Námet na projektové vyučovanie chémie

16. 4. 2021 Miroslava Lisková, Zuzana Haláková

V súčasnosti možno na školách badať značný progres v problematike projektového vyučovania v porovnaní s prvými pokusmi zaviesť túto koncepciu do vyučovania na základných či stredných školách. Etabluje sa veľmi dobre v prírodovedných predmetoch v kombinácii napríklad s bádateľsky orientovaným vyučovaním, no výnimkou na realizáciu projektov nie sú ani humanitné predmety. V zahraničí je známe pod označením PBL (Project-Based Learning). Kratochvílová (2006) uvádza, že predpokladom úspešnej realizácie je usporiadaný systém činností učiteľa a žiakov, pričom dominantnú rolu zohrávajú učebné aktivity žiakov, sprevádzané usmernením, či radou učiteľa.

Mnohí autori a učitelia z praxe potvrdzujú, že projektové vyučovanie predstavuje výzvy a prínosy, ktoré musia aktéri zvládnuť a ktoré im realizácia koncepcie prináša. Takýmito výzvami sú napríklad zvládnutie časového manažmentu, spolupráca, spolupodieľanie sa na práci skupiny, posilňovanie a upevňovanie vzťahov medzi žiakmi, rozvíjanie kritického myslenia, ovládanie technológií či usmerňovacie stratégie. Projektová výuka je prínosná, podieľa sa na výstavbe poznatkov žiakov, získavaní informácií a učení sa prostredníctvom skúsenosti, aplikáciou teórie do praxe, rozvíjaním komplexnejších myšlienkových operácií a potenciálu učiaceho sa subjektu (Delostrico, 2019). Efstratia (2014) ako jedno z pozitív prístupu vyzdvihuje riešenie praktických problémov, aplikáciu poznatkov pri riešení problémovej situácie a analytický spôsob získavania nových poznatkov, ktoré projektová výuka zahŕňa. Žiaci zároveň kladú otázky častejšie, bezprostrednejšie, bez ostychu, navrhujú hypotézy, vysvetlenia, diskutujú o svojich názoroch, testujú myšlienky spolužiakov, snažia sa vytvárať si vlastný názor, hľadať na jeho podporu vhodné argumenty, prichádzať s originálnymi myšlienkami (Delostrico 2019).

Cieľom príspevku je rozšíriť možnosti a spôsoby osvojovania poznatkov z chémie u žiakov základných škôl, a to napríklad aj v domácom prostredí. Tieto možnosti zahŕňajú aktívne zapojenie žiakov do poznávacieho procesu prostredníctvom bádania. Navrhovaná aktivita predstavuje individuálny vzdelávací projekt. Hodnotu a opodstatnenosť jeho zaraďovania do výučby vyzdvihujú a podporujú aj Tomková a kol. (2009) hlavne z dôvodu rozvíjania vlastných záujmov dieťaťa, osamostatňovania sa v procese učenia. Je však potrebné odlíšiť individuálny projekt od jednoduchého referátu, pri spracovaní ktorého žiak obvykle siahne po rýchlo dostupných zdrojoch na internete. Vzhľadom na obdobie realizácie počas pandemickej situácie vôbec nevylučujeme napríklad súrodeneckú spoluprácu na projekte.

 

Kontext inovovaného Štátneho vzdelávacieho programu pre nižšie stredné vzdelávanie na Slovensku

Chémia sa na Slovensku začína vyučovať ako samostatný učebný predmet v siedmom ročníku základnej školy, prípadne v sekunde osemročných gymnázií. V rámcovom učebnom pláne (RUP, 2015) je model časového rozvrhnutia týždennej dotácie na učebný predmet chémia 2 + 2 + 1 (7. roč., 8. roč., 9. roč.). V súlade s inovovaným Štátnym vzdelávacím programom (iŠVP) z roku 2015, ktorý tvorí výkonový a obsahový štandard (iŠVP nižšie stredné vzdelávanie, 2015; iŠVP gymnázium s osemročným vzdelávacím programom, 2015), je podľa výkonového štandardu iŠVP možné u žiakov rozvíjať a posilňovať v rámci projektového vyučovania viaceré kompetencie. V súlade s dokumentami MŠVVaŠ SR je možné v školských vzdelávacích programoch danej školy v rámci disponibilných hodín posilniť časovú dotáciu, najčastejšie v deviatom ročníku o jednu vyučovaciu hodinu chémie, a v rámci tematických plánov pre predmet chémia do jednotlivých ročníkov implementovať napríklad projektové dni, či projektový týždeň, prípadne zaradiť prierezové témy do tvorby projektov.

V súlade s iŠVP niektoré didaktické príručky a učebnice chémie (Ganajová a kol. 2010; Vicenová, 2018; Vicenová, Ganajová 2019) uvádzajú príklady tém vhodných pre realizáciu projektového vyučovania na základných školách a v nižších ročníkoch osemročných gymnázií (tabuľka 1).

Tabuľka 1

Príklady námetov na projektové vyučovanie v 7. – 9. ročníku základných škôl (Ganajová a kol. 2010; Vicenová, 2018; Vicenová, Ganajová 2019)

ročník ZŠ	príklady námetov na projektové vyučovanie
siedmy	Voda Minerálne vody Dažďová voda a kyslé zrážky v okolí Horenie Faktory ovplyvňujúce rýchlosť chemických reakcií
ôsmy	Chemické prvky, skúmanie pôvodu názvov chemických prvkov Oxidy, kyseliny, hydroxidy, soli Meranie pH zrážok a vody z rôznych vodných zdrojov Dusičnany, dusitany v potravinách Stanovenie hliníka v potravinách Preskúmanie vlastností Coca-Coly Zloženie pracích práškov Kvalita pôdy v mojom okolí Cyklické procesy – kyslík v prírode; dusík v prírode; uhlík v prírode Neutralizácia
deviaty	Chémia životného prostredia: zisťovanie vplyvu zlúčenín medi na rast rastlín Vieme, čo jeme? Éčka Drogy, fajčenie a alkohol Káva a kofeín Cukor Recyklácia papiera, plasty Produkty, ktoré konzumujem, zdravie a toxicita Ja a moja výživa Ropa a produkty z nej, chémia okolo benzínovej stanice Chémia v kúpeľni Kozmetika

 

Projekt Pondus Hydrogenii – charakteristika

Cieľová skupina: žiaci 8. ročníka základnej školy (ISCED 2)

Typ projektu: strednodobý (14 dní až 3 týždne, z toho 2-3 hodiny v škole, max 5 hodín doma (sumárne), 1 hodina v škole na prezentáciu a hodnotenie), kombinovaný (konzultácie v škole, práca doma); individuálny

Nadväznosť učiva: Pri tvorbe projektu sa žiaci na vyučovacích hodinách chémie učia o kyselinách, hydroxidoch a soliach. Sprístupňované sú im nasledovné témy: Kyseliny, Kyseliny v domácnosti, Zloženie a vlastnosti kyselín, Významné kyseliny, Hydroxidy, Skúmanie zásaditosti roztokov, Zloženie a vlastnosti hydroxidov, Významné hydroxidy, Soli, Čo sú soli a Významné soli kyslíkatých kyselín[1].

Ciele projektu: Prostredníctvom tohto projektu by sa žiaci mali učiť predovšetkým:

• aplikovať poznatky z vyučovacích hodín pri tvorbe projektu
• porozumieť témam a pojmom v spojitosti s každodenným životom
• analyzovať získané informácie, riešiť problémové úlohy a rozvíjať kritické myslenie
• konštruovať poznatky na základe vlastnej skúsenosti
• prezentovať výsledky svojej práce
• prevziať zodpovednosť za svoju prácu
• podporiť vnútornú motiváciu, záujmy, potreby, fantáziu, tvorivosť žiakov
• podporiť jemnú motoriku

Výstup: poster/plagát s istým stupňom voľnosti spracovania žiakmi

Postup: zadanie individuálneho projektu, zisťovanie kyslosti/zásaditosti roztokov v domácnosti, tvorba a prezentácia posteru, spoločné hodnotenie, priebežne individuálne konzultácie žiakov s učiteľom.

Kritériá pre hodnotenie projektu: prevedenie posteru (estetické a koncepčné/obsahové), prezentácia, vynaložené úsilie, aktivita a odbornosť informácií, adekvátnosť výsledkov

Pomôcky: rôzne roztoky v domácnosti, jednoduché uzatvárateľné nádobky, poháriky, indikátorové papieriky (20ks), názorná stupnica pH, ochranné okuliare, rukavice, papier na poster, lepiaca páska, písacie potreby či farbičky/fixky, tlač fotiek, literatúra, internetové zdroje

 

Zadanie individuálneho projektu pre žiakov

 

Pracovný list

Pracovný list predstavuje pre žiakov prostriedok pre opakovanie. Je vhodné, aby ho žiaci vypracovávali počas tvorby projektu, súčasne so sprístupňovaným učivom. Pri riešení úloh sa tak zamyslia nad aplikáciou zistení v praxi, učia sa formulovať hypotézy na základe ich doterajších vedomostí a skúseností, potvrdiť ich alebo poprieť a učia sa tiež obháji svoje závery. Aktivitou sa učia využívať naučené poznatky z vyučovacích hodín o kyselinách, zásadách, soliach, o ich využití, charakteristike, práci s nimi, o ich rozklade, vplyve na okolie alebo ovplyvňovaní hodnôt pH okolia. Na konci pracovného listu je priestor na poznámky, ktoré si sem môžu žiaci písať počas skúmania hodnôt pH rôznych látok, zapisovať zistené hodnoty pH roztokov a vyberať látky, ktoré budú súčasťou ich pH škály.

Pracovný list Pondus Hydrogenii

 

Komentáre, odporúčania pre prax a záver

Výsledkom projektu má byť poster, ktorého spôsoby prevedenia záležia na voľbe žiakov. Možné prevedenie posteru je zobrazené na obrázku 2. V zadaní pre žiakov sú zaznačené body, ktoré musia byť jeho súčasťou. Zároveň sú v pokynoch navrhnuté možné prevedenia častí, ktoré na posteri nesmú chýbať. Ide napríklad o návrh vizualizácie vzorky roztoku, ktorá môže byť na posteri buď vo forme fotky alebo reálnej vzorky v uzatvorenej nádobe nalepenej pomocou lepiacej pásky a podobne. Sú to však len návrhy. Ak by žiak zvolil kresbu vzorky (napr. citróna – citrónová šťava), podmienka by bola takisto splnená. Podstatné je, aby bola vzorka na posteri zobrazená. Dominantnou súčasťou posteru musí byť farebná pH škála, ku ktorej budú priradené číselné hodnoty častí škály. Ku každej časti (minimálne k dvanástim častiam zo štrnástich) musí byť danej hodnote priradený roztok, ktorého hodnota pH prislúcha číselnej hodnote na škále.

 

Obrázok 2. Schéma posteru ako výsledného produktu projektového vyučovania na tému Pondus Hydrogenii.

Učiteľ sa stanovením uvedeného zadania snaží vzbudiť záujem o chémiu. Snaží sa nabádať žiakov k tomu, aby sa zamysleli nad chemickými vlastnosťami látok, s ktorými sa bežne dostávajú do kontaktu. Testovať môžu všetky kvapalné látky v ich domácnosti (ľudské sliny, pomarančový, jablkový, paradajkový alebo ananásový džús, akékoľvek čistiace prostriedky, minerálne vody, vodu z vodovodu, sladené nápoje, mlieko, kávu, čaj, kozmetické prípravky ako šampón, sprchový gél, kondicionér, toaletné vody, parfumy, alkoholické nápoje, vodu z rybníka, dažďovú vodu, ocot, slzy, roztok sódy bikarbóny, škrobu či mydlová voda). Pri manipulácii s testovanými kvapalinami je dôležité dbať na bezpečnosť. Niektoré dezinfekčné prostriedky môžu spôsobiť rany na pokožke, pri kvapnutí prostriedku do očí hrozia vážnejšie poranenia. Ak v domácnosti nie sú ochranné okuliare alebo rukavice, môžu pomôcť starší súrodenec alebo rodič, ktorí budú pri manipulácii opatrnejší. Využitie poznatkov z tejto oblasti môže byť užitočné pre život, napríklad pri poranení pokožky kyselinou, či pre uvedomenie si, že dusíkaté hnojivá znižujú hodnoty pH pôdy a vplývajú tak na správny rast rastlín, ktorým nízke hodnoty pH vyhovujú.

            Zisťovaním kyslosti/zásaditosti roztokov v domácnosti podporujeme v žiakoch snahu o bádanie a postavenie sa do role chemikov, čo má motivačný charakter. Motivácia je hlavným prvkom v projektovom vyučovaní nielen pri samotnej realizácii projektu, ale počas celej práce na projekte. Dôležitá je najmä na začiatku projektového vyučovania, kedy je úlohou učiteľa, aby žiakov motivoval k aktívnej účasti na projekte. Mal by im ukázať prepojenie chémie s ich každodenným životom, zistiť, či sa niekedy zamýšľali nad chemickou podstatou vecí okolo seba a vysvetliť im praktickú časť ako aj samostatnú vedeckú prácu. Týmto prístupom sa prenáša chémia aj do bežného života a stáva sa zaujímavejšou a atraktívnejšou. Nesmieme však zabúdať na bezpečnosť. Testovanie niektorých dezinfekčných prostriedkov môže mať vplyv na pokožku, pri kvapnutí prostriedku do očí hrozia väčšie poranenia. Preto musíme žiakov upozorniť na to, aby pri testovaní pracovali s nasadenými ochrannými okuliarmi a rukavicami. Učiteľ im môže tiež poradiť, aby poprosili pri testovaní látok o pomoc starších súrodencov alebo rodičov, ktorí budú pri manipulácii s prostriedkami opatrnejší. Ich zapojenie môžu zvážiť v prípade, že nemajú v domácnosti ochranné okuliare alebo rukavice.

            Pri priraďovaní látky s hodnotou pH 1 budú žiaci pracovať s internetom alebo literatúrou, čo im učiteľ dopredu oznámi. Je nebezpečné, aby žiaci 8. ročníka testovali hodnoty pH silne kyslých látok. S týmto rozhodnutím učiteľa budú žiaci oboznámení na začiatku, pri zadaní projektu. Je povolené, aby žiaci buď nepriradili 2 látky k dvom číselným hodnotám na škále, alebo aby ich priradili len na základe zistených informácií o hodnotách pH látok z internetu alebo z literatúry. Ku všetkým ostatným testom musia byť na posteri prilepené fotky dokazujúce realizáciu testovania v domácnosti.

            Najdôležitejšie je porozumieť podstate hodnôt pH daných látok a vedieť s týmito informáciami pracovať. Využitie poznatkov z tejto oblasti môže niekedy zachrániť život. V prípade poranenia pokožky kyselinou by mali žiaci vedieť okamžite reagovať a zneutralizovať kyselinu slabou zásadou. Na to si však musia uvedomiť, ktoré látky majú kyslý a ktoré zásaditý charakter. Následne porozumejú skutočnosti, že aj obyčajné mydlo (resp. mydlová voda) môže v takejto situácii pomôcť. Po zistení hodnôt pH roztokov by sa mali žiaci zamyslieť nad tým, čo z týchto informácií vedia ďalej využiť. Napríklad pri zistení kyslého charakteru dusíkatých hnojív by sa mali zamyslieť nad tým, že tieto hnojivá znižujú hodnoty pH pôdy a vplývajú tak na správny rast rastlín, ktorým nízke hodnoty pH vyhovujú. Budú vedieť, že pri pestovaní zeleniny (ako je napríklad cibuľa alebo uhorky) získajú väčšiu a kvalitnejšiu úrodu použitím dusíkatých hnojív. Cieľom projektu teda nie je len mechanické zisťovanie hodnôt pH skúmaných roztokov, ale porozumenie hodnôt pH látok a praktické využitie týchto poznatkov.

            Hodnotenie výsledku projektového vyučovania je založené na prezentácii posterov pred kolektívom. Prezentujúci predstaví vzorky, ktoré testoval. Vyučujúci môže u každého žiaka vybrať iné testované vzorky, o ktorých využití v spojení s hodnotou pH môže žiak porozprávať. Odporúčame formatívne hodnotenie a sebahodnotenie žiaka, ktorý uvedie, ako sa mu pracovalo, ako vnímal zadanú úlohu a ako by sám ohodnotil svoju aktivitu a výsledok činnosti. Učiteľ hodnotí prevedenie posteru (estetické a koncepčné/obsahové), prezentáciu, vynaložené úsilie, aktivitu a odbornosť informácií a adekvátnosť výsledkov. Aj žiaci môžu prispieť krátkym vyjadrením. Priložené fotky z testovania potvrdia, či žiak na projekte naozaj pracoval. Priebežnú kontrolu počas realizácie tvorby vykonáva rozhovorom s nimi o ich práci, pýta sa ich na štádium, v ktorom sa projekty nachádzajú, či vedia, ako ďalej postupovať v práci, alebo či potrebujú poradiť.

            Vzhľadom na obmedzené časové možnosti výučby predmetu je prezentovanie a hodnotenie posterov možné zorganizovať tiež inak, počas jednej vyučovacej hodiny. Žiaci sa napríklad môžu rozdeliť do skupín a svoje postery si prezentovať navzájom. Potom postery vyvesia v triede a hodnotia podľa vopred pripravených a od začiatku zadania projektu jasne stanovených a dohodnutých kritérií.

            Predložili sme návrh realizácie projektu, ktorý nesie potenciál prepojiť školu a v nej získané poznatky s bežným životom, podporuje aktivitu, samostatnosť, zodpovednosť žiaka, ale aj jeho zvedavosť a tvorivosť. To predstavuje základný predpoklad k tomu, aby získal nadšenie a záujem pre štúdium prírodovedných predmetov.

 

Obrázok 3: Práca žiakov na individuálnom projekte

Obrázok 4: Práca žiakov na individuálnom projekte

 

Literatúra

Delostrico, R. (2019). Project-Based Learning (PBL) in Teaching Chemistry. International Journal of Current Research, 11 (7), 5656–5663.

Efstratia, D. (2014). Experiential education through project-based learning. Greece. Roehampton University. Elsevier Ltd. https://ac.elscdn.com/S1877042814054299/1-s2.0-S1877042814054299 - main.pdf?_tid=ce0d3994-7d9b-4487-b22f-7ac3200960a1 &acdnat=1551367438_067ef6d3b832c5cab1a37b3e243487a6

Ganajová, M., Kalafutová, J., Müllerová, V., Siváková, M. (2010). Projektové vyučovanie v chémii. Bratislava: ŠPÚ.

Inovovaný štátny vzdelávací program (iŠVP) pre gymnázium s osemročným vzdelávacím programom (2015). https://www.statpedu.sk/files/articles/dokumenty/inovovany-statny-vzdelavaci-program/chemia_g_8_r.pdf

Inovovaný štátny vzdelávací program (iŠVP) pre nižšie stredné vzdelanie. (2015). https://www.statpedu.sk/files/articles/dokumenty/inovovany-statny-vzdelavaci-program/chemia_nsv_2014.pdf

Kratochvílová, J. (2006). Teorie a praxe projektové výuky. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita.

Lisková, M. (2020). Netradičné koncepcie vyučovania biológie a chémie pre žiakov na 2. stupni základných škôl. Bakalárska práca. Bratislava: Prírodovedecká fakulta Univerzity Komenského, KDP.

Rámcový učebný plán (RUP), (2015). https://www.statpedu.sk/files/articles/dokumenty/inovovany-statny-vzdelavaci-program/rup_zs_pre-z-s-vyu_ovac_m-jazykom-slovensk_m.pdf

Tomková, A., Kašová, J., Dvořáková, M. (2009). Učíme v projektech. 1. vyd. Praha: Portál.

Vicenová, H. (2018). Chémia pre 8. ročník základnej školy a 3. ročník gymnázia s osemročným štúdiom (učebnica). Bratislava : Expol Pedagogika s.r.o.

Vicenová, H. (2018). Chémia pre 8. ročník základnej školy a 3. ročník gymnázia s osemročným štúdiom. Bratislava: Expol Pedagogika s.r.o.

Vicenová, H., Ganajová, M. (2019). Chémia pre 9. ročník základnej školy a 4. ročník gymnázia s osemročným štúdiom. Bratislava: Expol Pedagogika s.r.o.

 

Bc. Miroslava Lisková

Bc. Miroslava Lisková je absolventkou učiteľského štúdia biológie a chémie na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave, venuje sa návrhom a realizácii netradičných foriem a koncepcií vyučovania v rámci svojho magisterského stupňa štúdia.

kontakt: liskova109@uniba.sk

 

 

Doc. RNDr. Zuzana Haláková, PhD.

Doc. RNDr. Zuzana Haláková, PhD. pracuje na katedre didaktiky prírodných vied, psychológie a pedagogiky Prírodovedeckej fakulty UK, v Bratislave. Venuje sa pregraduálnej príprave učiteľov prírodovedných predmetov.

kontakt: zuzana.halakova@uniba.sk

 

 

 

 

 

 

 

 

[1] Podľa učebnice Chémia pre 8. ročník základnej školy a 3. ročník gymnázia s osemročným štúdiom. (Vicenová, 2018)