4.3 Stratégia uplatňovaná pri zavádzaní fyzikálnych pojmov

                
	Podľa K. Lewina a H. Gardnera (1991) žiak vstupuje do vyučovania už s predbežne sformulovanými predstavami. Ešte dlho predtým, než deti začnú chodiť do školy, si začínajú vytvárať súbor predstáv, očakávaní a vysvetlení sveta okolo seba. Majú priamu skúsenosť a vlastné vysvetlenie na plávanie a potápanie sa telies, zmenu skupenstva látok či na prejavy gravitácie. Pretože sa ich predstavy a  vysvetlenia líšia od vedeckých, nazývame ich naivnými. Naivné chápanie je hlboko zakorenené a  musí sa prehodnotiť a prekonať, aby ho mohlo nahradiť nové chápanie (Young 1997).
                
	Podľa F. M. Pottengera (1997, s.6), program využívajúci konštruktivistickú psychológiu pri tvorbe svojho obsahu ako didaktického základu, by mal vychádzať z nasledovných predpokladov:
	- vzdelávanie je proces individuálneho budovania vedomostí na základe skúseností a premýšľania;
	- budovanie vedomostí sa uskutočňuje vtedy, keď sú predchádzajúce vedomosti preformulované, pretože sa spájajú s novými informáciami;
	- zmyslové skúsenosti sa aktívne triedia, interpretujú a spájajú pomocou vrodených mechanizmov a tiež prostredníctvom mechanizmov neskôr získaných;
	- emócie, záujem a zvedavosť, to všetko hrá úlohu pri výbere toho, ktorá zmyslová skúsenosť sa stane súčasťou novej skladby vedomostí;
	- tvorba nových vedomostí môže vzísť z osobnej účasti na javoch v prírode, zo zážitkov zámerne organizovaných a sprostredkovaných inou osobou (vyučovaním) alebo z vnútorného spájania informácií už uložených v pamäti.“
                
	Vyučovacie stratégie sa môžu začať poukazovaním na anomálie alebo záhadné situácie, aby sa vyvolal kognitívny konflikt medzi skúsenosťou, naivnou predstavou žiaka o danom jave, a jeho skutočným fungovaním. 
	Anomálie, odchýlky od našich predpokladov, slúžia ako motivácia k následným skúmaniam, experimentovaniu a premýšľaniu, aby ich, ako aj ďalšie javy, bolo možné vysvetliť. Na nové vysvetlenie je však potrebná nová kvalita, úroveň vedomostí. Aplikácia a využitie poznatkov v nových situáciách prináša zasa nové rozpory a cyklus vyučovacej stratégie sa opakuje tak, ako je to znázornené na obr. 4.6 (Pottenger, 1992).

                

	Uvedenú pedagogickú stratégiu získavania poznatkov možno nazvať zjednodušenou pedagogickou transformáciou Lewinovej a Kolbovej štruktúry skúsenostného učenia sa.
	Na základe štúdia a praktických skúseností možno uvedenú pedagogickú stratégiu ukázať na konkrétnom tematickom celku I. Úvod do poznávania vlastností látok. (Pottenger, 1992, 1993). Tento tematický celok plní v obsahu FASTu niekoľko cieľov. Jedným z nich je získanie základných návykov a zručností, potrebných na samostatné nadobúdanie vedomostí. Ide o nasledovnú modelovú schému empirického poznávania:
	Formulovanie problému – vyslovenie hypotézy – realizácia pokusu a meraní – spracovanie, posúdenie a interpretovanie výsledkov meraní.
	Modelová schéma sa nazýva aj explanačno – experimentálnym postupom získavania poznatkov (Pottenger 1997).
	Ďalším cieľom tematického celku je osvojenie si základných pojmov (hmotnosť, dĺžka, objem, hustota), meraní: hmotnosti, dĺžky, objemu, hustoty a osvojenie si grafickej metódy zobrazovania fyzikálnych funkcií.
                
1. ANOMÁLIA
Skúmanie základných javov
Prečo?
	U jedenásťročných žiakov možno predpokladať, že majú vlastné, naivné predstavy a vysvetlenia o plávaní, vznášaní a potápaní sa telies vo vode. Na základe týchto predstáv vyslovia hypotézu, ako sa budú správať skúmavky naplnené rôznym množstvom kvapaliny rovnakej farby (obr. 4.7 a), po ich vhodení do odmerného valca, v ktorom je voda a olej (obr. 4.7 b).
                

	V skúmavkách však nie sú kvapaliny rovnakej hustoty. V skúmavke č. 2 je kvapalina s väčšou hustotou ako v skúmavkách č. 1 a 3. Aby táto skutočnosť zostala utajená, kvapaliny sa zafarbia na rovnakú farbu. Predpoklad žiakov, že sa skúmavky usporiadajú v odmernom valci v poradí 1, 2, 3 sa nesplní. Po realizácii pokusu sa skúmavky usporiadajú v poradí 1, 3, 2 (obr. 4.7 c). Toto zistenie by malo vyvolať u žiakov názorový rozpor, kognitívne napätie medzi skúsenosťou a výsledkami pokusu. 
	Skúsenosť hovorí, že čím je v skúmavke viac kvapaliny, tým sa hlbšie ponorí do vody vo valci. Pokus so skúmavkami túto skúsenosť nepotvrdil.
	Na skutočné, vedecké vysvetlenie pokusu možno prísť premyslenou realizáciou ďalších skúmaní, pozorovaním a premýšľaním nad nimi.
                
2. SKÚMANIE A REALIZÁCIA POKUSOV
Získavanie a analyzovanie nových skúseností
Čo?
	V tejto fáze nastupuje skúmanie a realizácia pokusov, meranie hodnôt fyzikálnych veličín, zostrojovanie grafov a pozorovanie. Žiaci objavujú vzťahy medzi fyzikálnymi veličinami, ktoré vedú k pojmu hustota a k vysvetleniu javov v úvodnom pokuse.
	V našom prípade ide o:
	- skúmanie vplyvu hmotnosti telesa na hĺbku jeho ponorenia do vody (pri nezmenenom objeme telesa): pokusy s ponáraním trubičky do vody s pridávaním závaží, 
	- skúmanie vplyvu veľkosti objemu telesa na hĺbku ponorenia (pri rovnakej hmotnosti): pokusy so škatuľami rôznych objemov s rovnakou záťažou,
	- meranie veľkosti objemu a hmotnosti telies, ktoré vo vode plávajú alebo sa potápajú.
	Ide o tzv. reflexívne pozorovanie, ktoré je reflexívnym preto, že žiaci odpovedajú na otázky vedúce k analýze a porovnávaniu zaznamenaných údajov a pozorovaní.
                
3. VYVODENIE POJMOV
Vyhodnocovanie skúseností
Ako to funguje?
	Kľúčovým pojmom vedúcim k vysvetleniu anomálie z úvodného pokusu, je teda pojem hustoty. Pozorovaním pokusu s karteziánskym potápačom (ktorým je malá injekčná striekačka), možno zistiť, že pri klesaní potápača na dno fľaše sa doň naberá voda, a teda sa zväčšuje jeho hmotnosť. 
	Meraním hmotnosti a objemu potápača v rôznych polohách a zostrojením grafov sa konštruuje pojem hustoty (obr. 4.8).
                
       
	Na vysvetlenie javov však nestačí vedieť určiť hustotu telies, je nutné poznať aj hustotu kvapaliny, v ktorej je teleso ponorené. Ďalším krokom je teda určenie hustoty vody alebo iných kvapalín a zostrojenie grafov.
	Táto etapa tvorby pojmov, podľa Kolba abstraktná konceptualizácia, si vyžaduje určitý čas, aby žiaci dokázali určiť hustotu rôznych telies či kvapalín a aby sa tento dôležitý pojem neviazal len na jeden, úvodný pokus.
                
4. APLIKÁCIA
Využitie poznatkov v nových situáciách
Čo ak?
	V tejto etape vyučovacej stratégie FASTu ide o riešenie úloh, ale aj rozšírenie poznania o nové aspekty, napr. aký vplyv má zmena teploty telesa na jeho hustotu a ponáranie sa vo vode.
	Úlohy, v ktorých žiaci využívajú svoje poznatky, možno klasifikovať ako jednoduché aplikácie a riešenie problémov. Pravidelne sa v tejto etape vyučovacej stratégie zadávajú tzv. projektové úlohy. Podrobne sa tieto úlohy rozoberajú v ďalšej časti práce.
	Uvedená pedagogická stratégia FASTu je využiteľná pre zavádzanie pojmov, ktoré vychádzajú zo skúsenosti. U abstraktných fyzikálnych pojmov, ako je sila, práca, energia či teplo, je prvý krok – anomália – nahradený zaujímavým pokusom. Pokus modeluje jav, ktorý žiaci na základe skúsenosti nedokážu vysvetliť, ale ich motivuje k ďalšiemu poznávaniu.