V posledných rokoch náš život, štúdium a celkovú komunikáciu stále viac ovplyvňuje prítomnosť počítačov a ich periférii takmer všade okolo nás. Aj v školstve zaujali počítače nenahraditeľné miesto, avšak ich zmysluplné využívanie vo vyučovacom procese ( okrem predmetu informatika) je zatiaľ stále v štádiu rozvoja. Z vlastnej skúseností môžem tvrdiť, že učitelia všeobecno-vzdelávacích predmetov stredných škôl zaraďujú využitie počítača, ako materiálneho prostriedku vyučovania, do vyučovacieho procesu len veľmi sporadicky. Systematický prístup k využitiu počítača na vyučovaní v ktoromkoľvek všeobecno-vzdelávacom predmete je skôr výnimkou.
Pritom počítač ako materiálny prostriedok vyučovania možno efektívne uplatniť vo všetkých fázach vyučovacieho procesu.

V rámci prírodných vied vzniklo v posledných rokoch veľké množstvo didaktického softvéru na podporu výučby matematiky, fyziky, biológie, chémie, dejepisu, geografie ale aj v rámci humanitných vied napríklad anglického a nemeckého jazyka.
Napriek tomu je počítač na vyučovacej hodine všeobecno-vzdelávacieho predmetu na strednej škole skôr raritou. Položme si otázku - prečo?
Možné dôvody systematického nezaraďovania výpočtovej techniky do vyučovacieho procesu sú nasledovné:

1. Finančná situácia v školstve, keď snáď jediná možnosť ako vybaviť výpočtovou technikou odbornú učebňu iného predmetu ako je informatika je hľadanie sponzorskej podpory, o ktorú sa musí postarať sám učiteľ.
2. Malá účelnosť a účinnosť dostupného didaktického softvéru pre jeho priame využitie na konkrétnej vyučovacej hodine, na konkrétnom type školy.
3. Slabá počítačová zdatnosť vyučujúcich nielen humanitných ale aj prírodovedných predmetov. Nejde pritom o schopnosti ovládať niektoré programovacie jazyky, ale využívať ponúkané počítačové aplikácie typu Microsoft Word, Excel, Access, PowerPoint, ovládať trhom ponúkané počítačové programy, multimediálne kompaktné disky a podobne.
4. Nezáujem učiteľov o akékoľvek osobné aktivity pre skvalitnenie vyučovacieho procesu z dôvodu nedostatočného finančného ohodnotenia ich práce.

• Využitie dostupného fyzikálneho softvéru ponúkaného nielen trhom.
• Využitie ponuky internetovskej databázy pre vyučovací proces.
• Fyzikálne meranie v rámci uskutočňovania reálnych experimentov vo fyzikálnom počítačom podporovanom laboratóriu (napríklad IP-COACH, ISES).
• Realizácia modelových experimentov v špeciálnych programoch (IP-COACH, Famulus, Comlogo).
• Spracovanie informácii s využitím tabuľkových programov, databáz a grafických softvérov v laboratóriu fyziky pri fyzikálnych praktikách (Excel).
• Využitie počítačového videozáznamu ako netradičného typu zadania fyzikálnej problémovej úlohy.
• Spracovanie informácii pomocou textových editorov a grafických nástrojov pri tvorbe referátov a seminárnych prác (Word, Excel).
• Využitie možnosti podpory vyučovania grafickými animovanými modelmi, videoanimáciami a videozáznamami realizovanými počítačovými prezentačnými programami.

1. V učebni vybavenej výpočtovou technikou, v ktorej každý žiak pracuje sám pri jednom počítači ( možno viacerí, ale efektivita sa stráca ) ktorý obsluhuje a prostredníctvom ktorého sa žiak učí. V tomto prípade je využiteľnosť v súčasnosti dostupného didaktického softvéru väčšia.
   Uvedený spôsob vyučovania sporadicky využívajú učitelia fyziky, biológie a geografie.
   Za prekážky väčšieho rozšírenia opísaného spôsobu využitia počítača vo vyučovacom procese v širšom rozsahu škôl považujem
   • V súčasnosti je utópiou mať pre vyučovanie iného predmetu ako informatika učebňu vybavenú výpočtovou technikou s cca. 20 pracoviskami v priebehu celého školského roku na každej vyučovacej hodine, alebo aspoň pre vyučovanie jedného tématického celku.
   • Napriek neustálemu deklarovaniu počítačovej gramotnosti súčasnej mladej - žiackej generácie, existuje nie malé percento mladých ľudí, ktorých práca s počítačom nebaví , boja sa ho a považujú ho za príťaž vo svojej práci. Ak sa žiaci majú sústrediť na preberané učivo napríklad z fyziky, potom obava z obsluhy počítača neprispieva k ich sústredeniu na vyučovacej hodine a upútaniu pozornosti na sledované fyzikálne deje.
2. V učebni vybavenej jedným počítačom, ktorého obrazovku monitora majú možnosť vidieť všetci zúčastnení. Túto možnosť je možné realizovať
   • prepojením počítača cez LCD display a meotar,
   • prepojením počítača na televízny okruh v učebni,
   • prepojením počítača s datavideoprojektorom.

   Pre tento spôsob využitia výpočtovej techniky vo vyučovaní považujem dostupný didaktický softvér za málo účelný a účinný. V takomto prípade pri vytváraní softvéru je potrebné vychádzať zo skutočnosti, že premietacie plátno je vlastne tabuľa, na ktorú sa dá písať, kresliť, prezentovať animované fyzikálne deje, sekvencie filmov a podobne.

• Prezentácia musí byť vyplnená grafickými modelmi - obrazno - znakovými, náčrtkami, grafickými zobrazeniami fyzikálnych veličín (animáciami, videozáznamami, fotografiami, obrázkami, grafmi) v logickej štruktúre usporiadania danej látky, vychádzajúcej zo vzájomnej spojitosti faktov, čo je základom trvalých vedomostí a pamäťovej kapacity.
• Prezentácia musí umožňovať žiakom osvojovať si nové poznatky v maximálnej miere samostatným myslením, aktívnym uplatňovaním už skôr osvojených poznatkov. Grafické animované modely, videozáznamy a videoanimácie slúžia na sprostredkovanie konštruktívnej diskusie medzi učiteľom a žiakmi.
• Pri diskusii očakáva učiteľ navrhovanie možných správnych riešení pozorovaných problémov (odpovede na učiteľove otázky). Po dopracovaní k správnemu riešeniu sa v prezentácii potvrdí úsudok žiakov v písomnej forme - teda žiak nielen počuje správny názor ku ktorému sa aktívnou činnosťou dopracoval, ale aj vidí jeho písomnú formuláciu.
• Fyzikálny experiment má veľký motivačný účinok, výrazne pôsobí na pozornosť, aktivitu a zameriava činnosť žiakov určitým smerom. Súčasťou prezentácie sú grafické modely podporujúce uskutočňované fyzikálne experimenty na vyučovacej hodine (schémy zapojenia elektrických obvodov, modelový nákres experimentu s prípadným animovaným priebehom atď.).
• Pre spätno väzobnú informáciu pre učiteľa a zopakovanie riešených problémov má prezentácia obsahovať v závere priebežné testové otázky.
• Nevyhnutnou súčasťou každej prezentácie musí byť podrobný metodický postup vyučovacej hodiny, ktorý obsahuje:
  • ťažiskové poznatky z témy vyučovacej hodiny,
  • špecifické ciele vyučovacej hodiny,
  • zoznam experimentov uskutočnených na vyučovacej hodine,
  • zobrazenie jednotlivých snímok prezentácie s návrhom a popisom možného využitia snímky na vyučovacej hodine.

• vytvorenie prezentácie nie je viazané na znalosť programovacích jazykov,
• prezentácia nie je uzavretý program. Je ju možné kedykoľvek upraviť, doplniť podľa predstáv užívateľa.

• experiment, ktorého prevedenie je podporované snímkou,
• návrh možných otázok k vyvolaniu diskusie so žiakmi o sledovanom probléme,
• popis animácie, ktorá je na snímke prevedená.

• Znázornenie magnetického poľa pilinovým obrazcom.
• Znázornenie magnetického poľa magnetickými indukčnými čiarami. Definícia magnetickej indukčnej čiary.
• Orientácia magnetických indukčných čiar polohou magnetky a Ampérovým pravidlom.
• Homogénne a nehomogénne magnetické pole.

• Znázorniť magnetické pole permanentného magnetu, priameho vodiča s prúdom, závitu s prúdom a cievky s prúdom magnetickými indukčnými čiarami.
• Zdôvodniť vytvorenie pilinového obrazca a uloženie magnetky do stabilnej polohy v magnetickom poli.
• Opísať polohu magnetky v magnetickom poli voči magnetickým indukčným čiarám.
• Definovať magnetickú indukčnú čiaru.
• Určiť orientáciu magnetických indukčných čiar magnetkou a aplikáciou Ampérovho pravidla pravej ruky.
• Charakterizovať homogénne magnetické pole.

• Predviesť pilinový obrazec magnetického poľa permanentného magnetu.§ Predviesť pilinový obrazec magnetického poľa permanentného magnetu.
• Predviesť pilinový obrazec magnetického poľa v okolí priameho vodiča s prúdom.
• Predviesť ukážku polohy magnetky v okolí permanentného magnetu a priameho vodiča s prúdom.

• André Marie Ampér,
• francúzsky fyzik a matematik, 1775-1836

Priebežný test

1. Zakreslite priebeh magnetických indukčných čiar v okolí permanentného magnetu, priameho vodiča s prúdom a cievky s prúdom [porozumenie] .
   
2. Na obrázku je nakreslená magnetka v magnetickom poli permanentného magnetu.
   Posúďte, či je poloha magnetky zakreslená správne [špecifický transfer].
   Svoje tvrdenie zdôvodnite a podložte zakreslením príslušnej magnetickej indukčnej čiary.
   
3. Magnetka v magnetickom poli zaujme polohu [zapamätanie].
   1. v smere kolmice na magnetické indukčné čiary,
   2. takú, v ktorej je výsledný moment magnetických síl na ňu pôsobiacich rovný nule,
   3. v smere dotyčnice k magnetickým indukčným čiarám.
      
      
4. Na obrázku je magnetka v magnetickom poli priameho vodiča s prúdom.
   Zdôvodnite polohu magnetky [špecifický transfer] . Svoje tvrdenie podložte zakreslením príslušnej magnetickej indukčnej čiary.
   Posúďte správnosť orientácie magnetky.
   
5. Podľa Ampérovho pravidla [zapamätanie].
   1. palec pravej ruky ukazuje dohodnutý smer prúdu vo vodiči,
   2. prsty ukazujú orientáciu indukčných čiar,
   3. palec ľavej ruky ukazuje dohodnutý smer prúdu vo vodiči,
   4. prsty ukazujú južno - severný smer magnetky vloženej do magnetického poľa .
      
      
6. Charakterizujte magnetické pole znázornené pilinovým obrazcom na obrázku [špecifický transfer] .
   

Z metodických pokynov vyplýva, že učiteľ sa musí naučiť viesť vyučovaciu hodinu s podporou grafických animovaných modelov tak, aby čo najviac používal slovesá typu - pozorujte, zdôvodnite, opíšte, navrhnite, porovnajte a umožnil tak žiakom vyjadrenie ich názoru a zároveň podporil rozvoj ich komunikačných schopností.
Aktivita žiakov vo vyučovaní vyjadruje úroveň, s akou sa žiaci vedome zapájajú do vyučovacieho procesu pri získavaní a osvojovaní poznatkov. Nejde len o aktivitu prejavenú navonok vo forme odpovedí, hlásenia sa, žiackych prác a podobne, ale o činnosť prebiehajúcu v mysliach žiakov, čiže o to ako sa účastní celá žiakova osobnosť na získavaní vedomostí.
Z podrobného rozboru vyplývajú skutočnosti pôsobiace na aktivitu žiakov:

• Z úvodného problému vyplýva pre žiakov cieľ práce. Žiaci majú jasnú predstavu, čo sa ich spoločnou prácou s učiteľom sleduje, prečo sa robia experimenty, ich potrebu zaradenia do výkladu a čo sa od nich očakáva. Vytvorenie predstáv o cieľoch práce v úvode hodiny patrí k požiadavkám, ktoré pôsobia na aktivitu žiakov.
• Žiakov pri oboznamovaní s novými poznatkami uvádzame do situácii, v ktorých majú uplatňovať už získané a osvojené vedomosti.
  Navodené situácie sú primerané a vychádzajú z poznatkov a skúseností žiakov. Vyvolávajú u žiakov vnútorné stimuly učenia a vytvárajú kladný vzťah k preberanému učivu - sú účinne motivovaní k ich neustálej činnosti.
• Prostredníctvom vhodne pripravených animácii je na vyučovacej hodine vytvorený priestor pre konštruktívnu diskusiu so žiakmi.
  Žiaci sú aktívne zapájaní do vyučovacieho procesu, čo je jeden z najúčinnejších prostriedkov aktivácie pozornosti žiakov.
  Proces tvorenia a osvojovania pojmov je spájaný s cieľavedomou a aktívnou účasťou žiakov.
• Vzhľadom na skutočnosť, že súčasne žiaci počujú, vidia a aktívne sa zapájajú do riešenia problémov sa rozvíja ich schopnosť efektívne si uchovávať informácie, vybavovať ich a reprodukovať, teda pamäť.

• zabezpečuje dostatok zdrojov informácii pre riešenie problémov,
• podporuje u žiakov manipuláciu s myšlienkami,
• umožňuje otvorenie osobnosti žiaka, prezentovanie jeho názorov v priebehu celej vyučovacej hodiny, na rozdiel od klasického vyučovania, kde žiak je prevažne postavený do úlohy pasívneho prijímateľa.

Autor:
PaedDr. Jozef Beňuška, Gymnázium Komenského 2, 95801 Partizánske
tel.: 08157492763
e-mail: jbenuska@nextra.sk