Geologie jako samostatný předmět

Příklad dobré praxe vznikl jako součást systémového projektu Pilot G/GP (www.pilotg-gp.cz), který v letech 2004 - 2008 spolufinancovaly ESF, MŠMT a MHMP.

Škola: Gymnázium Oty Pavla, Praha-Radotín
Realizátor: Petr Koubek
Konzultant VÚP: Vladimír Lacina

Vyučovací předmět Geologie vychází ze vzdělávacího obsahu stejnojmenného oboru v RVP G. Je koncipován jako samostatný předmět s dotací jedné vyučovací hodiny. Seznamuje žáky s postavením zemského tělesa ve vesmíru, se zákonitostmi jeho stavby a mechanismů, rozvíjí schopnost logického úsudku, analýzy příčin a dedukce důsledků přírodních jevů na základě pochopení klíčových principů a podporuje pozitivní vztah k přírodním vědám a přírodě obecně. Vzdělávací obsah předmětu Geologie přímo souvisí s výukou dalších předmětů v ŠVP, které vznikly z oblasti Člověk a příroda.

Kontext a východiska

Předmět Geologie je určen pro žáky 1. ročníku všeobecné větve čtyřletého programu gymnázia, resp. 3. ročníku šestiletého studia. Byl vytvořen na základě názoru, že tříštit obsah Geologie mezi existující přírodovědné předměty nepřináší žádoucí výsledky pro celistvé pochopení neživé přírody a jejích vztahů k přírodě živé.

Cíle

a) na úrovni oborů
Předmět zahrnuje všechny očekávané výstupy vzdělávacího oboru Geologie podle RVP G.
Očekávané výstupy, vzdělávací obor Geografie, RVP G
Žák:

• porovná postavení Země ve vesmíru a podstatné vlastnosti Země s ostatními tělesy sluneční soustavy,
• porovná na příkladech mechanismy působení endogenních (včetně deskové tektoniky) a exogenních procesů a jejich vliv na utváření zemského povrchu a na život lidí,
• objasní malý a velký oběh vody a rozliší jednotlivé složky hydrosféry a jejich funkci v krajině,
• hodnotí vodstvo a půdní obal Země jako základ života a zdroje rozvoje společnosti.

b) na úrovni klíčových kompetencí
Cíle v oblasti kompetence k učení
Žák:

• osvojuje si vědomě znalosti a dovednosti, které pak využívá při dalším učení a pracovních činnostech,
• využívá vědomě při svém učení různé metody a postupy, zvažuje jejich využití vzhledem k cíli učení,
• vyhodnotí využitelnost a věrohodnost různých zdrojů informací, které při učení používá,
• hledá souvislosti mezi získanými informacemi, propojuje informace se svými dosavadními poznatky.

Cíle v oblasti kompetence k řešení problémů
Žák:

• rozpozná, které informace k vymezení problému či jeho řešení chybějí a doplní je, nebo uvede, jak by se daly získat.

Cíle v oblasti kompetence komunikativní
Žák:

• podle situace a toho, s kým komunikuje a čeho chce dosáhnout, zvolí vhodný prostředek komunikace (osobně/na dálku, písemně/ústně, IT technologie/jiné technologie apod.),
• v diskusi srozumitelně sděluje a vysvětluje své myšlenky, postoje, argumenty, sám diskutuje k věci,
• práci svou nebo týmu prezentuje tak, že zvolí (sám navrhne, poradí se se zkušenějším) optimální formu vzhledem k zadání nebo tomu, jakého účinku chce dosáhnout.

Realizace - postup a metody

Účelem výuky tohoto předmětu je seznámit žáka s poznatky o neživé přírodě na vyšší úrovni než v základním vzdělávání. Na nich později může žák stavět při řešení problémových mezioborových úloh v oblasti geografie a ekologie. Žák se tak seznamuje s procesy globální povahy a uvědomuje si prostoupenost objektů a dějů v přírodě. Učí se analýze složitějších jevů na jednotlivé složky a hledá jejich příčiny, na straně druhé se pokouší syntézou odvozovat obecné závěry ze studia jednotlivostí.

Výuka předmětu Geologie je realizována různými metodami. Při přímém výkladu učitele jsou žáci seznamováni s modely či vzorky přírodnin, obrazový materiál je demonstrován prostřednictvím zpětného projektoru nebo dataprojektoru, filmový materiál je promítán prostřednictvím televizoru nebo dataprojektorem na plátno. Kromě toho žáci pracují samostatně s texty, mapami, obrázky a internetovými odkazy. Všechny materiály jsou pro potřeby školy vyučujícím přehledně a systematicky zpracovány v rozsáhlém učebním textu, který žáci obdrží na začátku roku v elektronické podobě na CD. Řada žáků si tento materiál vytiskla a používala jeho tištěnou podobu během výkladu a při domácí přípravě.

Významnou součástí výuky jsou i laboratorní práce. Příkladem jsou laboratorní práce, které proběhly ve druhé polovině školního roku. Byly zaměřeny na mineralogii a krystalografii.

Obsah laboratorních prací

1. Pozorování růstu krystalů
   
   • vyučující demonstroval vznik a růst krystalů dichromanu stříbrného přenosem obrazu z mikroskopu na televizní obrazovku
2. Stanovení hustoty granátů pyknometrickou metodou
   
   • žáci si pod dohledem vyučujícího vyzkoušeli práci s pyknometrem a s jeho pomocí se pokoušeli zjistit hustotu granátů
3. Ověření Eulerovy poučky
   
   • při práci s modely různých druhů krystalů si žáci ověřovali platnost Eulerovy poučky o počtu ploch, vrcholů a hran krystalu
4. Posouzení vybraných fyzikálních vlastností některých nerostů
   
   • na praktických příkladech si žáci ověřili rozdílnou štěpnost různých nerostů
   • s využitím Mohsovy stupnice žáci posuzovali tvrdost nerostů
   • dále žáci ověřovali pružnost muskovitu a vrypem do nerostu jeho skutečnou barvu
5. Důkaz přítomnosti železa a síry v nerostu
   
   • vyučující s pomocí žáků demonstroval pokus, kterým prokazuje přítomnost železa a síry při žíhání pyritového prášku uniká ze zkumavky plyn (oxid siřičitý), jeho přítomnost lze prokázat pH-papírkem; po vychladnutí vyžíhaného materiálu žáci pomocí magnetu oddělili magnetické částice oxidu železnatého
6. Důkaz kovu v nerostu
   • vyučující žíháním galenitového prášku v dřevěném uhlí oxidačním plamenem získal v okolí žíhané taveniny oxid olovnatý, následným žíháním redukčním plamenem se uvolní olovo
7. Chemické rozlišení nerostů
   • s využitím chemikálií rozlišují žáci při demonstraci vyučujícím různé dvojice nerostů, na základě svých znalostí pak vysvětlují odlišnosti v chemických reakcích jednotlivých nerostů

Před vlastní laboratorní prací obdrželi žáci od vyučujícího text s obsahem praktických cvičení včetně popisu postupu jednotlivých pokusů. Během praktických cvičení si ověřili některé fyzikální vlastnosti nerostů - s pomocí chemických reakcí zkoušeli prokázat složení nerostu či od sebe rozlišit jejich různé druhy.

Vzhledem k bezpečnosti práce (manipulace s chemikáliemi) a k omezeným možnostem z hlediska materiálního vybavení, byly některé pokusy demonstrovány vyučujícím. V tomto případě však probíhal přenos obrazu z mikroskopu na televizní obrazovku, aby všichni žáci mohli pokus dobře sledovat. Realizace pokusu s růstem krystalů dichromanu stříbrného s užitím přenosu obrazu videokamerou je výhodnější také vzhledem k tomu, že vyučující po celou dobu reakce může kontrolovat, zda pokus úspěšně probíhá a že žák vidí opravdu to, co vidět má. Pokus lze samozřejmě provést i formou individuální práce žáků, je-li k dispozici dostatečný počet světelných mikroskopů.

V průběhu školního roku mají žáci povinnost vypracovat ročníkovou práci na zadané téma z oblasti geologických věd. Ročníková práce je zpracovávána jednou z těchto tří forem:

• kompilační studie,
• poster,
• prezentace na PC.

Vyučující hodnotí nejen správnost obsahu práce žáka, ale i kvalitu a originalitu vypracování, která musí korespondovat s tou formou ročníkové práce, která byla žákovi zadána. Žáci mají možnost si vyzkoušet rozdílný přístup k prezentaci výsledků své práce a uvědomit si vhodnost použití jednotlivých forem prezentace. Ročníkové práce, které jsou učitelem vybrány, jsou jednotlivými autory představeny celé třídě. Často se po vystoupení žáků rozpoutá diskuse nejen nad zpracováním předkládaných informací, ale i nad obsahem zpracovaného tématu. Žáci se do této formy práce zapojují s velkým nadšením. Stěny učebny zeměpisu jsou postupně zaplňovány postery, které slouží jako zdroj informací mladším žákům gymnázia. Také kompilační studie a prezentace na počítači jsou v dalším studiu žáky využívány.

Nedílnou součástí předmětu je exkurze s převážně geologickým zaměřením (vzhledem k časovým a prostorovým možnostem kombinovaná s další exkurzí či školním výletem). Obsah exkurze bývá různorodý. Ve sledovaném školním roce byla geologická exkurze doplněna návštěvou dvou chemických výrobních provozů, které ležely na spojnici geologicky zajímavých útvarů.

Geologie - metodický film

Využité zdroje a pomůcky a způsob jejich využití

Žáci používali jako studijní materiál k předmětu Geologie interní text sestavený vyučujícím na základě výběru a studia literatury uvedené v následujícím přehledu:

Anatomie Země. Praha: Albatros, 1995.
BABUŠKA, V., MUŽÍK, M.: Mineralogie, petrografie a geologie. Praha: SNTL, 1981.
BIČÍK, I., JANSKÝ, B.: Příroda a lidé Země. Praha: Nakladatelství ČGeogrS, 2003.
BOUŠKA, V., ABRAHÁMOVÁ, D.: Geologie pro gymnázia. Praha: SPN, 1984.
BURROUGHS, W. a kol.: Encyklopedie počasí. Praha: Václav Svojtka&Co., 2003.
ČEMAN, R.: Neživá příroda. Bratislava: Mapa Slovakia, 2001.
Encyklopédia Zeme. Bratislava: OBZOR, 1985.
Encyklopedický slovník geologických věd 1-2. Praha: ACADEMIA, 1983.
FENDRYCH, M.: Přírodní vědy. Praha: Nákladem vlastním, 1945.
HABĚTÍN, V., KOČÁREK, E., TRDLIČKA, Z.: Geologické vědy. Praha: SPN, 1976.
HEJTMAN, B.: Petrografie. Praha: SNTL, 1969.
HLAD, O., PAVLOUSEK, J.: Přehled astronomie. Praha: SNTL, 1990.
KACHLÍK, V. CHLUPÁČ, I.: Základy geologie. Historická geologie. Praha: Karolinum, 1999.
KETTNER, R.: Všeobecná geologie III. Praha: Nakladatelství ČAV, 1954.
KUKAL, Z.: Přírodní katastrofy. Praha: HORIZONT, 1983.
LEVY, DH.: Hvězdy a planety. Praha: SVOJTKA a VAŠUT, 1997.
Malá československá encyklopedie 1-6. Praha: Academia, 1984-1987.
NETOPIL, R., HORNÍK, S.: Fyzická geografie I-II. Praha: SPN, 1984.
PAUK, F., BOUČEK, B.: Praktická cvičení z geologie. Praha: SPN, 1973.
POKORNÝ, V.: Všeobecná paleontologie. Praha: Karolinum, 1992.
Pozvánka do vesmíru. Praha: Albatros, 1982.
Rekordy České republiky - příroda. Bratislava: Mapa Slovakia, 2001.
Rekordy Země. Bratislava: Slovenská kartografia. 1992.
ROST, R., KOCAR, M.: Atlas nerostů. Praha: SPN, 1964.
ŠPINAR, ZV.: Kniha o pravěku. Praha: Albatros, 1988.
ŠTULC, M., PŘÍHODA, P., SRBOVÁ, H.: Přírodní obraz Země. Praha: Fortuna, 1995.
Tajemství přírody. Ostrava: BLESK, 1993.
Velká obrazová všeobecná encyklopedie. Praha: Václav Svojtka&Co., 1999.
Země. Euromedia Group K. S. - Praha: Knižní klub, 2004.

Během výuky byly používány další literární a obrazové zdroje, populárně-naučné časopisy, internetové stránky se souvisejícím obsahem, fyzické vzorky minerálů a hornin, modely krystalů, kolekce nerostů stupnice tvrdosti, geologická mapa a kompas, videopořady s geologickými tématy (především z oblasti dynamické a historické geologie), modely zkamenělin, videopořady s paleontologickým obsahem.

Reflexe sledovaného příkladu dobré praxe

Realizace předmětu Geologie prokázala jeho optimální nastavení v učebním plánu a možnost realizace ve stanoveném rozsahu i formách. Vyučující si ověřil výhody propojení řady přírodních věd do jednotného celku a schopnosti žáků kombinovat znalosti získané na hodinách biologie, chemie, fyziky či geografie k analýze geologických jevů či dedukci globálnějších problémů. Tvorba posterů umožnila první seznámení s jednou z běžných metod prezentace výsledků odborné práce a posouzení schopností žáků v této oblasti.

Praktické cvičení i exkurze byly z pohledu žáků hodnoceny jako vysoce zajímavé a zjevně příjemné složky výuky. V rámci dodatečné evaluace výuky předmětu na začátku dalšího školního roku byla formou testu a dodatečných individuálních pohovorů ověřena účinnost předchozí roční výuky geologie na uspokojivé úrovni a současně byla vyhodnocena vysoká shoda výsledku evaluace se závěrečnou klasifikací v 1. ročníku.

Shrnutí a zhodnocení celkové kvality příkladu dobré praxe

Výuka Geologie je personálně zajištěna na potřebné odborné úrovni, a tak i přes určité potíže s materiálním zabezpečením lze konstatovat, že zařazení tohoto samostatného předmětu do ŠVP je velmi přínosné. A to i díky praktickému pojetí, kdy si mohou žáci při laboratorních cvičeních či exkurzi ověřovat získané vědomosti a dovednosti. Koncepce výuky Geologie umožňuje žákům uvědomit si její výrazně interdisciplinární charakter, neboť je vede k využívání a propojování poznatků z ostatních, a to nejen přírodovědných předmětů.

Budoucí perspektiva příkladu dobré praxe

S výukou předmětu Geologie se trvale počítá v rámci ŠVP pravidelně v 1. ročníku čtyřletého, resp. ve 3. ročníku šestiletého studijního cyklu i v následujících letech, realizovaná ověřovací fáze nepřinesla důvod k jeho omezení či rušení. Teprve po několikaleté realizaci bude možno přikročit k obsahovým či formálním úpravám na základě získaných zkušeností.

Kontaktní osoba:
Petr Koubek
e-mail: ramses.k@email.cz