Putování uhlíku – uhlíkový cyklus

Stupeň vzdělávání: 2. stupeň základní školy

Věková skupina: 8.–9. ročník ZŠ

Vzdělávací obor: chemie

Tematický okruh: anorganické sloučeniny

Očekávané výstupy: Žák porovná vlastnosti a použití vybraných prakticky významných oxidů, kyselin, hydroxidů a solí a posoudí vliv významných zástupců těchto látek na životní prostředí.

Časová dotace: 2 vyučovací hodiny (90 minut)

• Výuka: 90 minut
• Příprava: 30 minut (příprava karet s výskytem uhlíku v prostředí, tisk pracovních listů, příprava aplikace Nearpod – Draw It pro záznam cesty uhlíku v přírodě)

Pomůcky: Pingpongové míčky, popis hry a herní karty pro jednotlivé role v koloběhu uhlíku, interaktivní tabule, notebooky do skupin, připojení na web

Potřebné vstupní znalosti a dovednosti: pokud je důležité zmínit, na co navazujeme

• Oborové: základní povědomí o formách a výskytu uhlíku v přírodě
• Digitální: dovednost práce s aplikací Nearpod – nástroj Draw It

Vzdělávací cíle:

Hlavní cíl: Žák porozumí komplexnímu systému koloběhu uhlíku v prostředí a různým vlivům, které se v koloběhu uhlíku uplatňují.

Dílčí cíle:

• Žák identifikuje klíčové procesy přeměny uhlíku v přírodě.
• Žák kriticky hodnotí lidský vliv na přírodní cykly.
• Žák rozvíjí schopnost práce s nelineárními texty.
• Žák zaznamenává pohyb uhlíku v přírodě pomocí digitálních zařízení.

Přínos využití digitálních technologií / komentář z pohledu rozvoje DK: Aplikace Nearpod, konkrétně její nástroj Draw It, umožňuje žákům interaktivně zaznamenávat a vizualizovat abstraktní přírodní procesy. Digitální nástroje transformují teorii do praktické, zážitkové formy učení.

Metodická poznámka: Aktivita vyžaduje od učitele flexibilní přístup a schopnost improvizovat. Doporučuji technologie předem otestovat a mít připravené alternativní postupy.

Popis vzdělávací aktivity:

1. Úvodní motivace (10 minut)

Využijte nástroj Mentimeter a zeptejte se žáků, kde všude se na naší planetě nachází uhlík.

Obr. 1: Ukázka úvodní evokace k výskytu uhlíku v přírodě.

Následně se žáků zeptejte:

• Kdybychom atom uhlíku označili, zůstává stále na jednom místě? Nebo cestuje?

2. Přípravná fáze (15 minut)

Vysvětlete žákům základní principy aktivity a její cíle, motivujte je k aktivnímu zapojení do hry (Příloha 1 – popis hry). Rozdělte žáky do sedmi skupin reprezentujících různá prostředí a místa v koloběhu uhlíku: jsou jimi atmosféra, voda, řasy, mořští plži, usazené horniny, stromy a housenka. Každá skupina obdrží jednu herní kartu s podrobným popisem své role a možnostmi pohybu uhlíku (Příloha 1 – popis hry, karty s popisem role a možným pohybem uhlíku).

3. Herní simulace koloběhu uhlíku (30 minut)

Žáci obdrží dva až čtyři pingpongové míčky představující atomy uhlíku. Jejich úkolem je realizovat přesuny uhlíku mezi skupinami podle stanovených pravidel. Každý přesun bude doprovázen vysvětlením procesu migrace. Hra proběhne ve více kolech, přičemž žáci pokaždé volí odlišné strategie přesunu. Učitel moderuje pohyb mezi skupinami a zajišťuje, aby všichni pochopili princip přirozeného oběhu uhlíku.

4. Lidský vliv na koloběh uhlíku (10 minut)

Do hry budou zapojeni dva žáci reprezentující lidské aktivity. Společně odvodí nebo s pomocí učitele identifikují dopady lidské činnosti, jako je těžba fosilních paliv a odlesňování, na pohyb uhlíku. Důraz bude kladen na pochopení, že lidé nevytvářejí nový uhlík, ale urychlují jeho pohyb mezi přírodními úložišti.

5. Digitální záznam a reflexe (15 minut)

Prostřednictvím aplikace Nearpod a nástroje Draw It žáci zaznamenají migraci jednoho atomu uhlíku s využitím následujících kritérií:

• Jasně označí počáteční místo výskytu uhlíku.
• Vyznačí šipkami směr migrace mezi prostředími.
• Uvedou stručný popis procesu při každém přechodu.
• Barevně odliší přírodní a lidské vlivy na pohyb uhlíku.

Jeden žák současně zaznamenává pohyb na interaktivní tabuli, aby byly zřetelné různé migrační cesty. Žáci následně sdílí své cesty uhlíku prostředím s učitelem a zapracují je do připraveného schématu v pracovním listu (Příloha 2).

Obr. 2: Ukázka migrace uhlíku v prostředí zpracovaná žáky v aplikaci Nearpod – Draw It a sdílená s učitelem.

6. Závěrečná reflexe (10 minut)

Společná diskuse:

• Poznatky z aktivity a pochopení komplexity koloběhu uhlíku;
• Reflexe digitální vizualizace;
  • Jak digitální nástroj pomohl lépe pochopit migraci uhlíku?
  • Jaké výhody přináší digitální zaznamenávání přírodních procesů?
  • Jaké obtíže jste měli při zachycování abstraktního pohybu uhlíku?
• Dopady lidských aktivit na přírodní procesy.

Učitel vyzve žáky, aby sdíleli své postřehy k použití digitálního nástroje a porovnali své vizualizace.

Zkušenosti s použitím materiálu ve výuce:

Aktivita s míčky a pohybem uhlíku přes různá prostředí vyžaduje důkladné řízení učitelem. Zpočátku se mi osvědčilo hrát pouze s jedním míčkem a u každého posunu míčku (uhlíku) si nahlas zdůvodňovat, proč přechází uhlík zrovna do daného zdroje (rezervoáru) uhlíku. Až poté jsme hráli další dvě kola s více míčky.

Při použití aplikace Nearpod – Draw It pro záznam pohybu uhlíku do schématu se mi vyplatilo nejprve s žáky nacvičit na ukázkovém schématu, jak s aplikací pracovat. Poté, co se žáci s aplikací a jejími funkcemi seznámili, jsem je nechal vkládat údaje do připraveného schématu. Rovnou jsem v aplikaci viděl práci jednotlivých skupin a mohl na ni reagovat zpětnou vazbou.