Elektrina a magnetizmus sa zdá v súčasnosti mnohým žiakom náročná a nezmyselná. Preto je tu otázka, čo z tejto oblasti je také nezmyslené a prečo sa javí taká náročná.
Jedným z problémov budú súčasné osnovy, ktoré dávajú málo priestoru na experimentálne skúmanie tejto oblasti, ktoré je oveľa dôležitejšie, ako len samotné poznanie niektorých javov. Ďalším problémom bude menšie množstvo dostupnej literatúry a iných zdrojov informácií využívaných učiteľmi.
Rozdiely vyučovania elektriny a magnetizmu na gymnáziách u nás a v zahraničí môžeme porovnať pomocou tém z elektriny a magnetizmu uvedených v slovenských [1], nemeckých [2] a anglických [3] osnovách a dostupnej literatúry.
Pre
celú Slovenskú republiku sú platné jedny osnovy fyziky na gymnáziách,
ktoré sú až na časti v texte v zátvorkách povinné. Vzhľadom
na veľké množstvo učiva a menšie množstvo hodín sa vo veľkej
miere preberie len povinná časť osnov.
Oblasť
elektrina a magnetizmus je rozložená do dvoch ročníkov (druhého a
tretieho). V učebniciach fyziky pre druhý a tretí ročník gymnázií
[4, 5], ktoré sú stále vo veľkej miere chápané ako spracované osnovy,
je fyzika vysvetľovaná až príliš do hĺbky z teoretického hľadiska
a takmer vôbec z praktického hľadiska.
Napríklad,
už na začiatku sa žiaci dosť dlhú dobu učia intenzity a potenciály bez
toho, aby ich vedeli reálne použiť. Až dodatočne a nedostatočne sa
im vysvetľuje dôvod prečo sa ich učili. Preto by bolo lepšie začínať
najskôr nejakým známym javom. Potom ho vysvetľovať a pritom si zaviesť
jednotlivé veličiny a pojmy.
Okrem
učebníc sa u nás dajú použiť aj zbierky demonštračných pokusov k rôznym
demonštračným súpravám, ktoré obsahujú aj množstvo pokusov z elektriny
a magnetizmu [6], alebo sú priamo zamerané iba na elektrinu (elektrické
obvody) [7]. Tieto zbierky často narážajú na nutnosť špeciálnych a starších
pomôcok, ktoré sa nedajú zohnať, nikto ich už neopravuje alebo sú príliš
drahé.
Preto
sa učitelia, ktorí chcú na hodinách experimentovať, orientujú na pokusy
s jednoduchými pomôckami [6, 8, 9], ktoré značne zvyšujú záujem žiakov
o fyziku. Tieto experimenty sa v drvivej miere orientujú na
elektrostatiku, magnetostatiku, silové účinky magnetického poľa na vodič
s prúdom a elektromagnetickú indukciu.
Akosi sa zabúda na elektrické obvody, ktoré tvoria podstatnú časť tejto oblasti. Preto sa ako pomôcky pri elektrine a magnetizme dajú namiesto učebníc použiť aj publikácie populárnej elektroniky [10, 11, 12, 13, 14, 15], v ktorých sa autori orientovali hlavne na prakticky použiteľné poznatky pre čitateľa. Ďalšími pomôckami sú metodické texty k elektronickým stavebniciam [16], v ktorých sú navrhnuté jednoduché, praktické a zábavné zapojenia.
V poslednom
čase sa ako neobmedzený zdroj potrebných informácií [1, 2, 3, 8] stále
viac presadzuje Internet, ktorý je medzi žiakmi veľmi obľúbený a nachádza
si obľubu aj u učiteľov. Rastúci význam využitia výpočtovej
techniky a Internetu vo vyučovacom procese sa prejavil aj v príprave
budúcich učiteľov fyziky na našich vysokých školách.
Vhodnými pomôckami sú aj encyklopédie, medzi ktoré patrí napríklad aj americká How Things Work [17]. Táto encyklopédia je orientovaná na fyziku ako celok. Jej jednotlivé časti sa zaoberajú konkrétnymi zariadeniami (napr. magneticky nadnášaný vlak). Činnosť každého zariadenia je tu vysvetlená z hľadiska všetkých oblastí fyziky, ktoré s ním súvisia.
Zmena musí prebehnúť už na základných školách. O tom, že sa dá elektrina a magnetizmus na základnej škole vysvetliť zaujímavo a s množstvom jednoduchých experimentov, sa môžete presvedčiť v českých učebniciach [18, 19].
V Nemecku si jednotlivé spolkové republiky riadia školstvo samy. Ale jednotlivé štruktúry a obsahy vzdelávania sú si veľmi podobné. O tom, že sa fyzika v Nemecku vysvetľuje zložitejšie ako u nás, svedčí porovnávacia štúdia nemeckej a českej stredoškolskej fyziky [20], z ktorej vyplýva, že nemecká fyzika na gymnáziu obsahuje ešte viac matematiky (používa sa integračný a derivačný počet) ako česká a teda aj naša. To sa týka hlavne vyšších ročníkov. V nižších ročníkoch je síce učivo z elektriny a magnetizmu približne porovnateľné s naším, ale zameraním na praktické použitie sa skôr blíži k anglickému spôsobu.
V Anglicku
nie je samostatný predmet fyzika, ale poznatky z tejto oblasti sú
obsiahnuté v predmete veda. Vzdelávanie sa v prvých 11. ročníkoch
(žiaci končia 11. ročník obvykle v 16 rokoch) delí do 4 kľúčových
stupňov. Jednotliví učitelia mali veľkú mieru voľnosti vo výbere
preberaných tém aj používanej literatúry. Kvôli veľkým rozdielom medzi
jednotlivými školami bolo vypracované národné kurikulum
[3] pre vzdelávanie v prvých 11 ročníkoch. Ďalšie vzdelávanie je
aj naďalej veľmi rôznorodé a vo veľkej miere závisí od ďalšieho
smerovania žiakov. V prvých 11 ročníkoch aj napriek národnému
kurikulu zostala vysoká voľnosť učiteľov vo výbere tém a hlavne možnosť
širokého výberu učebníc. Podstatné je, aby žiaci ovládali témy
potrebné na postup do ďalšieho kľúčového stupňa. Jednoduchší a navzájom
rozdielny prístup pri vysvetľovaní fyziky je zreteľný v anglických
učebniciach vydaných v Oxforde [21, 22]. Tieto učebnice sú určené
žiakom anglických stredných škôl do 16 rokov a jednotlivé pojmy z elektriny
a magnetizmu sú len minimálne doplnené vzorcami, ale sú vždy doplnené reálnymi
aplikáciami a testovými otázkami pre samokontrolu. Rozdiely medzi našou a týmito
učebnicami sú značné. Príkladom je vysvetlenie tranzistorového javu.
Okrem vysvetlenia z vnútorného hľadiska obsahujú aj praktické
zapojenia na zosilnenie signálu (obr. 1), spínanie (obr. 2) a
reguláciu (obr. 3).
Obr. 1.
Zosilňovač s deličom napätia [21]
Obr. 2.
Svetelný a tepelný spínač [21]
Obr. 3.
Regulácia kolektorového prúdu [22]