1. Struktura databáze

Jednotlivé úlohy se skládají ze základních textových souborů obsahujících zadání motivačních úloh včetně použitých zábavných forem a jejich autorské řešení (klíč autorských odpovědí). Na základě níže uvedených výběrových (třídicích) kritérií si pak uživatel může vybrat danou úlohu a využít ji ve výuce nebo ke studiu. Od jednotlivých kritérií se pak odvíjí kód úlohy a tím i názvy souborů, v nichž je úloha (zadání, řešení) uložena.

Pro přehlednost a snadnější orientaci je v předloženém souboru každá motivační úloha označena kódem a výstižným názvem.

1.1 Obecný tvar kódu

Kódy používané v databázi Ve dvou se to lépe táhne mají obecný tvar:

Ch x x Y y y Z z z V v v a b c c d e

Význam jednotlivých částí kódu

Ch vzdělávací obor chemie
x x označení celku a mikrocelku chemie dle RVP
Y druhý vzdělávací obor procvičovaný v interdisciplinární úloze:
Zzeměpis
Ppřírodopis
Mmatematika
Ffyzika
y y označení celku a mikrocelku druhého vzdělávacího oboru procvičovaného v interdisciplinární úloze (dle RVP)
Z z z údaje o třetím, resp. čtvrtém vzdělávacím oboru (V v v) v interdisciplinární úloze (týká se čtvrtého dílu databáze), analogicky jako Y, y y.

Úlohy jsou nanejvýš pětioborové. Pokud motivační úloha integruje méně než 4 obory, zapisuje se označení celků zleva a místo nevyužitých oborů jsou příslušná místa v kódu proškrtnuta.

Další znaky kódu

a zábavná forma úlohy (kap. 1.2.2)
b obtížnost úlohy (kap. 1.2.3)
c c časová náročnost řešení úlohy v minutách (kap. 1.2.4)
d pořadové číslo úlohy s daným kódem
e rozlišení zadání (z) nebo řešení (r)

Na obr. 1 je uveden příklad záhlaví, kterým je uvedena každá úloha.

Ukázka hlavičky úlohy
Obr. 1 Ukázka hlavičky úlohy

Dílčí kód Ch1a - identifikuje vzdělávací obor chemie (tab. 1), tematický celek Pozorování, pokus a bezpečnost práce, mikrocelek Vlastnosti látek (čísla celků a mikrocelků viz Příloha 1).

Dílčí kód F1b - identifikuje vzdělávací obor fyzika (tab. 1), tematický celek Látky a tělesa, mikrocelek Skupenství látek (čísla celků a mikrocelků viz Příloha 1).

Pro lepší orientaci jsou uvedena i loga všech vzdělávacích oborů zařazených do databáze (tab. 1):

Předmět Kód předmětu Logo pro vyhledávání Logo pro úlohy
Chemie Ch logo – chemie logo – chemie
Zeměpis Z logo – zeměpis logo – zeměpis
Přírodopis P logo – přírodopis logo – přírodopis
Matematika M logo – matematika logo – matematika
Fyzika F logo – fyzika logo – fyzika
Tab. 1 Kódy a loga vzdělávacích oborů

Pro přehlednost jsou doplněna i obrázková loga zábavných forem motivačních úloh (kap. 1.2.2).

Pro označení obtížnosti úloh (náročnost na myšlení žáků) byla použita Bloomova taxonomie učebních úloh. Výzkum umožnil stanovit orientační časovou dotaci potřebnou pro vyřešení jednotlivých úloh, která je uvedena v kolonce Časová náročnost (kap. 1.2.4.).

1.2 Výběrová (třídicí) kritéria

Pro výběr motivačních úloh v databázovém systému Škola hrou lze použít následující třídicí kritéria:

  • výběr učiva
  • zábavné formy úloh
  • obtížnost (náročnost na myšlenkovou činnost žáků)
  • časová náročnost řešení
  • interdisciplinarita

1.2.1 Výběr učiva

Základním a nejdůležitějším výběrovým kritériem je učební látka (učivo). Jako základ pro učivo ZŠ slouží rámcový vzdělávací program pro jednotlivé vzdělávací obory, určené pro ZŠ a odpovídající ročníky víceletých gymnázií. Chemické učivo je dáno Rámcovým vzdělávacím programem (dále RVP). Je rozděleno do devíti tematických celků, z nichž 7 povinných zahrnuje základní učivo a dva nepovinné tématické celky zařazují učivo označované jako rozšiřující až nadstandardní. Motivační úlohy zařazené do dvou posledních celků jsou určeny především výběrovým třídám, chemickým talentům, olympionikům a uchazečům o chemickou zájmovou činnost. Úplný seznam tematických celků a mikrocelků uvádí Příloha 1.

Každý tematický celek již svým názvem naznačuje obsahové zaměření základního učiva, např. Tematický celek 1: Pozorování, pokus a bezpečnost práce, Tematický celek 2: Směsi,..... Celkové učivo chemie je podrobněji členěno do 33 mikrocelků. Příkladem poslouží tematický celek Pozorování, pokus a bezpečnost práce, skládající se ze čtyř mikrocelků:

Tematický celek 1: Pozorování, pokus a bezpečnost práce

Mikrocelky:

1a: vlastnosti látek – barva, lesk, tvar, objem, skupenství, vůně, zápach, rozpustnost ve vodě a ve vybraných rozpouštědlech, hustota, tepelná a elektrická vodivost, teplota varu a tání, vliv atmosféry na vlastnosti a stav látek
1b: zásady bezpečné práce – ve školní pracovně, laboratoři i v běžném životě
1c: nebezpečné látky a přípravky – R- a S- věty, varovné značky a jejich význam
1d: mimořádné události – havárie chemických provozů, úniky nebezpečných látek

Analogická situace je i u ostatních přírodovědných předmětů, např. učivo vzdělávacího oboru přírodopis (biologie) je rozčleněno do osmi tematických celků a 31 mikrocelků. V příloze každého dílu databáze je uveden úplný seznam tematických celků i mikrocelků ze vzdělávacího oboru chemie a druhého vzdělávacího oboru, jehož učivo je v příslušné části databáze frekventováno.

1.2.2 Zábavné formy úloh

Přehled používaných zábavných forem je seřazen podle jejich rostoucí relativní obtížnosti. Každé zábavné formě byl v této knize přidělen dílčí kód (zkratka) a logo, usnadňující orientaci. Zábavné formy úloh frekventované v databázi a způsoby jejich řešení byly již podrobně diskutovány v práci1 v kapitole 1.2.

Název zábavné formy Zkratka
(dílčí kód)
Logo
Doplňovačka
(čtvercovka, obdélníkovka, netradičně tvarovaná doplňovačka, křížovka, meandrovka)
d logo zábavné formy d
Hřebenovka
(jednostranná a oboustranná hřebenovka, slabikové hřebenovky)
h logo zábavné formy h
Roháček
(s jednopísmenovou nápovědou, bez nápovědy, slabikové roháčky)
r logo zábavné formy r
Buňkovka
(řetězovka, ornamentovka s vloženým logem či obrázkem, ornamentovka bez loga)
b logo zábavné formy b
Kruh
(kruh s tajenkou ve vnitřním nebo vnějším mezikruží, se středovým písmenem, hvězdovka s volnými cípy, se spojenými cípy)
k logo zábavné formy k
Osmisměrka
(jednoduchá, složitější s pojmovou nebo obrázkovou legendou)
o logo zábavné formy o
Lištovka
(s diferencovanou mírou nápovědy podle úrovně řešitelů)
l logo zábavné formy l
Přeskupovačka
(s diferencovanou mírou nápovědy podle úrovně řešitelů)
p logo zábavné formy p
Šifra a rébus
(směrovka, hadovka, šnek, středovka, mezerovka, přesmyčka, abecedovka, kris-kros, wordoku, speciální šifra s použitím šifrovacího klíče, tabulky nebo mřížky)
s logo zábavné formy s
Chemický otazník (question)
(slavných vědců, chemických prvků a sloučenin, chemických pomůcek, přístrojů, zařízení apod.)
q logo zábavné formy q
Chemický text
(chemie v beletrii, v příhodách z denního života, identifikace chemických látek, neúplný, chybný, doplňovací, zábavný text, chemie ve schématech, slovních hříčkách, aforismech, vtipech apod.)
t logo zábavné formy t
Zebra
(stupňovitá návaznost jednotlivých kroků chemických reakcí, laboratorních operací apod.)
z logo zábavné formy z
Efektní pokus (chemické kouzlo)
(experiment, chemické kouzlo založené na změnách chemických látek a jejich vlastností)
e logo zábavné formy e
Chemická mikrodetektivka
(časů minulých i současných, založená na znalostech fyzikálních i chemických vlastností látek)
m logo zábavné formy m

1.2.3 Obtížnost (myšlenková náročnost) úloh

Inspirací pro sledování hlediska náročnosti úloh na myšlení žáků byla Bloomova taxonomie učebních úloh, kterou pro potřeby pedagogické praxe adaptovala D. Tollingerová2. Uvedenou taxonomii nalezne čtenář v příloze č. 2. Použití učebních úloh v didaktickém procesu se ukázalo jako účinný prostředek pedagogické diagnostiky. Podle D. Tollingerové lze učební úlohy rozdělit do pěti kategorií podle náročnosti na myšlení žáků:

základní kategorie náročnosti úloh na myšlení žáků odpovídající část kódu
úlohy vyžadující pamětní reprodukci poznatků 1
úlohy vyžadující jednoduché myšlenkové operace s poznatky 2
úlohy vyžadující složité myšlenkové operace s poznatky 3
úlohy vyžadující tvořivé myšlení 4
úlohy vyžadující sdělení poznatků 5

1.2.4 Časová náročnost řešení úloh

V kódu (viz kap. 1.1) se časová náročnost značí dvěma číslicemi na pozicích č. 15-16 dle následujícího klíče:

časová náročnost odpovídající část kódu časová náročnost odpovídající část kódu
5 minut 05 30 minut 30
10 minut 10 45 minut 45
15 minut 15   60 minut 60
20 minut 20   90 minut 90
časově neomezeno 99

1.2.5 Interdisciplinarita úloh

Na výukový databázový systém obsahující v prvních dvou dílčích databázích (Chemie hrou, Poznáváme taje chemie) asi 500 motivačních úloh jednooborových, procvičujících pouze učivo chemie, navazují další dvě dílčí databáze (Ve dvou se to lépe táhne, Chvilka chemie nikoho nezabije), obsahující rovněž kolem 500 úloh.

Dílčí databáze Ve dvou se to lépe táhne frekventuje úlohy dvojoborové (250), procvičující učivo nejen chemie (kód Ch), ale vždy i jednoho dalšího přírodovědného předmětu, tj. zeměpisu (Z), přírodopis (P), matematika (M) nebo fyzika (F).

1.3 Zastoupení jednotlivých typů úloh v databázi

Předkládaná databáze obsahuje 70 motivačních úloh, které procvičují učivo všech devíti tematických celků a současně všech 33 mikrocelků učiva chemie základní školy. Rovněž 7 tematických celků učiva fyziky základní školy je diferencováno do mikrocelků (21) a je v plném rozsahu frekventováno v motivačních úlohách. K nejpočetněji zastoupeným tematickým celkům chemie patří Chemické reakce a Částicové složení látek a chemické prvky; z hlediska fyzikálního učiva to jsou celky Energie a Elektromagnetické a světelné děje. Podrobný přehled zastoupení motivačních úloh pro jednotlivé tématické celky a mikrocelky uvádí tab. 2 a pro zastoupení typů úloh tab. 3.

chemie Fyzika chemie Fyzika
témat. celek mikro-
celek
počet témat. celek mikro-
celek
počet témat. celek mikro-
celek
počet témat. celek mikro-
celek
počet
11 13 6a3 6a7
b2b6b1b8
c1 c2c4
d1 d2
2 a3 2a2 7a2 7a3
b5b3b1b2
c1c2c1
d1d1
e1e1
f1f1
g2
3 a5 3 a1 8a3
b7b2b1
c2c2
4a7 4a8 9a2
b1b7b1
c2c3c1
d1
5a2 5a2
b2
c3
Tab. 2 Zastoupení motivačních úloh pro jednotlivé tématické celky a mikrocelky.
Typy úloh symbol počet
doplňovačka d 6
hřebenovka h 5
roháček r 2
buňkovka b 3
text t 7
kruh k 7
osmiměrka o 3
lištovka l 4
dosazovačka p 3
rébus s 10
otazník q 10
zebra z 3
kouzlo e 4
mikrodetektivka m 3
Tab. 3 Zastoupení motivačních úloh podle použitých typů.

1 CÍDLOVÁ, H., MUSILOVÁ, E., PETRŮ, M Ve dvou se to lépe táhne (motivační úlohy procvičující mezipředmětové vztahy chemie s ostatními přírodovědnými předměty) chemie – zeměpis [online]. 10. srpna 2015. Dostupné z World Wide Web: <http://is.muni.cz/elportal/?id=970739>

2 TOLLINGEROVÁ, D. Taxonomie učebních úloh. Praha: KPÚ, 1974 (viz příloha č. 2).