Badatelsky orientovaná výuka matematiky a informatiky s podporou technologií
Pavel Pech, Lenka Činčurová, Martin Günzel, Radka Hájková, Roman Hašek, Antonín Hraníček, Martin Kazda, Jiří Kopecký, Michala Kotlasová, Vladimíra Petrášková,
Libuše Samková, Tereza Suchopárová, Václav Šimandl, Jiří Vaníček
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Pedagogická fakulta, 2015.
ISBN 978-80-7394-531-2
Řešitel
prof. RNDr. Pavel Pech, CSc.
pech@pf.jcu.cz
Další členové řešitelského týmu
Akademičtí pracovníci
Mgr. Roman Hašek, Ph.D.
hasek@pf.jcu.cz
doc. PaedDr. Jiří Vaníček, Ph.D.
vanicek@pf.jcu.cz
Studenti doktorského a magisterského studia
Mgr. Lenka Činčurová
Mgr. Martin Gűnzel
Mgr. Jiří Kopecký
Mgr. Jan Hoffman
Mgr. Michala Křížová
Mgr. Václav Šimandl
Mgr. Radka Štěpánková
Bc. Tereza Suchopárová
Bc. Antonín Hraníček
Badatelsky orientované vyučování matematiky
Přednáška RNDr. Libuše Samkové, Ph.D. z katedry matematiky PF JU, pronesená 29. října 2013 pro členy řešitelského týmu projektu.
1. Role technologií
Cílem je zjistit, v čem spočívá očekávaný přínos technologií (dále ICT) pro badatelsky orientovanou výuku (dále BOV). Jak mohou ICT podporovat badatelsky zaměřenou výuku a jaké její kvality přispívají k aktivnímu objevování a jaká toto spojení přináší rizika.
2. Edukační situace
Projekt se zaměří na vyhledání a analýzu situací, v nichž lze uplatnit BOV za podpory vytipovaných edukačních softwarových nástrojů. Bude zkoumána jejich schopnost podporovat přístup, při němž jsou žáci aktivní, spolupracují v týmech, objevují vztahyorologi replica cinesi mezi pojmy a objekty, řeší problémy při projektech. Přitom je třeba dbát na jejich použitelnost v rámci aktuální reálné školské praxe, tedy zasazení těchto situací do možností současné školy z pohledu práce s ICT (práce v klasické i počítačové učebně, s využitím projekce, interaktivní tabule, internetu apod.).
3. Vzdělávací témata
Ve vybraných tématech ze středoškolské a ZŠ matematiky a informatiky budou zpracovány úlohy a postupy uplatňující aaa rolex hodinek přístup BOV s technologiemi. Chceme se zaměřit především na oblasti planimetrie, analytické geometrie, finanční matematiky, porozumění informacím a jejich reprezentacím, tvorby prezentací. Vytvoří se tak modelové sady úloh, které budou ukazovat cestu, jakým způsobem aplikovat BOV při výuce s podporou ICT. Cílem bude též ověřit účinnost výuky matematiky pomocí připraveného kurikula ve školní praxi s otázkou, jak organizačně a metodicky zvládnout takovou výuku a jaký edukační efekt tato výuka přináší.
4. Učitelé
Chceme zkoumat, jakým způsobem reagují na BOV s ICT učitelé. Navazujícím cílem bude zjistit, jak učitelé přijímají tzv. „inovaci dvojího druhu“ – nasazení ICT a změnu stylu výuky orientací na BOV, zvláště tehdy, pokud přichází najednou. Otázkou bude, jak učitelé vnímají její inovativnost, nakolik se ztotožní s představou, že BOV umožňuje kvalitnější vzdělávání než tradiční přístup, nakolik tomuto přístupu rozumí a jsou schopni aplikovat takové úlohy ve své výuce, nakolik jsou schopni takové úlohy vytvářet nebo objevovat ve kurikulu své výuky.
Badatelsky orientovaná výuka matematiky a informatiky
Badatelsky orientovanou výuku lze stručně charakterizovat jako způsob vyučování, které klade důraz na aktivní roli žáka ve vzdělávacím procesu, ve srovnání s tradičním pojetím vyučování, které je založeno na aktivní roli učitele. Učitel je při takto pojaté výuce více žákovým rádcem a moderátorem vzdělávacího procesu než autoritou a hlavním zdrojem informací. Svým žákům předkládá vhodně připravené problémy doplněné nutným minimem informací a vede je k nalezení odpovědí a k vlastnímu pochopení příslušných zákonitostí. Mnohdy se jedná o problémy s nejednoznačným řešením.
Rostoucí uplatnění badatelsky orientované výuky (BOV) přírodních věd a matematiky je bezesporu jednou z nejvýraznějších tendencí v současných snahách o zkvalitnění výuky na základních a středních školách, které jsou realizovány v rámci Evropy i celého světa. Na významu BOV přírodních věd a matematiky pro formování gramotnosti žáků základních a středních škol na úrovni odpovídající současnému stavu poznání a metod vědecké práce se shodují jak učitelé a další odborníci na vzdělávání, tak i představitelé vlád, kteří formulují vzdělávací politiku svých zemí. V některých zemích, například ve Francii, Irsku či Slovensku, je použití tohoto přístupu k výuce stanoveno oficiálními kurikulárními dokumenty pro výuku přírodních věd.
Význam BOV matematiky a informatiky, především její sepětí s reálným životem, důraz na samostatnou aktivitu studentů a vliv na rozvoj kompetencí odpovídajících počátku 21. století, je jednoznačně akcentován i v aktivitách souvisejících s podporou tzv. STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) vzdělávacích programů [MORRISON, J., 2006. TIES STEM education monograph series, attributes of STEM education. 2006. Dostupné z http://www.tiesteach.org/]. Definice STEM programů a odborná podpora jejich výuky je odrazem snah o modernizaci obsahů a forem vzdělávání v odpovídajících předmětech na základních a středních školách v USA.
Přínos informačních technologií
Je třeba říci, že roli ICT vnímáme jako roli počítačových prostředků přítomných při
poznávání či umožňujících, zkvalitňujících poznání. Počítače jsou univerzální stroje pro ukládání a dynamickou manipulaci se symboly [PEA, R. D. Cognitive technologies for mathematics education. In Schoenfeld, A. H. (ed.) Cognitive science and replicas relojes mathematics education. Hillsdale, NJ: Erlbaum, 1987. s. 92]. Jsou vhodnou pomůckou pro trénování matematické gramotnosti, protože nabízejí další možné reprezentace pojmů, simulace jejich chování ve změněných podmínkách, simulují prostředí různé povahy pro aplikaci matematické gramotnosti jedince.
Role učitele
Výsledky výzkumů ukazují významnou úlohu učitele při BOV (podobně jako při zavádění ICT do výuky) [BAPTIST. P, MILLER, C., RAAB, D. (Eds.), Towards New Teaching in Mathematics. SINUS and SINUS-Transfer, University of Bayreuth, 2010]. Při aplikaci BOV učitel své žáky podporuje při odhalování povahy a struktury vztahů, které tvoří podstatu zadaného problému, naznačuje jim možnosti různých postupů replique montres luxea požaduje po nich vysvětlení řešeného problému, nikoliv jenom sdělení správné odpovědi. Výzkum v rámci výše uvedených projektů i praktické zkušenosti ukazují, že tato metoda efektivně přispívá k rozvoji analytických schopností, nárůstu motivace a zájmu o matematiku a přírodní vědy.
Otázkou, která není doposud významně zkoumána, jsou možnosti spojení obou výše naznačených inovačních proudů, konkrétněji využití možností nástrojů ICT pro podporu BOV. Nabízí se řada otázek: které kvality softwarových repliche orologinástrojů umožňují BOV, ve kterých situacích lze předpokládat úspěšné využití ICT při badatelsky orientované výuce, zda přítomnost ICT evokuje přístup k objevování (a jakým způsobem ji evokuje), jak vnímají a jak využívají možnosti ICT při BOV učitelé a které úlohy s použitím ICT berou jako aktivizující pro BOV.