Experimenty ve výuce fyziky na školách – představy a realita

• Thesis title in English: Practical work in physics education - ideas and reality
• Key words: experiment, praktická činnost, výuka fyziky, učení se fyzice
• English key words: experiments, practical work, teaching physics, learning physics
• Academic year of topic announcement: 2013/2014
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Physics Education (32-KDF)
• Supervisor: doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 26.09.2014
• Date of assignment: 26.09.2014
• Confirmed by Study dept. on: 07.01.2015
• Advisors: doc. RNDr. Mgr. Vojtěch Žák, Ph.D.

Guidelines

Zpracovat podrobnou rešerši zejména zahraničních článků, studií a prací, které se věnují oblasti praktických činností ve výuce fyziky (demonstračním i frontálním experimentům, laboratorním pracím apod.) a jejich předpokládanému i fakticky prokázanému přínosu pro fyzikální vzdělávání, rozvoj znalostí a dovedností žáků, ovlivnění jejich postojů, chápání vědecké metody a podstaty vědy (nature of science) a strategií, metod a forem výuky, jak tyto přínosy opravdu realizovat. Pozornost věnovat i studiím, které na skutečný přínos praktických činností pohlížejí kriticky a reakcím na tyto studie.
V návaznosti na rešerši podrobněji zkoumat (zejména pomocí kvalitativních metod resp. metodami smíšeného designu), jak fyzikální pokusy ve výuce „fungují“ v reálných podmínkách českých středních škol, jak působí na žáky a jaký je jejich skutečný ověřitelný přínos pro různé aspekty rozvoje žáků (např. rozvoj jejich znalostí, dovedností, vědeckého myšlení, dopad na motivaci apod.). Hledat, vytipovávat a ověřovat alespoň některé způsoby a strategie, jak přínos pokusů pro výuku fyziky zvýšit.
Výsledky prezentovat na konferencích a formou článků jak odborné komunitě didaktiků fyziky, tak české učitelské veřejnosti, aby mohly perspektivně přispět ke zkvalitnění výuky fyziky na školách.

References

Leach, J., Paulsen A. (eds.): Practical Work in Science Education: Recent Research Studies. Roskilde Univ.Press, 1999.
Monk M., Osborne J. (eds.): Good Practice in Science Teaching. What research has to say. Open Univ.Press, 2000. (zejména kap.4)
Bennett J.: Teaching and Learning Science. Continuum, 2004.
Abell S.K., Lederman N.G.: Handbook of Research on Science Education. Routledge, 2007. (zejména kap.15)
Vicentini M., Sassi E. (eds): Connecting Research in Physics Education with Teacher Education. ICPE, 2008.
Články z časopisů Phys.Rev.ST-PER, Am.J.Phys., Eur.J.Phys., Phys.Educ. a dalších, práce a studie dostupné z PER-Central i dalších zdrojů.

Preliminary scope of work

Pokusům, ať už demonstračním experimentům, frontálním pokusům či laboratorním pracím, je ve výuce fyziky tradičně přisuzována významná role. Jak ale ukazují např. i výzkumy PISA, čeští učitelé je v průměru ve výuce využívají méně, někdy výrazně méně, než v jiných zemích. Na druhou stranu řada prací zahraničních autorů již dlouhá léta upozorňuje, že pokusy ve své tradiční formě často ve výuce zdaleka nemají takový přínos, jaký se od nich běžně očekává. Kriticky bývá posuzován i dnes módní trend „badatelsky orientované výuky“ (inquiry based science education, IBSE).
Cílem navrhované doktorské práce je proto podrobněji zkoumat, jak fyzikální pokusy ve výuce „fungují“ v reálných podmínkách českých středních škol, jak působí na žáky, a pokud možno najít a ověřit alespoň některé způsoby a strategie, jak přínos pokusů pro výuku fyziky zvýšit. Konkrétně může jít například o zjišťování, jak studenti vnímají fyzikální pokusy, jaké postupy při využití pokusů volí učitelé, kteří mají ve výuce velmi dobré výsledky, apod. Na ještě detailnější úrovni pak například o zjištění vlivu predikce výsledků pokusu před vlastním experimentem, kombinace reálného pokusu se simulací, srovnání pokusů s jednoduchými pomůckami a naopak pomůckami typu „černá skříňka“ na různé typy či věkové skupiny žáků apod. Východiskem v prvním roce práce bude přirozeně podrobná rešerše zahraničních studií a článků z dané oblasti. Kromě výstupů typu publikace v českých a dle možnosti i mezinárodních časopisech a na konferencích by práce měla vyústit i v doporučení pro výuku fyziky na školách.