Využití přístrojů ve výuce přírodovědných předmětů

Motivace kurzu, digitální kompetence a návaznost na RVP a Strategii 2030+

Mnoho přírodních jevů probíraných ve výuce zeměpisu/přírodovědných předmětů je pro žáky poměrně abstraktních a tím i obtížnějších na pochopení. Využití měřicích přístrojů v experimentech vztahujících se k výuce může pomoci žákům „zažít si“ probírané jevy ve skutečnosti, i kdyby to bylo ve zmenšeném měřítku nebo více zjednodušeně. Pro vybrané pokusy je nutné získat data mimo budovu školy a žáci tak mohou část výuky strávit mimo běžné prostředí třídy.

Právě k pochopení učiva a jeho vnímání v souvislostech může sloužit výuka s využitím digitálních měřicích přístrojů, jelikož žáci musí pro práci s nimi látku skutečně pochopit, aby následně mohli teoreticky získané poznatky v praxi ověřit a formulovat vhodné závěry k pozorováním a experimentům. 

Použitím měřicích přístrojů ve výuce lze ideálním způsobem rozvíjet týmovou spolupráci, neboť například samotný sběr dat je aktivitou, do které se při využívání jednoho přístroje může zapojit více žáků, někdy je jejich zapojení dokonce více než žádoucí. Propojování znalostí a jejich následné uplatnění je klíčovým prvkem práce s těmito doplňky do výuky, protože pro jednotlivé úlohy je nutné myslet v širších souvislostech a aplikovat znalosti z jednotlivých oblastí jak přírodních věd, tak i informatiky a matematiky.

Pomocí využití elektronických měřicích přístrojů se také rozvíjí digitální kompetence, která je součástí klíčových kompetencí uvedených v Rámcovém vzdělávacím programu pro gymnázia (dále RVP G) jako jedna z důležitých součástí výuky. Schopnost pracovat s daty a pohybovat se v digitálním prostředí je a bude stále důležitější schopností, která se současné generaci bude hodit jak dále ve vzdělávacím systému, tak i na trhu práce.

Kompetence digitální
Žák:
  • ovládá potřebnou sadu digitálních zařízení, aplikací a služeb, využívá je při školní práci i při zapojení do veřejného života; digitální technologie a způsob jejich použití nastavuje a mění podletoho, jak se vyvíjejí dostupné možnosti a jak se mění jeho vlastní potřeby;
  • získává, posuzuje, spravuje, sdílí a sděluje data, informace a digitální obsah v různých formátech; k tomu volí efektivní postupy, strategie a způsoby, které odpovídají konkrétní situaci a účelu;
  • vytváří, vylepšuje a propojuje digitální obsah v různých formátech; vyjadřuje se za pomoci digitálních prostředků;
  • navrhuje prostřednictvím digitálních technologií taková řešení, která mu pomohou vylepšit postupy či technologie; dokáže poradit s technickými problémy;
  • vyrovnává se s proměnlivostí digitálních technologií a posuzuje, jak vývoj technologií ovlivňuje různé aspekty života jedince a společnosti a životní prostředí, zvažuje rizika a přínosy;
  • předchází situacím ohrožujícím bezpečnost zařízení i dat, situacím ohrožujícím jeho tělesnéa duševní zdraví; při spolupráci, komunikaci a sdílení informací v digitálním prostředí jedná eticky, s ohleduplností a respektem k druhým.                                                                    https://www.edu.cz/wp-content/uploads/2021/09/001_RVP_GYM_uplne_zneni.pdf

Právě ovládání přístrojů/čidel a jejich aplikací je kompetence, kterou je velmi dobře možno rozvíjet ve výuce přírodovědných oborů. V případě tvorby různých protokolů či grafů navíc žáci rozvíjejí i bod spojený s vytvářením a propojováním digitálního obsahu. Ten žák vytváří právě díky práci s měřicími přístroji a následnou analýzou a interpretací získaných dat. Co se týká charakteru vytvářeného obsahu, jedná se o tzv. primární data, tedy soubor informací vzniklý přímo, nepřejatý z jiného zdroje. Vzhledem ke skutečnosti, že většina dat dostávajících se k žákům při hodině (ale i v běžném životě) má podobu dat sekundárních, tedy již někým získaných a upravených dle potřeby, je tato práce pro žáky ve výuce něčím novým, a tím do jisté míry i zajímavým.

Mezipředmětové vztahy

Ačkoliv se experimenty představené na tomto kurzu týkají především učiva zeměpisu, vychází z fyzikálních, chemických a biologických zákonitostí. Práce s digitálními technologiemi také naplňuje část očekáváných výstupů vzdělávacího obsahu Informatika a lze ji využít také v rámci průřezového tématu Environmentální výchova.

Žáci sice v současné době využívají digitální technologie často, cílem by však mělo být, aby znalosti dokázali využívat zodpovědně a správným způsobem ve vzdělávání, práci a zábavě. Věku adekvátně zvolené využití tzv. digitálních technologií by mělo být samozřejmou součástí všech oblastí vzdělávání. Taktéž by se mělo stát smysluplnou součástí výuky a rozvíjet jak digitální gramotnost žáků, tak i informatické myšlení.

Strategický cíl 1
zaměřit vzdělávání více na získávání kompetencí potřebných pro aktivní občanský, profesní i osobní život

Evropská unie

Evropská unie přijala obnovenou iniciativu na podporu přizpůsobení vzdělávání digitálnímu věku 30. září 2020 jako tzv. Akční plán digitálního vzdělávání 2021–2027 s podtitulem Resetting education and training for the digital age. Tento plán má několik cílů, mezi které patří například nabídka dlouhodobé strategické vize pro vysoce kvalitní digitální vzdělávání, spolupráci mezi odvětvími při vstupu vzdělávání do digitálního věku a představení příležitostí, které zahrnují zlepšení kvality a kvantity výuky v oblasti digitálních technologií, ale také podporu digitalizace výukových metod a zajištění potřebné infrastruktury.

Akční plán vychází ze studií, které ukazují na nedostatečnou připravenost žáků a učitelů. Mezinárodní studie počítačové a informační gramotnosti provedená v roce 2018 na vzorku více než 46 000 studentů a 26 000 pedagogů z 13 zemí světa zjistila, že jak žáci, tak i jejich pedagogové měli k výpočetním technologiím veskrze pozitivní vztah. Ovšem nestačí pouhá expozice studentů informačním a komunikačním technologiím, nýbrž je potřeba žáky aktivně naučit zacházení s ICT.
Pokud jde o pedagogy, u těch průzkum zjistil, že pravděpodobněji budou do své výuky zapojovat ICT, pokud jsou jejich sebevědomými uživateli, mají na tyto technologie pozitivní pohled a mají pocit, že je škola podporuje v jejich využívání.

Mezinárodní šetření Talis z roku 2018 zjistilo, že v České republice zvládá podpořit vzdělávání žáků pomocí digitálních technologií 63 % pedagogů (průměr EU je 65 %). Subjektivně vnímaná profesní zdatnost českých učitelů je v oblasti motivace a aktivního zapojování žáků do výuky v porovnání s EU velmi podprůměrná a patří k nejnižším v rámci celého šetření TALIS. Ve srovnání s šetřením TALIS 2013 však v TALIS 2018 v této oblasti došlo k výraznému zlepšení.