedených pokusů. Závěr prezentuje otázka směřující k transferu poznatků, např.: Jak se změní dechová frekvence během spánku a proč? Úloha by mohla být rovněž obohacena o porovnání odhadů, reálně napočítané dechové frekvence a frekvence, jež bývá uváděna jako normální, čímž dojde k zexplicitnění, a tedy upevnění daného obsahu.
Přezkoumání alterace
Navržená alterace klade důraz na větší samostatnost žáků. Přenesení aktivity z učitele na žáky však může v důsledku způsobit nižší zapojení žáků, nebudou-li mít k dispozici vhodné materiály ke studiu nebo je nebudou umět zpracovat. Klíčové je rovněž velmi dobře promyšlené zadání a poskytnutí určitého návodu k tomu, jak mají ve svém řešení postupovat. Jako obtížnější
se tedy může jevit i organizační stránka úlohy, neboť vyžaduje samostatnou práci žáků ve skupinách a následnou syntézu poznatků. Námi navrhovaná alterace přináší kromě vyšší časové náročnosti možný problém i v požadavku na materiální zabezpečení (encyklopedie, počítačové vybavení).
Závěr
Kompetenci k řešení problémů chápeme jako kompetenci, která je pro praktický život jednou z nejstěžejnějších, a to proto, že ukazuje žákům mj. že to, co se ve škole učí, má v běžném životě své místo. Na prvním stupni máme jedinečnou možnost propojovat učební obsahy z různých předmětů a naučit žáky přemýšlet i nad rámec jednotlivých vyučovacích hodin. Navržená alterace se pokouší propojit dnes tolik proklamovanou čtenářskou a informační gramotnost s přírodovědným učivem, a to tak, aby celá situace směřovala nejen k předání znalostí, ale i užití kompetence, jejíž rozvíjení je celoživotní záležitostí. Naučením určitých principů může být tato cesta přímější.
Použitá literatura
Barrows, H. S. (1996). Problem-based learning in medicine and beyond: A brief overview. New directions for teaching
and learning, (68), 3–12.
Janík, T., Knecht, P., Najvar, P., Pavlas, T., Slavík, J., & Solnička, D. (2010). Kurikulární reforma na gymnáziích v rozhovorech s koordinátory pilotních a partnerských škol: výzkumná zpráva. Praha: NÚV, divize VÚP.
Janík, T. et al. (Ed.). (2011). Kvalita školy a kurikula: Od expertního řešení ke standardu kvality. Praha: NÚV, divize
VÚP.
Janík, T., Slavík, J., Mužík, V., Trna, J., Janko, T., Lokajíčková, V., … Zlatníček, P. (2013). Kvalita (ve) vzdělávání: obsahově
zaměřený přístup ke zkoumání a zlepšování výuky. Brno:MU.
Kolodner, J. L., Camp, P. J., Crismond, D., Fasse, B., Gray, J., Holbrook, J., … Ryan, M. (2003). Problem-based learning
meets case-based reasoning in the middle-school science classroom: Putting learning by design (tm) into practice. The journal of the learning sciences, 12(4), 495–547.
Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. [online]. (2013). Praha: MŠMT ČR. Dostupné z WWW: <http://
www.msmt.cz/vzdelavani/zakladni-vzdelavani/upraveny-ramcovy-vzdelavaci-program-pro-zakladni-vzdelavani?
highlightWords=Upraven%C3%BD+R%C3%A1mcov%C3%BD>.