Background Studies comparing the effect of dynamic and static visualization suggest a predominantly positive effect of dynamic visualization. However, the results of individual comparisons are highly heterogeneous. In this study, we assess whether dynamic visualization (3D models and animations) used in the experimental group has a stronger positive influence on the intrinsic motivation and learning outcomes of science students (Biology, Chemistry and Geology) than static visualization used in the control group, and whether selected variables (students’ gender, age, educational level, learning domain, and teacher personality) significantly affect the results. Results This study was conducted in 2019 with a sample of 565 students from Czech middle (aged 11–15 years) and high (aged 15–19 years) schools using the following research tools: Motivated Strategies for Learning Questionnaire, Intrinsic Motivation Inventory and knowledge tests. The results show that using 3D models and animations in the teaching process significantly increased the students’ intrinsic motivation for learning natural sciences (more specifically, its components (1) interest, (2) effort to actively participate in the educational process, (3) perceived competence and (4) understanding the usefulness of the subject matter), with a mean Hedges’ g = 0.38. In addition, students in the experimental group reached a significantly higher level of Chemistry knowledge than their peers in the control group. Furthermore, by moderator analysis, we identified three moderator variables, namely student age, instructional domain and teacher personality. These variables significantly affect intrinsic motivation in different ways. The strongest positive effect of dynamic visualizations was found among students aged 11–13, whereas the weakest positive effect was identified among students aged 14–16. Regarding instructional domain animations and 3D models, the strongest positive effect is found in Chemistry (g = 0.74) and Biology (g = 0.72), whereas the positive impact on Geology is significantly weaker (g = 0.45). Teacher personality was found to be a major moderator in student motivation, with significant differences (g = 0.40—1.24). Teachers’ attitude towards modern technology plays an important role concerning this effect. Conclusions Based on these findings, we conclude that 3D models and animations have a positive effect on students and that teachers should include these visual aids in their lessons. For this reason, teachers are encouraged to implement these dynamic visual aids in their lessons regardless of their beliefs, and to get an adequate support in the process of implementation if necessary.

For a successful transition towards sustainability, people need information and knowledge to understand the complex interconnectedness of social, natural, and social-natural systems. In order for people to be able to take a position on a number of environmental and social issues, and make decisions arising from these challenges, they need to use environmental literacy. We have come up with a tool to answer the question of how students access information about new environmental topics in the media, and how they transform it into environmental knowledge. Almost 400 students from seven Czech universities took part in a combined knowledge test and context questionnaire on microplastics (information based on the previous analysis of selected major web media). More than a third of students tested identified mass media as their main source of knowledge. Most students, however, already had some simple partial knowledge about the topic—the level of commonly discussed information that students remember and then just reproduce. Our statistically evaluated results may help teachers improve the quality of their instruction, curriculum, and subsequently students’ achievement and environmental civic competencies. The results present original findings complementing international research on the role of education and mass media in environmental sustainability knowledge.

Jedním z klíčových prvků výuky nejen přírodovědných předmětů je motivace žáků. Obecně se má za to, že vhodně volená motivace činí výuku zajímavější a efektivnější, zjednodušuje proces výuky, zapojuje více žáka do sledované problematiky a pomáhá zvýšit retenci získaných poznatků. K tomu, aby výuka mohla maximálně využít motivačního potenciálu vhodně volených prvků (např. vazba na „běžný život, práce s ICT, . . . ), je vhodné znát motivační orientace žáků a faktory, které je ovlivňují. V tomto ohledu se příspěvek zabývá sledováním motivačních orientací žáků při práci se školními měřicími systémy (anglicky MBL nebo probeware) v badatelsky orientovaných úlohách. Dalším motivačním prvkem je propojení úloh na praktický život. Pro studium a zhodnocení motivačních orientací žáci realizovali laboratorní cvičení, před a po laboratorním cvičení vyplnili dotazník založený na ověřených nástrojích pro jejich sledování: (i) Motivated Strategies for LearningQuestionnaire (MSLQ) a (ii) Intrinsic Motivation Inventory (IMI). Dotazníky byly statisticky zpracovány – analýzou úrovně reliability (Cronbachovo alfa), analýzou rozptylu (jednoprůchodová ANOVA) a shlukovou analýzou. Výsledky ukázaly, že většina žáků byla již před laboratorní prací dostatečně motivována, jejich motivace se po realizaci cvičení ještě zvýšila. Studované aktivity byly hodnoceny nadprůměrně, zvláště pak ty, které se vztahovaly bezprostředně k lidskému tělu (účinnost antacid) či medializovaným tématům (plynová chromatografie – methanolová aféra). Analýza rozptylu pak ukázala, že ze sledovatelných faktorů ovlivňující motivační orientace žáků je převážně škola, kterou žák navštěvuje, a potažmo učitel chemie. Naopak, minimálně ovlivňuje motivační orientace pohlaví či realizovaná aktivita. Práce na aktivitách a se školními měřicími systémy žáky ve většině bavila a celkově lze říci, že žáci jsou nakloněni implementaci měřicích systémů do výuky, které tak mají ve výuce přírodních věd nepochybně své místo.

During the one-year pedagogical experiment, the released teaching tasks from PISA (Programme for International Student Assessment) assessment were systematically used in the 9th grade. The pupils in a control group used a commercial workbook. The results in the initial and final test showed that the pupils from the experimental group statistically significantly improved in most of the tested cognitive levels.  We can state that the use of released PISA-type teaching tasks in the chemistry teaching has led pupils to scientific literacy development and that these teaching tasks represent a suitable tool for chemistry teaching. Based on the one-year use of teaching tasks in five different schools, recommendations for their effective use in teaching were made.

V posledních 30 letech prochází český vzdělávací systém řadou změn. Po delší době stagnace vzdělávacích přístupů, realizace jednotného školství a centralizace vzdělávání, založené na tzv. učebních osnovách, došlo v 90. letech k výrazné transformaci vzdělávací soustavy. Za jednu z nejvýznamnějších změn této transformace lze považovat vznik nových škol a postupné zvyšování autonomie škol díky  uvolnění učebních osnov. V průběhu posledních 30 let lze také v českém prostředí pozorovat významnou proměnu paradigmatu přírodovědného vzdělávání, která je do značné míry dána otevřeností vzdělávacího systému k novým, globálním trendům ve vzdělávání. Cílem článku je zmapování vývoje paradigmatu přírodovědného vzdělávání v posledních 30 letech. Předmětem tematické kvalitativní analýzy budou relevantní strategické a koncepční dokumenty MŠMT (např. dlouhodobé záměry vzdělávání a rozvoje vzdělávací soustavy, vládní strategie v oblasti vzdělávání, i dílčí strategie související s přírodovědným vzděláváním) a další dokumenty tvořené organizacemi jakými jsou např. Výzkumný ústav pedagogický v Praze (nyní Národní ústav pro vzdělávání), či Česká školní inspekce. Na základě těchto dokumentů chceme demonstrovat širší kontext přírodovědného vzdělávání. V druhé části článku se na základě analýzy cílového zaměření kurikul v oblasti přírodovědného vzdělávání od roku 1989 chceme zaměřit na proměnu cílů v oblasti přírodovědného vzdělávání, soustředit se chceme také na promítání alternativních metod a postupů výuky do kurikul přírodních věd. Výběr vhodných dokumentů pro analýzu a jejich objektivní interpretace jsou do značné míry zaručeny týmem autorů, kteří se na řadě reformních kroků přímo nebo poradenstvím podíleli a mohou tak analýzu obohatit expertním pohledem na danou problematiku.