Výběr a uspořádání učiva biologie na střední škole • velký nárůst biologických poznatků • časově omezená školní docházka • „pevně" stanovené hodinové dotace redukce poznatků kritéria výběru a uspořádání učiva Altmann 1974, Čížková 2002 Výběr a uspořádání učiva podle - ročních období a biotopů - systému organismů - hledisek obecné biologie - analýzy životních funkcí - aplikace biologických poznatků Roční období a biotopy Základem výuky je popis životních procesů v biotopech a bezprostřední kontakt s organismy. Výhody: • žáci poznávají organismy ve stejných „logických" skupinách, v jakých se s nimi setkávají v přírodě • respektování sezónního principu • snazší uplatnění metod pozorování a pokus. Tomuto kritériu výběru látky odpovídá řada učebnic Ekologického přírodopisu pro ZŠ a nižší ročníky gymnázií zpracovaných kolektivem autorů pod vedením D. Kvasničkové a vydávaných nakladatelstvím Fortuna. Příklady současných učebnic biologie pro nižší ročníky víceletých gymnázií zpracovaných podle osnov pro Ekologický přírodopis Ukázka z učebnice přírodopisu vycházející z osnov pro Ekologický přírodopis (10) (11) Lesní společenstva O lese jsme se učili již v přírodovědě. Nejprve si připomeneme, co jsme si zapamatovali: • Co je to les? • Jaké lesy rostou v naší republice? • Jak se lesy mění v průběhu roku? • Jaký význam mají lesy v krajině? V lesích žije mnoho rozličných organismů ve vzájemných vztazích. Lesy jsou složitá přírodní společenstva. • Které rostliny, živočichy a houby žijící v lesích již znáš? Vyjmenuj alespoň deset různých organismů. • Zopakuj si z přírodovědy: Jak se vyživují zelené rostliny? Čím se živí živočichové? Z čeho získávají výživu houby? Co potřebují organismy z okolního prostředí? Uveď příklady! Všechny organismy potřebují ke svému životu i činitele neživé přírody: světlo, teplo, vzduch, vodu, různé látky z půdy. • Zopakuj si: Co je zdrojem světla a tepla pro organismy v přírodě? Ze kterých látek se skládá ovzduší? Co je vítr? K čemu potřebují organismy kyslík a k čemu oxid uhličitý ze vzduchu? Které vlastnosti vody důležité pro život jste již poznali? Co jsou to nerosty a co jsou to horniny? Uveď příklady. Z čeho vzniká půda? Co obsahuje? Přírodní společenstvo různých organismů tvoří dohromady s neživým prostředím, ve kterém žije, přírodní soustavu čili ekosystém. Les je velmi složitý ekosystém. • Uveď příklady organismů a neživých podmínek, které tvoři les. V lesích žijí tisíce různých druhů organismů. Abychom lépe poznali jejich společné i rozdílné vlastnosti a jejich vzájemné souvislosti, roztřídíme si je do základních skupin. • Jak jsme v přírodovědě třídili organismy, abychom se lépe vyznali v rozmanitostech přírody? ROSTLINY A HOUBY NAŠICH LESŮ • Roztřiď organismy, které vidíš na obrázku! Mezi zelenými rostlinami a houbami v iese jsou rozdíly ve stavbě těla, ve způsobu života i v nárocích na prostředí. Obr. 5 Rozdíl mezi společenstvem a ekosystémem. Organismy žijící společně v určitém prostředí tvoří společenstvo (A). Společenstvo s neživým prostředím tvoří ekosystém (B) Obr. 6 Muchomůrka červená v prostředí Obr. 7 Řasy na kůre stromu Kvasničková D. a kol.: Ekologický přírodopis pro 6. ročník Základní školy. - Fortuna, Praha. Systém organismů Základem výuky je upravený (didaktizovaný) vědecký systém, v němž jsou z jednotlivých taxonomických kategorií vybírány vhodné typy. Ve všech současných středoškolských učebnicích biologie čtyřletých a vyšších ročníků víceletých gymnázií je učivo vybíráno a osnováno tímto způsobem. • ZŠ - na základě studia konkrétních druhů se vyvozují charakteristiky vyšších taxonomických kategorií • SŠ - studenti se seznámí s obecnou charakteristikou vyšší systematické jednotky a pak jsou seznámeni s nejdůležitějšími zástupci Výhodou jsou ucelené poznatky o dané biologické disciplíně. Nevýhodou je vznik formálních vědomosti (obrana: obohacení učiva o zajímavé poznatky z ekologie, etologie, biogeografie, fylogeneze atp.). Ukázky ze středoškolských učebnic botaniky, vycházejících ze zjednodušeného systému rostlin 11(1 ] E9. Pulmy Qp^lmaa, jJWitiriit} li ťťřLnaliatů (ŕluQň.tífrflB'lí^ ^Lbíťpilaleji'i. £06. EatiůVťiik (Phoenix ductjUrerft, É^tfpflfiíic} má je^udiiťhŕr fífi^] 3t0^4D &top Yjaůký, í— 3 sUípyiliistj-kmen, ktS^Ad^flfwcbQlvsTénilíitBtjř--"-koü s&Lwfloufcjch, zjevených Iíě-Iíí, ífcsít liatím Tjrtatajji vtlílů' Jt#řtnf Iflty. . 2 počátku uasLVL-Hnú bficíiftlýw-, kuEörittm luLud^cn toulceín Jteb poSťani. Iíi:5tj fflaJlí a pestíkuvá iiariliLBjř sc u&j-ilfliiych Etřomfetíh tiso-u d-^ůjdo-jftr}. ÖJ4JIW »ji lani«, ž]ut*iol.iiu íi Ífi& jícSl :,:; 1.2,000 V ji^Jlí Utťfr tfta-, nůjsoa Ldit íetuě ^■ŤjTÍjrajt í e « liich pťifliOidjWi duma»; jedcLbSuiucnuu toobute (äaü*J barrj blodoĽtutú aöb íůrvesip, tí ch pal tjtáňjí rtu SO.Ů t jůdnom kvrteofittí. Podlouhlé TohuTÍte afmmb mú Ú> jedné a trn íiS podúluOll j'í&U-- NťjiŕEiĽĽu&jäí ta pniem ií^Cťm ASeiky n jibOxápäddi .Aůltfs kcCrÜ B^^TO plruj^-Játíiárn Uliční jWítctrau: ťouioĚLh nir-ůďů ťin^^v^J důJdCitiL, hli i:FÍ-dLJik jínůb u£ÍK*ná ji;rt. 'íafcĚ hů. jěi y ItilEL * DiLmustiL tfif pnri fi'rýn onbuia, |iůd ti£lu£ 3lf OfOůů ujfflůlfltví. LiítVj. Q&td)r prw-í pihy iJJífuíui, oiwu H ¥Ú.Iíéů palmami1". Oti, ZSii KůkuůLTiiSk 1.1'bwe liťicífťra): 1) | ■!:!:■. Li:Lá. !■ v-----'k\ z !;■■■■:■=-. úůh-i ■ 3i>7. ŤýaJťofloíTjiik $toeo* Btucífer^; íhřtflCpnfiiic) wA j^dnúdiicLií^ časro EÜmn roHiJ^. tiÚ—&0 stup Tjs^kýi stepuj Janen, juni bývá dftlii 0 jniltlhů Dra A. Pokorného Názorný přírodopis rostlinstva. - Praha, 1870. KAPRADOROSTY (L32) vytrus prokel pelatka Gin. y.2. Schéma životního cyklu stojní p výt rusých kupraďo-rcislů i preiličky. většina kuprudin n plavnní). Z haploid-uiho výtrusu (A) vyrĽiMä ptokeJ (B) Eiesoucí pelalky t.Q li záiettečiiitíy iD). OpioZÄíiá vajtEiľi buňka (zygota. Bi st vyvíjí v (iiploidní rosrlinu (Fi. nesoucí výmis-mce (G). - O! = oplozeni, R! = redukční dĚ3enl. I-hipäokiní řfeé 7.clcn£. Kubát a kol.: Botanika. - Scientia, Praha, 1998. Příklady současných systematických učebnic pro střední školy Kind L, Kind M., Jakrlová J. Jelínek J> Zicháček V. (1996), (1994), Fortuna, Praha. Fin Publishing, Olomouc. Příklady současných systematických učebnic pro střední školy Kubáta kol. (1998), Scientia, Praha, 1998. Obecná biologie při výběru učiva je kladen důraz na obecné a charakteristické vlastnosti organismů a procesy v nich probíhající. V tomto duchu byly psány některé učebnice z 80. let minulého století, které byly často kritizovány za nesrozumitelnost textu i obrazových příloh. Ukázka je z učebnice Stloukal M. at al.: Biologie pro I ročník gymnázií. - SPN, Praha, 1986. 12. Schéma rozdělení jednotlivých stavebních složek lidského těla a jejich podíl na tělesné hmotnosti (v %): CTV celková tělesná voda, ECV exíracelulární voda, A/Tmasa tuku, BPL buněčné pevné látky, /CVintracelulární voda, 7Mtkáňový mok, KP krevní plazma, MM masa minerálů, MB masa buněk, NTH netuková tělesná hmota; čísla jsou průměrná a zaokrouhlená MT 26 % _ ... i i f BPL 16% f # 1 00 S ICV 32 % \_____í ; # i \ O ni * '1 ľ KP 5% 1 i MM 5% 1__i 35. Schein a vytváření podmíněného reflexu: A do mozku přicházejí současně informace ze dvou receptoru ßt a R2- Nepodmíněný podnět R< vyvolává nepodmaněný reflex (silná cára) čiíi činnost efektom Ľ. Indiferentní podnĚt /ř> reflex nevyvolává (slabá í ára). Vzruchy z obou receptoru přicházejí přitom i do mozkové kůry, kde vznikají v příslušných oblastech dvě „ohniska' podráždění, B opakování této situace vede k tomu, že se mezi jednotlivými ohnisky podráždení postupně vytvářejí nové funkční vztahy (/, 2 a 3) — přerušované čáry, C nové funkční vztahy v mozku se opakováním upevní natolik, že původně indiferentní podnět Ä? se stane podmíriěným podnětem a sám vyvolá stejnou reflexní odpověď jako původní podně: nepodmíněný R^. Nová dráha je znázorněna silnými čarami MOZKOVÁ-A KÜRA PODKOROVĚ___ OBLASTI r ■(• #1 - f--------f ) y nepodmíněný výkonný Indiferentní podnet orgán podnět BĚH i 0 podmíněný podnět Analýza životních funkcí Základem této strukturace učiva z biologie člověka rozpracované v Německu jsou následující tři množiny, představující různé úhly pohledu: Člověk jako organismus podléhá biologickým zákonitostem. Člověk je začleněn do komplexu společenských vztahů. Člověk a společnost jsou závislí na prostředí, do nějž jsou integrováni. Kladem přístupu je snaha o vzájemné propojení sociálních a individuálních problémů s biologickými poznatky. Příklad současné učebnice biologie člověka pro střední školy strukturované na základě analýzy životních funkcí ČLOVĚK Cibis N. a kol.: Člověk. Scientia, Praha, 1996. Aplikace biologických poznatků vychází ze snahy více respektovat životní potřeby, zájmy a problémy žáků. Odborně biologické hledisko je poněkud potlačeno, jakož i zásady vědeckosti, soustavnosti a postupnosti. Příkladem takto strukturovaného učiva mohou být učebnice ze 60. let minulého století. Strumhaus O., Sula J. a Mrkos O.: Botanika. Část I. Učebnice pro 6. postupný ročník. Část II. Učebnice pro 7. postupný ročník. - Praha, 1954. stébel, málo klasů a málo zrn. Naopak rostliny, které jsou rozmístěny v řádku volněji, mají více stébel, více klasů a více zrn. Při setí jde především o to, zajistit všem rostlinám tolik potravy, vody a světla, kolik potřebují k zdárnému růstu. Zároveň však je třeba vyset na pole tolik zrn, aby k prospěchu rostlin i člověka bylo využito co nejvíce potravy a vody v půdě, co nejvíce světla, a aby se dosáhlo co nejvyšší úrody. Výsev se provádí secími stroji (obr. 15). Při obyčejném způsobu setí se seje na př. pšenice do řádků vzdálených od sebe 12,5 cm a v nich zrna asi 2 cm od sebe. Při lakovém výsevu není půda kořeny plně využita, neboť mezi řádky pšeničných rostlin zůstávají volné pruhy půdy. Na takových holých místech vyrůstá pak největší nepřítel kulturních rostlin — plevel. 3-4 co. Obr. 16. Způsoby výsevu: 1) setí šírokořádkové, 2) seťí křížové, 3) seti úikořádkové. 29 Obr. 15. Secí stroj: 1) truhlík s osivem, 2) secí botky. Jak vybírat učivo? • kriticky zhodnotit stávající koncepce výuky biologie • didakticky využívat netradiční materiály • zdůvodnit si, proč učím právě tento pojem (Ducháč 2004) Literatura: Altmann A.: Úvod do didaktiky biologie. - SPN, Praha, 1974. Čížková V.: Jak koncipovat učivo středoškolské biologie. - In: Biologické dni. Zborník referátov z medzinárodnej vedeckej konferencie v Nitre, 5.-6. September 2002, str. 9, 10. Univerzita Konštantína Filozofa v Nitre, Fakulta prírodných vied, 2002. Ducháč V.: Koncipování učiva jako profesní kompetence učitele biologie. - In: Sborník abstraktů z konference Oborová didaktika a její úloha v přípravě učitelů přírodopisu a biologie, 11.2. 2004, str. 33. Univerzita Karlova, Praha, 2004.