Reálný a simulovaný experiment ve výuce elektrochemie na základní škole

Dominika Lučanová

Diplomová práce

Real and simulated experiment in teaching electrochemistry at lower secondary school

Anotace:

Na základních školách je téma elektrochemie vyučované v rámci kapitoly o redoxních reakcích častým problémem. Mikrosvět, komplexnost a abstrakce jsou faktory, které prostupují tímto tématem a tím ho pro žáky činí obtížným k pochopení. Poslední dobou se digitalizace stále více a více prosazuje a do školního prostředí se dostávají i vizualizace typu animací a simulací, které mohou napomáhat k zobrazení neviditelného světa chemie a tím navyšovat názornost výuky.Diplomová práce se zabývá využitím simulovaného experimentu elektrochemických dějů ve výuce chemie na základní škole. Postupně představuje výběr dostupných simulací, které splňují daná kritéria a mohly by se bezplatně využít při výuce chemie na základních školách. Předmětem výzkumu je akční výzkum zabývající se porovnáváním implementace dvou rozdílných výukových prostředků – reálného a simulovaného experimentu v tématech elektrolýzy a galvanického článku. U respondentů, kterými byli žáci dvou devátých tříd, je zjišťována a porovnávána úroveň znalostí před a po implementaci simulace či reálného experimentu pomocí didaktického testu. Dále jsou identifikovány jejich preference výukových prostředků prostřednictvím dotazníku.Výsledky diplomové práce naznačují, že reálné experimenty jsou žáky základních škol preferovány více a mají významný vzdělávací přínos. Přímý vliv simulací na hodnocení žáků nebyl jednoznačně prokázán. V tématu elektrolýzy se žáci zlepšovali po opakovaném experimentu bez ohledu na jeho formu. U galvanického článku byly výsledky nejednoznačné, kdy skupina začínající reálným experimentem zaznamenala překvapivý pokles v posttestu. Kombinace obou výukových prostředků se jeví jako nejefektivnější přístup, přičemž simulace slouží jako užitečný doplněk k reálným experimentům.

Abstract:

In lower secondary schools, the topic of electrochemistry taught in the redox reaction’s unit is a common problem. Microcosm, complexity and abstraction are factors that permeate this topic, making it difficult for students to understand. Recently, digitalisation has become more and more prevalent, and visualisations such as animations and simulations are entering the school environment, which can help to represent the invisible world of chemistry and thus increase the visuality of teaching.The thesis deals with the use of a simulated experiment of electrochemical processes in teaching chemistry at lower secondary school. It presents a selection of available simulations that meet the criteria and could be used free of charge in teaching chemistry in lower secondary schools. The subject of the research is action research comparing the implementation of two different teaching tools - real and simulated experiments in the topics of electrolysis and galvanic cell. The respondents, who were students of two ninth grade classes, are surveyed and compared for their level of knowledge before and after the implementation of the simulation or real experiment using a didactic test. Furthermore, their preferences of teaching resources are identified through a questionnaire. The results of the thesis suggest that real experiments are more preferred by lower secondary school students and have significant educational benefits. The direct effect of simulations on students' grades has not been clearly demonstrated. On the topic of electrolysis, students improved after repeated experiments regardless of the form of the experiment. For the galvanic cell, the results were ambiguous, with the group starting with the real experiment showing a surprising drop in the posttest. A combination of the two methods appears to be the most effective approach, with the simulation serving as a useful complement to the real experiments.

Klíčová slova

elektrochemie, elektrolýza, článek galvanický, experiment reálný, experiment simulovaný, škola základní, výuka chemie

Keywords

electrochemistry, electrolysis, cell galvanic, experiment real, experiment simulated, lower secondary school, education chemistry

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 7. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 8. 2024
• Vedoucí: RNDr. Veronika Machková, Ph.D.
• Oponent: Ing. Eva Cífková, Ph.D.

Univerzita Hradec Králové

Pedagogická fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Učitelství pro základní školy / Učitelství pro 2. stupeň ZŠ - biologie, Učitelství pro 2. stupeň ZŠ - chemie