Minerály pod lupou: Od vlastností k určování

Stupeň vzdělávání: 2. stupeň ZŠ

Věková skupina: 6.–9. ročník

Vzdělávací obor: Přírodopis

Časová dotace:

• Výuka: 4 vyučovací hodiny (optimálně v blocích 2× 90 minut)
• Příprava: 30 minut (příprava vzorků a pomůcek pro testování vlastností minerálů)

Pomůcky:

• Vzorky minerálů (očíslované, nejlépe i krabičky)
• Pomůcky pro testování tvrdosti:
  • Měděné mince
  • Hřebíky
  • Sklo
  • Porcelánové destičky / kusy dlaždic
  • Lupy
  • Nože (jídelní) nebo pilníky
• Pracovní listy (viz příloha)
• Popisy stanovišť (viz příloha)
• Papír na záznam určování minerálů
• Zředěná kyselina chlorovodíková s kapátkem
• Papírové utěrky
• Klíče k určování minerálů (https://www.explorika.cz/)

Vzdělávací cíle

Hlavní cíl: Žáci pomocí pozorování a praktických zkoušek určí základní fyzikální vlastnosti minerálů a využijí je k jejich identifikaci.

Dílčí cíle:

• Žáci správně používají pomůcky k určování vlastností minerálů.
• Žáci systematicky zaznamenávají svá pozorování.
• Žáci pracují s určovacím klíčem a využívají ho k identifikaci minerálů.
• Žáci spolupracují ve skupině a rozdělí si role při práci.

Klíčová kompetence k řešení problémů: Aktivita rozvíjí badatelské dovednosti žáků, kdy pomocí pozorování a praktických zkoušek určují vybrané minerály. Žáci se učí kriticky hodnotit pozorované vlastnosti minerálů a na základě získaných informací vyvozují závěry. Při práci s určovacím klíčem rozvíjejí schopnost analyzovat informace v rámci rozhodovacího stromu s vlastnostmi minerálů a používat je při určení minerálů. Přitom si vedou systematický záznam pozorovaných vlastností.

Realizace výuky

Blok 1: Zkoumání vlastností minerálů

Úvod (15 minut)

Začněte hodinu uvedením do problematiky vlastností minerálů. Vyzvěte žáky k rychlému brainstormingu na téma pozorovatelných vlastností minerálů. Z vlastností, které žáci uvedou, vyberte ty, které budou předmětem následující výuky, a doplňte je o další vlastnosti minerálů, které budete zkoumat. Následně žákům představte pracovní list a vysvětlete systém práce na jednotlivých stanovištích. Je důležité důkladně vysvětlit bezpečnostní pravidla při práci s pomůckami a správné zacházení se vzorky minerálů. Na závěr úvodu rozdělte žáky do pracovních skupin po 3–4 členech.

Tip: Pro početnější třídy vytvořte dva okruhy stanovišť, aby jste mohli vytvořit menší skupiny.

Obr. 1: Příprava stanovišť pro poznávání fyzikálních vlastností minerálů.

Práce na stanovištích (50 minut)

Stanoviště 1: Tvrdost minerálů

Na tomto stanovišti vedete žáky k systematickému testování tvrdosti minerálů pomocí různých předmětů. Žáci postupně zkouší škrábat každý minerál nehtem, měděnou mincí, hřebíkem a jestli minerál škrábe do skla. Výsledky zapisují do tabulky v pracovním listě. Na základě jejich zjištění pak seřazují minerály podle rostoucí tvrdosti. Tímto praktickým způsobem si osvojují princip Mohsovy stupnice tvrdosti.

Obr. 2: Určování tvrdosti minerálů s využitím pomůcek a záznam.

Stanoviště 2: Barva a vryp

Na tomto stanovišti žáci pracují s porcelánovou destičkou (úlomkem dlaždice), na které zkoumají vryp minerálů. Veďte je k pečlivému porovnávání přirozené barvy minerálu s barvou jeho prášku (vrypu). Důležité je zdůraznit, že barva minerálu není vždy spolehlivým určovacím znakem, zatímco barva vrypu je charakterističtější. Nechte žáky diskutovat o jejich pozorováních a zapisovat si výsledky do pracovního listu.

Obr. 3: Zkouška vrypu – stopy, kterou minerál zanechá při otírání o porcelánovou destičku.

Stanoviště 3: Lesk

Na tomto stanovišti vedete žáky k rozlišování různých typy lesku minerálů. Ukažte jim rozdíly mezi kovovým a skelným leskem a veďte je k pozorování dalších charakteristických znaků. Poskytněte žákům jednoduchý určovací klíč a pomozte jim identifikovat jednotlivé minerály podle kombinace pozorovaných vlastností.

Tip: Vytvořte „vzorkovník lesků“ – připevněte vzorové minerály na karton s popisky. Pro srovnání můžete přidat i běžné předměty (alobal pro kovový lesk, sklo pro skelný lesk).

Stanoviště 4: Krystalové tvary

Na tomto stanovišti se žáci věnují pozorování krystalových tvarů pomocí lupy. Žáci zde pozorují a následně zakreslují krystalové tvary tří vybraných minerálů – křemene, fluoritu a kalcitu. Pomozte jim rozpoznávat základní geometrické tvary krystalů a veďte je k přesnému zakreslování pozorovaných tvarů.

Shrnutí (25 minut)

V závěrečné části prvního bloku reflektujte práci v jednotlivých skupinách. Ptejte se žáků, k jakým výsledkům dospěli, co zvládali bez problémů a co jim naopak dělalo potíže. Věnujte pozornost typickým problémům, například rozlišení, zda lze do minerálů škrábat hřebíkem, nebo se naopak hřebík otírá o minerál. Dejte každému žákovi prostor individuálně zapsat tři nejzajímavější poznatky, které během aktivity získal. Následně veďte krátkou závěrečnou diskuzi, kde žáci sdílejí své objevy a případné nejasnosti.

Blok 2: Určování minerálů

Úvod (10 minut)

Rozdejte žákům do skupin po 2–3 klíče k určování minerálů a společně projděte všechny připravené pomůcky. Věnujte pozornost vysvětlení bezpečnostních pravidel, zejména při práci se sklem. Zdůrazněte, že s kyselinou budete pracovat výhradně vy na vyžádání skupiny. Ujistěte se, že všichni žáci bezpečnostním pokynům rozumí.

Obr. 4: Klíče k určování minerálů tvořené jako rozhodovací stromy na zkoumání vlastností minerálů.
(zdroj: https://www.explorika.cz/)

Seznámení s klíčem (15 minut)

Poskytněte žákům několik minut na samostatné pročtení určovacího klíče. Poté na připraveném příkladu předveďte princip dichotomického větvení. Stručně vysvětlete vybrané pojmy, se kterými se v klíči setkají. Vytvořte prostor pro kladení otázek k práci s klíčem – je důležité, aby všichni správně pochopili princip práce s klíčem. Zdůrazněte, že při určování se mohou vracet zpět a opravovat svá rozhodnutí.

Práce s klíčem (50 minut)

Rozdělte žáky do malých skupin po 2–3 a pomozte jim rozdělit si role – zásobovač, zapisovatel, mluvčí. Na stůl umístěte sadu očíslovaných vzorků a pomůcky k určování. Vysvětlete systém práce: pro jednotlivé vzorky a pomůcky chodí vždy jeden žák z dané skupiny, po určení vrací vzorky zpět na původní místo. Zdůrazněte význam zapisování postupu určování – žáci si na papír zaznamenávají číslo vzorku a cestu určovacím klíčem až k určenému vzorku. Během práce obcházejte skupiny a pomáhejte jim zaměřit se na důležité znaky při pozorování minerálů.

Tip: Nabídněte žákům možnost vytvořit si vlastní systém značek pro zaznamenávání cesty klíčem. Osvědčuje se používat různé barvy pro různé vzorky – snáze se pak dohledají případné chyby v určování. Mějte připraveno více vzorků než je počet skupin, aby se předešlo zbytečnému čekání.

Obr. 5: Práce s klíčem k určování minerálů a záznam pozorovaných vlastností minerálů.

Vyhodnocení a reflexe (15 minut)

V závěru hodiny vytvořte prostor pro sdílení výsledků určených minerálů. Vyzvěte mluvčí skupin k představení toho, co jim dělalo při určování potíže. Ptejte se, které znaky byly pro určování nejužitečnější a které naopak matoucí. V závěrečném shrnutí zdůrazněte význam systematického pozorování a záznamu informací v přírodních vědách.

Tip: Připravte si vzorek minerálů, který na první pohled vypadá jako jiný minerál (např. sádrovec, který vypadá jako kalcit nebo křemen). Na tomto příkladu můžete demonstrovat důležitost systematického pozorování všech vlastností. Nechte žáky formulovat, které vlastnosti byly pro určení nejdůležitější.

Zkušenosti s použitím materiálu ve výuce:

Role učitele a organizace výuky

Aktivita klade zvýšené nároky na učitele, který zde vystupuje především jako poradce a průvodce učením žáků. Při skupinové práci je často náročné poskytovat podporu všem skupinám současně tam, kde je právě potřeba. Pro efektivní realizaci aktivity proto doporučuji pracovat v tandemu s dalším učitelem nebo ve spolupráci s asistentem pedagoga.

Práce s určovacím klíčem podle věku žáků

Při určování minerálů je vhodné žákům říct, kolik vzorků minerálů by měli určit během vyučovací hodiny. To spíš pro motivaci a stanovení cíle, než pro nějaké hodnocení známkou. Důležité je především to, aby měli čas vzorky důkladně prozkoumat a zaznamenat, podle jakých vlastností je identifikovali. Žáci šestého ročníku pracují pomaleji než deváťáci. Na druhou stranu je téma minerálů ve srovnání s deváťáky zajímá podstatně více. Přesto se praktické určování minerálů s využitím klíče velmi dobře uplatnilo i v poměrně živých třídách devátého ročníku.

Hodnocení a zpětná vazba

Při hodnocení této aktivity nedoporučuji klasické známkování, ale využití formativního hodnocení. Průběžně sledujte práci žáků ve skupinách, podobu jejich záznamů, správnost použití určovacího klíče a úroveň spolupráce. Zpětnou vazbu je vhodné poskytovat průběžně během práce formou slovního hodnocení a v závěrečné reflexi se zaměřit na pojmenování úspěchů i vzniklých potíží.

Stanovený počet určených minerálů je třeba brát jako orientační, nikoliv jako striktní kritérium hodnocení. Důraz by měl být kladen především na kvalitu práce než na množství určených minerálů. Významnou součástí hodnocení by mělo být také sebehodnocení žáků a vzájemné hodnocení ve skupinách.

Další související materiály:

HOLEC, Jakub. Problematika geologického vzdělávání na základních školách a gymnáziích. Metodický portál: Články [online]. 03. 02. 2014, [cit. 2025-02-12]. Dostupný z WWW: <https://clanky.rvp.cz/clanek/18299/PROBLEMATIKA-GEOLOGICKEHO-VZDELAVANI-NA-ZAKLADNICH-SKOLACH-A-GYMNAZIICH.html>. ISSN 1802-4785.