Univerzita Karlova v Praze Pírodovdecká fakulta katedra sociální geografie a regionálního rozvoje tpán Macháek Meteorologie ve výuce zempisu Bakaláská práce Praha 2008 Vedoucí bakaláské práce: RNDr. Dana ezníková, Ph.D.
Dkuji vedoucí práce RNDr. Danezníkové, Ph.D. za odborné vedení a za rady a pipomínky, které mi poskytla vprbhu zpracování této práce. A také za trplivost. 2
Obsah 1 Úvod...5 2 Meteorologie ve vzdlávacích dokumentech...6 2.1 Vzdlávací dokumenty pro základní koly a nií stupn víceletých gymnázií...7 2.2 Vzdlávací dokumenty pro tyletá gymnázia...11 2.3 Poadavky k maturitní zkouce...13 2.4 Poadavky k pijímacím zkoukám na vysoké koly...14 2.5 Závr...17 3 Srovnání výuky meteorologie v esku a v Anglii...18 4 Pilotní etení meteorologických znalostí bné populace...20 4.1 Výsledky przkumu...21 4.2 Závr...26 5 Meteorologie jako spolené téma zempisu a fyziky...27 5.1 Struktura témat...28 5.2 Zdroje pro výuku meteorologie...31 6 Závr...33 Seznam pouité literatury a zdroje dat...35 Pílohy...37 3
Seznam rámek, tabulek a graf Rámeek 1 Rámeek 2 Rámeek 3 Rámeek 4 Rámeek 5 Rámeek 6 Rámeek 7 Poadavky vzdlávacího programu základní kola z meteorologie v zempise Poadavky vzdlávacího programu základní kola z meteorologie ve fyzice Obsah tematického celku meteorologie v osnovách zempisu pro nií stupn víceletých gymnázií Oekávané výstupy stanovené v RVP ZV týkající se meteorologie v zempise Obsah tematického celku meteorologie v osnovách zempisu pro gymnázia Oekávané výstupy stanovené v RVP G týkající se meteorologie v geografii Meteorologické pojmy v poadavcích ke státní maturit ze zempisu Rámeek 8 Rámeek 9 Souhrn meteorologických pojm pouitých v otázkách k pijímacím zkoukám ze zempisu na rzné V v esku Klíové mylenky a pojmy v dokumentech pro GCE AS/A v oblasti meteorologie a klimatologie Tabulka 1 Tabulka 2 Tabulka 3 Tabulka 4 Tabulka 5 Vková charakteristika souboru respondent Vzdlanostní charakteristika souboru respondent Bodový zisk respondent Charakteristiky souboru celkových výsledk Charakteristiky souboru celkových výsledk pro skupiny podle vzdlání Graf 1 Graf 2 Histogram výsledk dotazníku Histogram výsledk dotazníku pro V hav p 4
1 Úvod Meteorologie je vdní obor, s jeho poznatky má osobní zkuenost tém kadý. Tento vdní obor se studuje v rámci studia fyziky, nicmén na gymnáziích je toto téma spolu s klimatologií souástí tematického plánu v zempise. Avak více pozornosti se vnuje klimatologii, tedy dlouhodobému stavu atmosféry. Toto téma je pece jen více geografické, ne na fyzikálních jevech zaloená meteorologie. Ale téma meteorologie by ve výuce chybt nemlo. Toto téma povauji za nezbytnou souást veobecného pehledu, je studenti získávají pi studiu na gymnáziích. Zvlát v dnení dob, kdy se o klimatu a poasí mluví velmi asto. A u v souvislosti s extrémními meteorologickými jevy, jako jsou pívalové det, bouky, dlouhotrvající sucha apod. nebo v bné pedpovdi poasí. Myslím si, e by absolvent gymnázia ml umt tyto extrémní meteorologické jevy vysvtlit, ml by rozumt pedpovdi poasí v podob, v jaké ji prezentuje eská televize a ml by chápat, pro je pedpov poasí tak komplikovaná záleitost. A navíc znalost základních meteorologických jev a proces vede i k hlubímu pochopení klimatologie. Cílem této práce je provedení obsahového rozboru tématu meteorologie ve výuce na gymnáziích v esku a vytvoení návrhu struktury dílích témat meteorologie pro výuku na gymnáziích. V první ásti se budu zabývat postavením meteorologie ve vzdlávacích dokumentech (kolní osnovy, RVP ZV, RVP G, poadavky ke státní maturit) a poadavky kladenými na meteorologické pojmy a znalosti v tchto dokumentech. Ve druhé ásti se pokusím o srovnání poadavk na meteorologické znalosti student na gymnáziích v esku a v Anglii. Ve tetí ásti provedu analýzu výsledk pilotního etení meteorologických vdomostí na vzorku 64 dosplých respondent. A v poslední ásti shrnu pedchozí výsledky a vytvoím vlastní návrh pro výuku meteorologie na gymnáziích v esku. 5
2 Meteorologie ve vzdlávacích dokumentech Vsouasné dob prochází základní a stední vzdlávání v esku dlouhodobou reformou, je zapoala v roce 2001 schválením Národního programu rozvoje vzdlávání, tzv. Bílá kniha. Touto reformou se do kolské praxe zavádjí rámcové vzdlávací programy (dále jen RVP), které formulují oekávanou úrove vzdlání stanovenou pro vechny absolventy jednotlivých etap vzdlávání a kladou draz na klíové kompetence a jejich souvislost se vzdlávacím obsahem. Také vymezují závazný vzdlávací obsah oekávané výstupy a uivo. Podle RVP si kadá kola sama vytváí kolní vzdlávací plán (VP), kde si kadá kola stanoví, jakým zpsobem naplní cíle RVP. Na základních kolách a niích stupních víceletých gymnázií se RVP (dále jen RVP ZV 1 ) uplatuje ji od kolního roku 2007/08, na gymnáziích je zavedení RVP do výuky v plánu na kolní rok 2009/10. Ale ji nyní je základní verze RVP pro gymnázia (dále jen RVP G 2 ) hotová a koly mají dva roky na vytvoení VP práv na základ tohoto schváleného RVP G. Z vlastní zkuenosti vím, e velká ást uitel jak základních, tak stedních kol pijímá zavádní RVP spíe negativn a pro mnoho z nich RVP nepináí ádné velké zmny, které by se projevily ve vlastní výuce. Proto je pro mou práci dleité, podívat se na zpracování tématu meteorologie nejen v RVP ZV a RVP G, ale i v dokumentech, podle kterých probíhala výuka jet ped zavedením RVP, resp. na gymnáziích probíhá vsouasnosti. Tmito dokumenty pro mne jsou Vzdlávací program základní kola 3 a Uební dokumenty pro gymnázia 4. Dalím dleitým dokumentem je Katalog poadavk zkouek spolené ásti maturitní zkouky 5, ve kterém jsou definovány nároky na znalosti ák nutných kúspnému sloení maturitní zkouky. To je dokument skoro nejdleitjí, nebo úspné sloení maturitní zkouky je cílem kadého studenta, a proto tomuto dokumentu pikládám takovou váhu. 1 Rámcový vzdlávací plán pro základní vzdlávání; schválilo MMT dne 1.9.2005 2 Rámcový vzdlávací plán pro gymnázia; schválilo MMT dne 24.7.2007 3 Vzdlávací program základní kola; schválilo MMT dne 30.4. 1996 4 Uební dokumenty pro gymnázia; schválilo MMT dne 5.5.1999 5 Katalog poadavk zkouek spolené ásti maturitní zkouky; schválilo MMT dne 11.3.2008 6
A v poslední ad provedu analýzu poadavk kpijímacím zkoukám ze zempisu na vysoké koly. I to je pro mne dleitým zdrojem informací, jaké nároky v oblasti znalostí z meteorologie na uchazee kladou vysoké koly. 2.1 Vzdlávací dokumenty pro základní koly a nií stupn víceletých gymnázií Ve vzdlávacím programu Základní kola je meteorologie vyuována v zempise, kde je souástí irího bloku Pírodní sloky a oblasti Zem (6. roník) a ve fyzice v rámci celku Mechanické vlastnosti kapalin a plyn (6.-7. roník). Nkteré meteorologické pojmy jsou ist fyzikální, proto mne zajímá, kdy se s tmito pojmy áci setkávají ve fyzice. Rámeek 1 ukazuje, co by mli áci umt v rámci zempisu, rámeek 2 z fyziky. Rámeek 1: Poadavky vzdlávacího programu Základní kola z meteorologie v zempise orientovat se v objektech, jevech a procesech v atmosfée a v rozmístní prvk atmosféry, pracovat s porozumním s pojmy: poasí, meteorologické prvky, celkový obh vzduchu v atmosfée, tlak vzduchu, proudní vzduchu, podnebí, podnebné pásy na Zemi, vítr, pasáty, monzuny, ochrana ovzduí urit a vyhledat na mapách podnebné pásy na Zemi: tropický pás, subtropické pásy, mírné pásy, polární pásy objasnit elementárním zpsobem planetární obh vzduchu v atmosfée, vytvoit si pedstavu o vlivu teploty a tlaku vzduchu na proudní vzduchu z oblastí vyího tlaku do oblastí niího tlaku vzduchu Zdroj: http://vuppraha.cz/clanek/85 [21.7.2008] 7
Rámeek 2: Poadavky vzdlávacího programu Základní kola z meteorologie ve fyzice usoudit, zda se objem tlesa pi dané zmn teploty zvtí i zmení a vyuívat této znalosti pi eení problém aúloh charakterizovat atmosférický tlak jako tlak v atmosfée vyvolaný v ní gravitaní silou a objasnit podstatu jeho urení pomocí Torricelliho pokusu zmit atmosférický tlak aneroidem Roziující uivo základy meteorologie Zdroj: http://vuppraha.cz/clanek/85 [21.7.2008] Seznam meteorologických pojm zaíná poasím, co je vlastn pedmt studia meteorologie v nejirím smyslu. Dále následuje výet nkterých konkrétních pojm, které pece jen pedmt studia upesují (obh vzduchu, tlak vzduchu, vítr atd.). Tento výet dopluje opt obecný pojem meteorologické prvky. Zde záleí na samotném uiteli, co do tohoto pojmu zaadí, zejm ty nejzákladnjí prvky jako teplota, vlhkost apod. V uvedeném výtu chybí nkteré základní pojmy z meteorologie, jako jsou atmosférické fronty a oblaka. Jsem toho názoru, e i tyto pojmy patí k základnímu vzdlání. áci, kteí po absolvování Z pokraují ve studiu na odborných stedních kolách se ji s pojmy z meteorologie nesetkají, proto si myslím, e pojmy z meteorologie by na Z iniím stupni víceletých gymnázií by mly být komplexní do takové míry, aby takový ák dokázal alespo intuitivn porozumt pedpovdi poasí v podob, v jaké ji prezentuje veejnoprávní eská televize. Nicmén fakt, e se v uvedených pojmech vyskytuje nejobecnjí meteorologický pojem poasí, dává uiteli monost vyuovat meteorologii v rozsahu, v jakém to sám uitel povauje za vhodné. Podstatným limitem pi probírání tohoto uiva tak zstává hodinová dotace. Pi pohledu na druhý rámeek vidíme jeden z nejzákladnjích meteorologických pojm, a tím je tlak vzduchu. V praxi je tento pojem uvádn ve fyzice a v7.roníku (v sekund víceletých gymnázií), co se me jevit jako uritá komplikace. Ale podle mne to na závadu není, protoe podstatu tlaku vzduchu me uitel zempisu vysvtlit sám ji v6.roníku ákm v takové míe, e její základní 8
pochopení není pro áky problém. Dokonce jsem toho názoru, e vysvtlení nkterých odborných fyzikálních pojm uitelem jiného pedmtu me být pro áky pínosnjí pro celkové pochopení látky. Ve fyzice v 7. roníku je samotný obor meteorologie zmínn jako roziující uivo. Ale vzhledem k tomu, e fyzika bývá oznaována za jeden z nejtích pedmt, nebývá moc prostoru pro takovéto roziující uivo. Výjimkou mohou být koly zamené na pírodovdné pedmty nebo pímo na fyziku. Ped zavedením RVP ZV probíhala výuka na niích stupních víceletých gymnázií podle uebních dokument pro gymnázia, kde je pímo ást vyhrazená pro nií stupn víceletých gymnázií. Zde je meteorologie zaazena do primy do irího celku Pírodní obraz Zem. Rámeek 3 ukazuje uvedené pojmy z meteorologie. Rámeek 3: Obsah tematického celku meteorologie v osnovách zempisu pro nií stupn víceletých gymnázií Atmosféra Sloení a vrstvy atmosféry Poasí Celkový obh vzduchu v atmosfée Pasáty Monzuny Vtrné smrt Tropické boue (tropické cyklony) Zdroj: http://vuppraha.cz/sekce/72 [22.7.2008] I zde jsou obsaeny základní pojmy atmosféra a poasí, ale navíc je zde zmínna struktura atmosféry, atmosférická cirkulace v. pasát a monzun a dokonce dva extrémní meteorologické jevy vtrné smrt a tropické boue. Poslední dva pojmy bych spíe povaoval za uritý výbr meteorologických jev, které jsou ovem v celku velmi rozmanité. Je otázka, zda se teba do vtrných smrtí dají zahrnout i tornáda. Výbr tchto jev opt závisí zejména na uiteli, uvedený výet v osnovách povauji spíe jako píklad, který lze podle uváení uitele vhodn upravit pro poteby výuky. 9
Od kolního roku 2007/08 se na Z aniích stupních víceletých gymnázií vyuuje ji podle RVP ZV, kde je zempis spolu s fyzikou zaazen do vzdlávací oblasti lovk apíroda. Obor meteorologie je spolu s klimatologií souástí irího komplexu Pírodní obraz Zem. Oekávané výstupy ák v oblasti meteorologie ukazuje rámeek 4. Rámeek 4: Oekávané výstupy stanovené v RVP ZV z meteorologie rozliuje a porovnává sloky a prvky pírodní sféry, jejich vzájemnou souvislost a podmínnost porovná psobení vnitních a vnjích proces vpírodní sfée a jejich vliv na pírodu a na lidskou spolenost Zdroj: http://www.rvp.cz/sekce/58 [21.7.2008] Z rámeku 4 je vidt, e poadavky na znalosti student v RVP ZV nejsou tak konkrétní, jako v dokumentech pedelých. Spíe definují obecnou úrove souvislostí a vztah vpírodní sfée, kterou by áci mli znát. A u se zde neeí ádné konkrétní pojmy, jejich výbr se jeví jako podruný. To je pístup typický pro celou kolskou reformu a zavedení RVP do výuky. Toti nesoustedit se na jednotlivosti, ale zahrnout vzdlávání v oboru jako celek, snait se o pochopení celku. Praxe v eském vzdlávání je taková (mohu to potvrdit i z vlastní praxe), e sespíezamuje na pojmy, které jsou vykládány, ale jaksi samy pro sebe. Napíklad ák se dozví ve potebné o teplot vzduchu, tlaku vzduchu, proudní vzduchu a adu dalích jednotlivých meteorologických prvk, ale na njaké uvedení pojm do souvislostí a irích vztah jak v rámci meteorologie, tak v rámci mezipedmtových vztah u zpravidla pro mnoství a detailní probírání jednotlivých pojm nezbývá as. Z tohoto dvodu je rámeek 4 relativn struný, ale co do obsahu zahrnuje celou pírodní sféru. Tento pístup dává znanou volnost uitelm, kteí sami ovlivují (mnohem více, ne díve) výbr probíraných pojm a také hloubku, do jaké jsou pojmy probírány. Tento pístup ovem klade na uitele mnohem vtí nároky, jak píe Ondej Hausenblas v Uitelských listech: uitelé budou muset hodn promýlet, hodn petváet, citliv analyzovat svou tídu, kolu, podmínky a cíle a velmi vstícn spolupracovat s kolegy(nmi), aby si vymysleli, jak naplnit kolní roky (Hausenblas, 2002). Uitel zempisu si skuten 10
musí sám dkladn rozmyslet, které meteorologické pojmy do výuky zahrne, které souvislosti mezi meteorologií a jinými obory geografie i jiných vdních disciplín se rozhodne ákm ukázat. To je pístup pro uitele mnohem pracnjí a také vyaduje mnohem více zodpovdnosti. A v neposlední ad takovýto pístup klade na uitele mnohem vtí nároky z hlediska odbornosti, ale i z hlediska veobecného pehledu, nebo uitel by ml mnohem více sledovat mezipedmtové vztahy a snait se ákm pojmy vysvtlovat v irím kontextu, nikoliv jen jako izolované pojmy. 2.2 Vzdlávací dokumenty pro tyletá gymnázia Vuebních dokumentech pro gymnázia je v zempise meteorologie souástí fyzickogeografického bloku Pírodní obraz Zem, který je vyuován v 1. roníku. Rámeek 5 ukazuje meteorologické pojmy obsaené v osnovách zempisu. Rámeek 5: Obsah tematického celku meteorologie v osnovách pro gymnázia Fyzickogeografická (pírodní) sféra Fyzickogeografická sféra a její sloky jako objekt výzkumu fyzické geografie Fyzickogeografická sféra jako systém Atmosféra Atmosféra jako sloka zemského klimatického systému Poasí Zdroj: http://vuppraha.cz/sekce/72 [22.7.2008] Na rozdíl od vzdlávacích dokument a kolních osnov pro základní koly a nií stupn víceletých gymnázií zde vidíme silný draz na pírodní sféru jako celek. áci v 1. roníku gymnázií se mnohem více zamují na pírodní sféry, které vak chápou ne jako izolované sféry, ale jako sloitý provázaný systém, kde se jednotlivé prvky pírodních sfér navzájem ovlivují a doplují. A konkrétní meteorologické pojmy jsou jen dva, a to atmosféra a poasí. Dva základní pojmy, které zahrnují celý obor 11
meteorologie. Take i zde záleí na samotném uiteli, jakou zvolí úrove podrobnosti výkladu. Ale oproti základní kole a niím stupni víceletých gymnázií zde je rozdíl v tom, e áci gymnázií ji proli výukou meteorologie na základní kole, take uritý základ alespo nkterých pojm by ji mli znát. To me být pro uitele výhodou a me se tak zamit na rozíení tchto základních pojm. Podle výe uvedených uebních dokument pro gymnázia se dnes na gymnáziích stále jet uí, ale v souasnosti probíhá píprava na zavedení ji schváleného RVP G na tyletá gymnázia v souladu s výe uvedenou kolskou reformou. Výuka podle RVP G je v plánu od 1. záí 2009. V RVP G je meteorologie a klimatologie zaazena do geografie v rámci vzdlávací oblasti lovk apíroda. Zde je souástí vzdlávacího obsahu Pírodní prostedí. Pojmy z meteorologie zde uvedené jsou shrnuty v rámeku 6. Rámeek 6: Oekávané výstupy stanovené v RVP G týkající se meteorologie porovná na píkladech mechanismy psobení endogenních (vetn deskové tektoniky) a exogenních proces a jejich vliv na utváení zemského povrchu anaivot lidí objasní mechanismy globální cirkulace atmosféry a její dsledky pro vytváení klimatických pás Zdroj: http://www.rvp.cz/sekce/88 [26.7.2008] Stejn jako v RVP ZV i zde jsou pojmy obecného charakteru smující khlubímu pochopení pírodní sféry jako celku. Z konkrétních pojm je zde uvedena globální cirkulace atmosféry, co je pojem spíe klimatologický, i kdy vsob zahrnuje nkteré meteorologické jevy, nap. pro vbec vítr vzniká apod. Z uvedených oekávaných výstup je zejmé, e i zde je pln v kompetenci uitele, co a jak podrobn z meteorologie bude probírat. To opt znamená mnohem odpovdnjí a náronjí pístup uitele k probírané látce. 12
2.3 Poadavky k maturitní zkouce Pedelé dokumenty ukazují, jaké uivo by mli studenti bhem studia probrat. Katalog poadavk k maturitní zkouce vak uruje, co by studenti mli znát a umt ke splnní poadavk státní maturitní zkouky ze zempisu. Proto pi zkoumání meteorologických pojm pi studiu na gymnáziu pikládám tomuto dokumentu velikou váhu. Konkrétní pojmy z meteorologie a klimatologie uvedené v katalogu poadavk jsou shrnuty v rámeku 7. Rámeek 7: Meteorologické pojmy v poadavcích ke státní maturit ze zempisu atmosféra: sloení atmosféry, její vrstvy, procesy v ní probíhající, poasí, podnebí, podnebné pásy, meteorologie, klimatologie, skleníkový efekt, destrukce ozónové vrstvy, kyselá atmosférická depozice, monzun, pasát, cyklona, anticyklona synoptická mapa, klimadiagram, atmosférická fronta, vzduchové hmoty, pedpov poasí popsat princip skleníkového efektu, objasnit jeho vliv na ivot na Zemi a píiny a dsledky jeho zesilování vyíst ze synoptické mapy aktuální stav poasí v dané oblasti Zdroj: Katalog poadavk zkouek spolené ásti maturitní zkouky zempis (2008, str. 5) Na první pohled je vidt, e pojm je zde mnohem více, ne v jakémkoliv vzdlávacím dokumentu pro víceletá gymnázia. Poadavky jsou zde mnohem konkrétnjí. Nkteré pojmy zde obsaené se ve vzdlávacích dokumentech vbec nevyskytly, nap. skleníkový efekt, synoptická mapa, cyklona a anticyklona apod. Celkov jsou maturitní poadavky mnohem konkrétnjí a obsahují tém ve podstatné z meteorologie.. Pojmy ve vzdlávacích dokumentech jsou velmi obecné, tém vdy obsahují pojem poasí, ale tento pojem ji není pesnji vymezen. Uitel tedy musí sám rozhodnout, které pojmy z poasí studentm piblíí ajakéinnosti s tím spojené bude studenty uit. Ale pokud má být student zempisu na gymnáziu úspný pi maturitní zkouce, musí se uitel ídit pojmy v poadavcích uvedených v rámeku 7. Take 13
výsledkem je, e seuitel nerozhoduje sám, co a jak studenty nauí, ale musí se ídit poadavky k maturit. Tedy ztrácí uritou volnost, kterou se mu snaí poskytnout reforma a zavádní RVP do výuky. Tento fakt uvádí i Dana ezníková ve svých pipomínkách k reform státní maturitní zkouky: Za zcela zásadní povaujeme skutenost, e tvorba katalog nevychází z pipravovaných rámcových vzdlávacích program (dále RVP) i naopak. Kurikulární reforma a reforma maturitní zkouky jsou mimobné.... Navíc konkrétní oekávané výstupy v RVP G a cílové poadavky v katalozích by mly spolu korespondovat, resp. gradovat (ezníková 2007). Dalím faktem je, e pojm v maturitních poadavcích je pomrn velké mnoství a nejsem si jist, zda pi souasných hodinových dotací jsou uitelé schopni pedat tolik informací v tak krátkém ase. 2.4 Poadavky k pijímacím zkoukám na vysoké koly Posledním dleitým zdrojem pro zkoumání meteorologických pojm na gymnáziích jsou poadavky k pijímacím zkoukám na vysoké koly v esku ze zempisu. Zamím se na ty vysoké koly, kde je souástí pijímací zkouky test z odborných znalostí ze zempisu a které mají dostupné ukázkové testy. Jsou to: Pírodovdecká fakulta Univerzity Karlovy (UK) Pírodovdecká fakulta Masarykovy univerzity v Brn (MU) Pírodovdecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci (UP) Pírodovdecká fakulta Univerzity Jana Evangelisty Purkyn v Ústí nad Labem (UJEP) Pedagogická fakulta Jihoeské univerzity v eských Budjovicích (JU) Pedagogická fakulta Technické univerzity v Liberci (TU) Zkadé ukázky testu jsem vybral ty otázky, které se týkají meteorologie. Nkteré ukázky test jsou ist výbrové, proto ani ádnou otázku z meteorologie neobsahují. Na zaátku otázek je vdy uvedena zkratka koly, ze které test pochází. 14
UK Pette si následující tvrzení I. a II. a odpovzte na otázku za textem. Vyberte jednu z nabízených moností A D. Ze srovnání teplotních zmn povrchu pevnin a hladiny oceán vyplývá, e: I. pro povrch hladiny oceán jsou typické relativn malé zmny teploty bhem dne i roku. II. povrch kontinent se ve dne a v teplé ásti roku rychle ohívá a v noci a ve studené ásti roku rychle chladne. Která z výe uvedených tvrzení jsou pravdivá? a) ani jedno b) pouze tvrzení I c) pouze tvrzení II d) tvrzení I a II Prohlédnte si synoptickou mapu Evropy ze dne 23. ervence 1996. Vyberte z nabízených moností A D tu pedpov poasí, která nejlépe odpovídá situaci zachycené na synoptické map. a) Zítra bude nae území pod vlivem výbku tlakové výesestedem nad Británií. Oekáváme jasno a polojasno, vát bude slabý jiní vítr. b) Poasí na území eska je pod vlivem tlakové výesestedem nad Polskem. Oekáváme zataeno, místy peháky, bude vát silný severovýchodní vítr. c) Zítra poasí na území eska ovlivní nejprve teplá fronta od jihozápadu, za ní bude postupovat studená fronta. Bude zpoátku skoro jasno a polojasno, postupn od západu oblano a zataeno, místy peháky a bouky. d) Dnes bude na území naí republiky jasné a slunené poasí, vát bude promnlivý vítr. Veer oekáváme vlivem postupující studené fronty od jihozápadu pibývání oblanosti. MU UP ukázka neobsahuje ádné meteorologické otázky ukázka neobsahuje ádné meteorologické otázky 15
UJEP Kyselé det a následné okyselování pd a vod v krajinách jsou zpsobeny: a) únikem CO2 ze spalovacích proces do ovzduí b) únikem oxid síry a dusíku a jejich reakcí se srákovou vodou v atmosfée c) emisemi freon do ovzduí d) reakcí slouenin tkých kov s vodními parami v ovzduí Vyberte správnou píinu, která zpsobuje obecn stáení pohybujících se vod a vzduchu na Zemi: a) vítr b) Coriolisv gradient c) Coriolisova síla d) Coriolisv koeficient Negativním zpsobem ozonovou vrstvu ovlivuje: a) pouívání freon vprmyslu i domácích spotebiích b) zvyující se obsah oxidu siiitého v ovzduí c) vyí podíl oxid dusíku v zemské atmosfée d) emise vypoutné z prmyslových podnik Inverze teploty je: a) pedzvst patného poasí b) stav zvrstvení atmosféry c) jiný, odbornjí výraz pro mlhu d) píinou roziování ozonové díry Jestlie v Ústí nad Labem je na námstí (145 m n. m.) 10 C, jaká je teplota na stanici Kokov (375 m n. m. nad mstem)? JU Které z následujících tvrzení je pravdivé? a) vítr se na sev. polokouli odchyluje vpravo od smru tlakového gradientu b) ozónová vrstva se nachází v horní ásti troposféry ve výce 15-25 km c) oblastí s nejvtím mnostvím sráek na svt je Amazonie d) pásy subtropických tlakových výí vznikají ochlazením vzduchu o vody oceánu Které z následujících tvrzení je pravdivé? a) západní pobeí pevnin mají díky pasátm vanoucím z oceánu dostatek sráek b) vtina meteorologických dj a jev probíhá ve stratosfée c) proudní vzduchu je zpsobeno Coriolisovou silou d) v lét vzniká nad Asií díky silnému prohátí povrchu rozsáhlá cyklona TU Tropické cyklóny se v Austrálii nazývají Willy-willies. Objevují se na a) jihovýchod b) jihu c) severu d) západ 16
Následující sloky zemské atmosféry seate podle jejich zastoupení (od maximálního po minimální) kyslík, dusík, ozón, oxid uhliitý Poadavky na meteorologické pojmy z uvedených otázek jsem shrnul do rámeku 8. Rámeek 8: Souhrn meteorologických pojm pouitých v otázkách k pijímacím zkoukám ze zempisu na rzné V v esku sloení atmosféry vrstvy atmosféry pokles teploty v troposfée ozón kyselé det ohívání pevniny a oceánu proudní vzduchu Coriolisova síla cyklony, anticyklony tropická cyklona inverze globální cirkulace atmosféry analýza synoptické mapy Zdroj: webové stránky výe uvedených V (viz pouitá literatura) Vechny uvedené pojmy se shodují s poadavky ke státní maturit, ale ve srovnání s uebními plány a osnovami jich je zde pouito mnohem více. Sloení tchto pojm se blíí k ucelenému obrazu meteorologie jako oboru. Jsem pesvden, e vechny tyto pojmy by mly pi výuce v rámci zempisu na gymnáziích zaznít. Navíc bych je jet doplnil o dalí pojmy, zejména o atmosférické fronty, sráky a oblaka. Vzhledem k tomu, e pijímací zkouku ze zempisu na V konají studenti se zájmem o zempis, je poadovaná úrove znalostí z meteorologie adekvátní. Otázkou vak zstává, co se ve skutenosti z meteorologie na gymnáziích uí. I pes velmi konkrétní poadavky ke státní maturit ze zempisu zstává hlavní zodpovdnost na uitelích. 2.5 Závr Poadavky obsaené v RVP ZV i RVPG jsou obecného charakteru a do znané míry dávají uitel uritou autonomii v tom, jakým zpsobem a s pomocí jakých pojm 17
naplní oekávané výstupy student. Ale do procesu zavádní RVP pichází reforma maturitní zkouky, její výsledkem je mimo jiné souhrnný katalog poadavk k maturit. Tyto poadavky jsou velmi konkrétní, take pokud chce uitel své áky dovést k úspné maturit ze zempisu, musí se tmito poadavky ídit. Výsledkem je, e zavedení RVP do výuky zempisu nepinese ádné revoluní zmny, co se obsahu výuky týe. 3 Srovnání výuky meteorologie v esku a v Anglii V této kapitole se pokusím o srovnání obsahu výuky meteorologie v zempise v esku a v Anglii. Pi analýze výuky meteorologie v Anglii 6 jsem vycházel z diplomové práce mé pedchdkyn Martiny Aschenbrennerové (2006), ve které se autorka zabývala koncepcí geografického vzdlávání v esku a v Anglii. Nejprve je nutné strun nastínit koncepci geografického vzdlávání v Anglii na úrovni naeho gymnázia, tedy v rámci sekundárního vzdlávání. Zásadní rozdíl je v tom, e v Anglii je v této vkové kategorii zempis jen jako volitelný pedmt. Navíc geografická témata jsou na této úrovni zadána velmi obecn akadá kola má na výbr znkolika témat. To vede k tomu, e studenti v Anglii se vnují mén tématm, ale o to více do hloubky. Napíklad téma meteorologie není v Anglii vyuováno jako celek, ale studenti se s ním setkávají v rámci tématu Poasí nad Evropou, take meteorologie je spíe jako nástroj pro poznání poasí nad Evropou. Tímto dochází k propojení teoretických poznatk s praxí. Konkrétní srovnání provedu u kritériích k maturitní zkouce, v Anglii je to GCE AS/A 7. V Anglii jsou kritéria vyjádena klíovými tezemi a pojmy. Tyto jsou uvedeny v rámeku 9, který jsem v upravené podob pevzal z práce Aschenbrennerové. 6 platí pro Anglii a Wales 7 general certificate of education advanced level/subsidiary qualification 18
Rámeek 9: Klíové teze a pojmy v dokumentech pro GCE AS/A v oblasti meteorologie a klimatologie definice podnebí a poasí; dleitost poasí a podnebí pro adu ekonomických aktivit; dleitost kadodenních, krátkodobých a stedndobých pedpovdí; poteba pedpovídat extrémní jevy poasí dleitost pímého a nepímého vlivu podnebí, jak na prostedí, tak i lidi; úkoly související se zvládnutím projev poasí a podnebí poloha mírných zempisných íek v rámci celosvtového atmosférického systému; vliv polární fronty a polárního frontálního jet streamu; porovnání polárních a tropických vzduchových mas a jejich dopad na poasí vznik cyklón a jejich vliv na stav poasí; spojitost mezi tlakovou níí a extrémními jevy poasí, jako jsou záplavy a boue vývoj anticyklon a s tím spojené problémy jako je mlha, mráz a sucho; blokování anticyklon; shrnutí píin promnlivosti poasí souvislost s horními vrstvami atmosféry penos tepla od rovníku a jeho vliv na rozloení tlaku na Zemi; sezónní zmny polohy tropické zóny konvergence; vliv tchto proces na sezónní zmny teploty a sráek; vliv na pírodu a adu ekosystém; problémy pi zvládání extrémních sezónních zmn teplot a sráek, nap. krátkodobá sucha píiny jev El Nino a jejich zvládání pouitím telekomunikaních technologií, jak v Tichém oceánu, tak celosvtov rozsah klimatických zmn, prostorov a asov; definování krátkodobých klimatických zmn, tak aby zahrnovalo globální oteplování; existuje teorie globálního oteplování?; dkazy pro a proti; píiny zpsobené lidmi a pírodou dsledky globálního oteplování; modelování klimatické zmny; vliv na hladinu oceánu, meteorologii, ekosystémy a stejn tak i na lidské aktivity eení jsou moná?; globáln, v národním mítku a lokáln?; prevence nebo regulace? Zdroj: ASCHENBRENNEROVÁ (2006), EDEXCEL (2002) 19
Kritéria pro eskou maturitní zkouku jsou urena výtem pojm, které mají studenti ovládat (viz rámeek 7, kapitola 2.3). V pípad anglické zkouky jsou kritéria pestejí; obsahují jak jednotlivé pojmy, tak urité tvrzení a teze (klíové mylenky a pojmy), které naznaují objekt zájmu a hloubku, do které mají studenti danou problematiku ovládat. Tyto klíové mylenky jsou pro studenty mnohem lépe srozumitelnjí a dávají lepí pedstavu, co mají studenti umt, ne pouhý výet pojm. Takovýto pístup zárove rozvíjí mylení a hledání souvislostí. Ve srovnání eských a anglických nárok na maturitní zkouku jsou anglické nároky více názornjí atvoí jakýsi ucelený komplex, kdeto eské nároky pedstavují jednotlivé pojmy, kterých je více, ne anglických, avak vystupují spíe jako jednotlivé izolované pojmy. 4 Pilotní etení meteorologických znalostí bné populace Souástí mé práce je zjistit, jaké znalosti a povdomí o nkterých meteorologických otázkách mají bní lidé. Mým cílem nebylo provést njaký ambiciózní przkum s tisícem respondent. Natojsemneml dostatené asové ani technické monosti. lo spíe o pilotní etení, jeho cílem bylo ovit srozumitelnost a vhodnost poloených otázek. Takto provený a otestovaný dotazník by mohl v budoucnu slouit pro rozsáhlejí przkum, který by ml za cíl provit náronost poadavk v meteorologickém vzdlávání. Ji z tohoto faktu plyne, e testovaný vzorek neodpovídá skutenému statistickému rozloení nkterých charakteristik respondent, jako jsou vk a vzdlání. Testování probhlo tak, e jsem vytvoil dotazník (viz píloha), kde bylo celkem devt otázek. Ten jsem rozeslal e-mailem svým známým. Vyplnných dotazník se mi vrátilo 64, kadému jsem na oplátku poslal webovou adresu, na které bylo mono nalézt správné odpovdi. Základní charakteristiky souboru respondent jsou uvedeny v tabulkách 1 a 2. 20
Tabulka 1: Vková charakteristika souboru respondent Vk 10-19 20-39 40-59 60-79 neuvedeno 3 42 6 0 13 5% 66% 9% 0% 20% Zdroj: Vlastní výzkum autora Tabulka 2: Vzdlanostní charakteristika souboru respondent Vzdlání Z OU SO G VO V z toho obor - humanitní pírodovdný technický 0 1 9 4 4 46 18 16 12 0% 2% 14% 6% 6% 72% 28% 25% 19% Zdroj: Vlastní výzkum autora Z uvedených tabulek vyplývá, e z hlediska vkové a vzdlanostní struktury testovaný soubor respondent neodpovídá rozloení tchto charakteristik v bné populaci v esku. V mém souboru pevauje vková skupina 20 39 let, do které patí 66 % respondent, veské populaci do této vkové kategorie spadá 30 % 8. Z hlediska vzdlání v mé skupin jednoznan dominuje vzdlání vysokokolské 72 %, v eské populaci má V vzdlání 9 % populace 9. Ztchto dvod nelze mj przkum povaovat za plnohodnotnou statistickou studii. Pesto jsem pesvden, e i takovýto przkum má smysl. Pro mou práci je dleité, jaké znalosti a jaké povdomí o meteorologii mají mladí lidé, kteí proli vzdlávacím systémem po roce 1989 a lidé vzdlaní. 4.1 Výsledky przkumu Na otázku.1 Zkuste vlastními slovy vysvtlit, jakým zpsobem funguje skleníkový efekt atmosféry a co zpsobuje odpovdlo správn 14 % dotázaných a ásten správn 34 %. Velmi astou chybou bylo vysvtlení, e záení ze Slunce se odráí od Zem a to je zachyceno. Toto je velmi astá chyba, Kdyby se záení pouze odrazilo, pro by nemohlo projít skrz atmosféru, kdy dovnit tolo? Dleitý fakt je, e slunení záeníjepemnno v záení tepelné s jinými vlastnostmi a toto je pak zachyceno skleníkovými plyny. Tuto skutenost zná pomrn málo lidí. Dalí chybou u 9 % dotázaných bylo spojování skleníkového efektu s ozónem a s freony. Z odpovdí je 8 Podle SÚ k 31.12.2006 9 Podle SÚ za rok 2006 21
patrné, e vtina lidí má njakou intuitivní pedstavu, jak skleníkový efekt funguje, ale kdy dojde na vysvtlování a formulaci tohoto jevu, asto se lidé dopoutjí nepesností a chyb. Nicmén drtivá vtina lidí má správnou pedstavu o dsledcích skleníkového efektu pro teplotu na Zemi. Na otázku. 2, kde mli dotázaní najít správné dokonení vty o vlivu skleníkového efektu na ivot na Zemi, odpovdla vtina lidí správn (78 %), e skleníkový efekt je pozitivní jev, bez kterého si neumíme ivot na Zemi pedstavit, ale pi zvýeném úinku me být i nebezpený. Za ist nebezpený jev jej oznailo 17 % respondent a 5 % si myslí, e ze skleníkového efektu nehrozí ádné nebezpeí. V otázce. 3mli respondenti popsat studenou frontu. Správn ji popsalo 16 % dotázaných a ásten správn 47 %. Plných 39 % dotázaných uvádlo, e chápou studenou frontu jako masu studeného vzduchu (nikoliv jako rozhraní i pechod). Dalími astými chybami bylo chápání studené fronty jako pechodu mezi tlakovými útvary a v projevech studené fronty uvedlo 16 % dotázaných pouze ochlazení, sráky uvedeny nebyly. Otázka. 4 zkoumala rozdíly v projevech teplé a studené fronty. Tyto rozdíly správn posoudilo 14 % respondent a 53% ásten správn. Nejastjí chybou (41 %) bylo uvedení rozdíl ve zmn teploty, ale ji ne u sráek. Dokonce 9 % dotázaných uvedlo, e s teplou frontou je spojeno slunené a teplé poasí. Tyto výsledky si vysvtluji tím, e oteplení i ochlazení vyplývá ze samotného pojmenování obou front, avak sráky z názvu ji patrné nejsou. Na otázku. 5 Pro fouká vítr? odpovdlo 50 % respondent správn a ásten správn 17 %. Otázka. 6 byla zamena na píiny rzného tlaku vzduch na Zemi. Správn tyto píiny uvedlo 23 % dotázaných a ásten správn 20 %. V otázce.7 mli dotázaní na základ zobrazené synoptické mapy vybrat správnou variantu pedpovdi poasí. Vzhledem k nabídnutým variantám byla tato otázka oznaována samotnými respondenti za lehkou, správnou variantu vybralo 75 % dotázaných. Poslední dv otázky nejsou zameny na znalosti, ale jsou ist informaní. Na otázku. 8 pátrající po pvodu vdomostí respondent odpovdlo 33 % dotázaných, e vdomosti povaují za veobecný pehled, jeho pvod nedokáí jasn rozliit. Své vdomosti získalo 27 % dotázaných z médií (TV, internet, tisk, rozhlas). 14 % respondent uvedlo, e ádné vdomosti nemá a 13 % uvedlo jako zdroj vdomostí stední kolu. 22
A v poslední otázce. 9 jsem se ptal na vztah dotázaných k meteorologii. 53 % respondent oznailo meteorologii jako zajímavý obor a v mení míe vyuilo anci se znho nco dozvdt. Jako zajímavý obor bez vyuití ance na získáni vdomostí z meteorologie jej oznailo 39 % respondent. Pouze 6 % dotázaných uvedlo meteorologii jako nudný obor, o který nikdy neprojevili zájem. Uvedené výsledky jsou shrnuty v tabulce 3. Tabulka 3: Výsledky przkumu Otázka. 1 Otázka. 2 Otázka. 3 Otázka. 4 Otázka. 5 Otázka. 6 Otázka. 7 Otázka. 8 Správn 14% ásten správn 34% patn 52% Správn 78% patn 22% Správn 16% ásten správn 47% patn 38% Správn 14% ásten správn 53% patn 33% Správn 50% ásten správn 17% patn 33% Správn 23% ásten správn 20% patn 56% Správn 75% patn 25% S 13% V 9% média 27% vlastní zájem 4% veobecný pehled 33% nemá znalosti 14% Otázka. 9 nudný obor 6% zajímavý obor, bez píleitosti se nco dozvdt 39% zajímavý obor, málo vyuitá píleitost se nco dozvdt 53% zajímavý obor, vyuitá píleitost se nco dozvdt 2% zajímavý obor, stálý zájem 0% Zdroj: Vlastní výzkum autora 23
Z tabulky 3 je jasn vidt, e vysoká úspnost byla u otázek.2 a 7. To jsou otázky, kde respondenti mohli volit z nabízených moností tu správnou. Tyto otázky se ukázaly být mnohem snadnjími, ne otázky, kde dotazovaní museli sami své odpovdi formulovat. Otázky na znalosti (tedy otázky 1 7) jsem bodoval, za správnou odpov jsem dal dva body, za odpov ásten správnou jeden bod. Respondenti tedy mohli získat 0 14 bod Vechny respondenty jsem rozdlil do skupin po 0-4, 5-9 a 10-14 bod.poet dotazovaných v jednotlivých kategorií je uveden v tabulce 4. Tabulka 3: Bodový zisk respondent 0-4 slabý výsledek 22% 5-9 prmrný výsledek 48% 10-14 výborný výsledek 30% Zdroj: Vlastní výzkum autora a graf 1. Soubor charakteristik celkových výsledk vyjádených v bodech ukazují tabulka 4 Tabulka 4: Charakteristiky souboru celkových výsledk poet respondent 64 aritmetický prmr 7,1 medián 7 modus 6 Zdroj: Vlastní výzkum autora Graf 1: Histogram výsledk dotazníku Histogram výsledk 25 20 poet respondent 15 10 5 0 0--1 2--3 4--5 6--8 9--10 11--12 13--14 poet bod Zdroj: Vlastní výzkum autora 24
Rozloení bodových výsledk je celkem rovnomrné, aritmetický prmr i medián se pohybují kolem sedmi bod, nejastjí výsledek je est bod. Zajímavá je anomálie u hodnoty 2-3 body. Tento nízký poet respondent v této bodové kategorii si vysvtluji tak, e dotázaný neví vbec nic, a pak má 0-1 bod a nebo má alespo minimální povdomí, co mu umouje správn zodpovdt relativn lehké otázky. 2 a 7, kde tak získá minimálntyi body. Protoe vtina respondent má vysokokolské vzdlání, zajímala mne struktura výsledk jednak zvlá pro vysokokoláky a pro nevysokokoláky a hlavn pro vysokokoláky zamené humanitn, pírodovdn i technicky. Pedpokládal jsem, e lepích výsledk dosáhnou lidé vysokokolsky vzdlaní a z této skupiny budou mít nejlepí výsledky pírodovdn vzdlaní vysokokoláci. Naopak u humanitn vzdlaných vysokokolák jsem oekával nií bodové ohodnocení, ale vyí ne u nevysokokolák. Bodové výsledky pro jednotlivé skupiny podle vzdlání jsou uvedeny v tabulce 5. Tabulka 5: Charakteristiky souboru celkových výsledk pro skupiny podle vzdlání ne V V V h 10 V p 11 V t 12 poet respondent 18 46 18 16 12 aritmetický prmr 6,8 7,2 5,7 9,1 7,2 medián 7 7 5 9,5 6 modus 7 6 4 12 6 Zdroj: Vlastní výzkum autora Z tabulky je patrné, e nevysokokoláci dopadli he, ne vysokokoláci, ale ten rozdíl není moc veliký. Ze srovnání vysokokolák podle zamení vyplývá, e nejlépe dopadli pírodovdci, naopak nejhe humanitn vzdlaní vysokokoláci. Tímto se splnily mé pedpoklady, ale co jsem nepedpokládal je, e humanitn vzdlaní vysokokoláci mli horí výsledky, ne nevysokokoláci. Rozdíl mezi výsledky pírodovdc a humanist ukazuje graf 2. 10 vysokokolské vzdlání humanitního zamení 11 vysokokolské vzdlání pírodovdného zamení 12 vysokokolské vzdlání technického zamení 25
Graf 2: Histogram výsledk dotazníku pro V hav p Histogram výsledk 8 7 poet respondent 6 5 4 3 2 V h V p 1 0 0--1 2--3 4--5 6--8 9--10 11--12 13--14 poet bod Zdroj: Vlastní výzkum autora Z grafu 2 je patrné, e výsledky humanist jsou výrazn posunuty do levé ásti grafu s vrcholem 4-5 bod, naopak pírodovdci mají a na jednu výjimku vechny výsledky v pravé ásti grafu. Výsledky przkumu jsem neanalyzoval podle vkové kategorie, nebo jsem ml píli málo respondent z jiných vkových kategorií a výsledky by nebyly píli spolehlivé. 4.2 Závr Z uvedených výsledk vyplývá, e úspnost respondent odpovídá piblin normálnímu statistickému rozloení. Mnohem vyí úspnost jsem zaznamenal u otázek, kde mli respondenti na výbr z odpovdí, naopak kde museli sami formulovat odpovdi byla úspnost výrazn horí. Výjimkou je otázka. 5 pro fouká vítr, na kterou odpovdlo správn 50 % dotázaných. Celkov mohu íci, e vtina lidí má piblinou pedstavu o fungování skleníkového efektu a o píinách foukání vtru. Ale pi formulování píin tchto jev dochází asto k nepesnostem. Naopak pojmy 26
studená a teplá fronta jsou pro vtinu respondent vzdálené a pi formulaci docházelo nejen k nepesnostem, ale k naprosto nepravdivým tvrzením. Pozitivním výsledkem je to, e 94 % dotázaných oznailo meteorologii jako zajímavý obor. A tuto informaci musím potvrdit i osobní zkueností, kdy se m ada dotázaných po vyplnní dotazníku ptala na správné odpovdi. Z tohoto dvodu jsem vytvoil vlastní webovou stránku 13, kde si je mohli respondenti sami prohlédnout. A dokonce i pi osobním setkání se nkolikrát strhla diskuze nad otázkami a správnými odpovmi. Vzhledem k tmto výsledkm bych upravil nkteré otázky. V otázce na skleníkový efekt bych nekladl takový draz na pesný princip, ale spíe nadsledky tohoto efektu a vliv lovka. Synoptickou mapu s nabídnutými odpovmi bych jet rozíil o mapu s jinou situací, kde by respondenti nemli na výbr z odpovdí. Otázku pátrající po píinách rozdílného tlaku vzduchu bych formuloval lépe, aby bylo jasné, e nemám na mysli rozdíly v tlaku v rzných nadmoských výkách. 5 Meteorologie jako spolené téma zempisu a fyziky Jak ji bylo napsáno v úvodu, meteorologie jako vdní obor patí do fyziky. Ale jak uvádjí CIMBUREK (2000) a VOTAVA (2000), v rámci studia fyziky na gymnáziích je toto téma jako celek asto opomíjeno. Pitom ada pojm i jev z meteorologie má fyzikální základy, a proto se nabízí vytvoení spoleného tématu mezi zempisem a fyzikou na gymnáziích, co umouje zavádní RVP do výuky. Toto téma se bude týkat pouze tyletých gymnázií nebo vyích stup víceletých gymnázií, nebo fyzika pro poteby meteorologie má vyí nároky na abstrakci a znalost fyzikálních pojm, ato nejen ist meteorologických, ale i z jiných partií fyziky. Proto není vhodné s tímto tématem zaínat na základní kole nebo niích stupních víceletých gymnázií. Spolené téma meteorologie je moné pojmout jako blok v rámci vzdlávací oblasti lovk a píroda, kam patí jak zempis, tak i fyzika. Nebo je moné toto téma pouít pro volitelný seminá ve tetím nebo tvrtém roníku v zempise nebo fyzice. A 13 www.prisnydiktat.atlasweb.cz 27
v neposlední ad lze téma meteorologie pojmout jako souást prezového tématu Enviromentální výchova. Mj návrh pro výuku meteorologie poítá se tymi vyuovacími hodinami, které by bylo vhodné realizovat jako dva dvouhodinové bloky. První blok je zamen více teoreticky, druhý blok pak spíe prakticky. 5.1 Struktura témat Kadý blok je rozdlen na níe uvedené kapitoly. V kadé kapitole jsou vypsané dleité pojmy, se kterými by se áci mli nauit s porozumním operovat. Mj návrh struktury témat vychází jednak z analýzy vzdlávacích dokument (viz druhá kapitola), jednak z mé vlastní zkuenosti, kdy jsem ml monost opakovan vyuovat meteorologický kurz v podobném rozsahu na osmiletém gymnáziu Pírodní kola (Praha Letany) (v letech 2001, 2002, 2006 a 2007). I. blok Atmosféra I o sloení vzduchu, obsah vody o skleníkový efekt o význam ozónu o aerosol (pirozený, antropogenní) o rozptyl záení o barva oblohy a Slunce v rzných výkách nad obzorem Atmosféra II o stratifikace podle zmny teploty s výkou o charakteristiky jednotlivých vrstev (troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra, exosféra) o stratifikace podle jiných kritérií Tlak vzduchu o definice o prmrná hodnota, extrémní hodnoty o barický stupe o mapa barického pole, izobary 28
o píiny rozdílného tlaku (pi pepotu na výku 0 m n. m.) o tlakové útvary, cyklony a anticyklony o cyklogeneze, tropické cyklony o vítr, Coriolisova síla Teplota vzduchu o zpsoby mení o rzné teplotní stupnice (Celsiova, Fahrenheitova, Kelvinova) o teplotní rekordy na Zemi o zdroj tepla o denní a roní chod teploty Vlhkost vzduchu o výpar, kondenzace o vlhkost absolutní a relativní o zmna relativní vlhkosti v závislosti na teplot o rosný bod, vznik oblak a mlhy II. blok Oblaka o definice oblaku o vznik oblak (význam aerosolu) o druhy oblak podle výky výskytu a sloení o druhy oblak podle mezinárodní klasifikace (v. latinských názv) o ukázky oblak Atmosférické fronty o typologie atmosférických front o projevy atmosférických front o typická oblanost pro atmosférické fronty Synoptická mapa o tení synoptické mapy o pedpov podle synoptické mapy Z vlastní zkuenosti mohu potvrdit, evechny uvedené pojmy a jevy lze probrat bhem ty vyuovacích hodin. Cílem výuky meteorologie by nemlo být jen seznámení s meteorologickými pojmy, ale pochopení celé ady proces, které 29
v atmosfée probíhají a formují tak poasí. Proto k uvedeným pojmm pipojuji i souhrn uritých tezí, které by studenti mly být schopni objasnit v. píin a dsledk daného jevu. Teze uvádím v rámci výe uvedených kapitol. Atmosféra I o skleníkové plyny oteplují planetu o cca 33 C, ím umoují ivot na Zemi o ozón zabrauje prniku UV záení k povrchu Zem o Sluncejepi západu ervené, protoe paprsky procházejí silnjí vrstvou vzduchu a vechny barvy kromervené jsou rozptylovány Atmosféra II o vrstvy atmosféry jsou vymezeny na základ zmny teploty vzduchu s výkou o atmosféra je v pomru k velikosti Zem tenkou vrstvou nad povrchem Tlak vzduchu o rozdíly v tlaku vzduchu jsou zpsobeny rznou schopností absorpce sluneního záení o vzduch se pohybuje z oblasti vyího do oblasti niího tlaku o Coriolisova síla odchyluje pohyb na severní polokouli doprava, míra odchylky závisí na zempisné íce o v tlakové výi bývá bezoblané poasí, v tlakové níi naopak poasí zataené s astými srákami Teplota vzduchu o teplota se mí ve stínu o vzduch se otepluje od zemského povrchu o bhem dne dosahuje teplota vzduchu maxima mezi 14 a 15 hodinou Vlhkost vzduchu o relativní vlhkost závisí na teplot vzduchu o pi dosaení rosného bodu dochází ke kondenzaci vodní páry II. blok Oblaka o oblak je shluk vodních kapiek i ledových krystalk o vodní pára kondenzuje na aerosolu o sráky lze oekávat ze smíených oblak (vodních i ledových) 30
Atmosférické fronty o atmosférická fronta je rozhraní mezi vzduchovými hmotami o rzné teplot o s atmosférickou frontou jsou vdy spojeny sráky Uvedené teze jsou jen návrhem, kadý uitel si me tezepizpsobit podle svého uváení. 5.2 Zdroje pro výuku meteorologie Pokud není uitel vystudovaný meteorolog, je poteba pracovat s rznými zdroji, a to jak s titnými publikacemi, tak se zdroji uvedenými na internetu. Na trhu v souasné dob (2008) existuje celá ada publikací zabývající se meteorologií. Z tohoto mnoství knih mohu doporuit dv, se kterými mám vynikající zkuenost. První významnou knihou je Atlas oblak od Petra Dvoáka, kterou vydalo nakladatelství Svt kídel v roce 2007 (ji druhé pepracované vydání). Tato kniha obsahuje fotografie jednotlivých druh oblak a nákresy vysvtlující vznik atmosférických front a tlakových útvar. Kniha je zamená spíe prakticky, obsahuje vysvtlení nkterých atmosférických jev, které umoují pedpovdt vývoj poasí v krátkodobém horizontu. Druhou knihou je Meteorologie; Úvod do studia dj v zemské atmosfée od Jana Bednáe, kterou vydalo nakladatelství Portál v roce 2003. Tato kniha je spíe teoretická a poskytuje dobré základy pro výuku 1. bloku. tená by na první pohled mohl knihu odmítnou pro mnoství sloitých vzorc vektorového a integrálního potu, ale tená me tyto partie peskoit, ani by ztratil souvislost a porozumní v textu. V tom se projevuje odbornost a profesionalita autora, profesora meteorologie na MFF UK. Tato kniha poskytuje vynikající a srozumitelné základy meteorologie. Kombinace tchto dvou knih je v mnoství meteorologických publikací nepekonaná. Tetím zdrojem pro výuku by mohla být kniha Fyzika oblak asráek od Daniely ezáové a kolektivu, kterou vydalo nakladatelství Academia v roce 2007. Kniha samotná je zamená velmi odborn, pro úely vzdlávání na gymnáziích a píli. Alesouástí knihy je DVD, na kterém jsou fotografie vech druh oblak, animace radarových a satelitních snímk a zrychlené videonahrávky vývoje rzných 31
druh oblanosti. Tato píloha me poslouit jako vynikající doplnní teoretického výkladu. Krom knih lze k píprav vyuít celou asu webových stránek, které se vnují meteorologii. Takovýchto stránek existuje veliké mnoství, a to jak eských tak zahraniních. Mj seznam webových stránek si rozhodn neiní nárok na úplnost. Ke kadé webové stránce pipojuji krátký obsah toho, co lze na dané stránce nalézt. http://www.chmi.cz Stránka eského hydrometeorologického úadu nabízí komplexní informace z meteorologie vetn radarových a satelitních snímk, pedpovdi poasí a archivu klimatických údaj z území eska. Stránky obsahují výsledky numerického modelu ALADIN a odkazy na meteorologické a klimatické webové stránky z celého svta. http://www.ufa.cas.cz Stránky Ústavu fyziky atmosféry AV R obsahují data meteorologických veliin za posledních 30 dní z místa sídla ústavu (Praha, Zábhlice), rovn data nkterých zajímavých situací v grafické podob (nap. pechod orkánu Kyrill) http://www.meteocentrum.cz Pomrn komplexní stránka, kde lze nalézt pedpov poasí pro rzná msta v esku i v Evrop v krátkodobém i dlouhodobém asovém horizontu, synoptické mapy i satelitní snímky vetn animací za delí asové období. Za pozornost stojí meteorologická encyklopedie, kde lze nalézt vysvtlení ady pojm a jev v. obrazového materiálu a také archivní data o prbhu teploty, tlaku a dalích veliin v Praze a Brn od ledna 2006 http://pocasi.astronomie.cz Stránka obsahující druicové a satelitní snímky, synoptické mapy a pedpovdní mapy (pevzaté z nmecké stránky www.wetterzentrale.de) http://pocasi.venku.cz Tato stránka obsahuje velké mnoství odkaz na eské a zahraniní zdroje meteorologických a klimatologických dat http://maruska.ordoz.com/meteorologie Tato stránka se vnuje meteorologickým pozorováním na stanici Maruka (Hostýnské vrchy). Na stránce je mono nalézt data z této stanice za poslední ti 32
roky. Také jsou zde vysvtleny nkteré základní meteorologické pojmy vetn druh oblak. http://www.medard-online.cz/index.php Stránka zpístupuje výsledky numerického modelu MEDARD, který provozuje Ústav informatiky AV R Uvedené stránky jsou vybraným vzorkem z velkého mnoství stránek. Za spolehlivé stránky povauji stránky institucí, kde je zaruena stabilita a kontinuita provozu stránek. Naopak nkteré stránky, které provozují jednotlivci, fandové do meteorologie asto koní neaktualizované nebo jsou asem dokonce zrueny úpln. 6 Závr Cílem mé práce byl obsahový rozbor tematického celku meteorologie a vytvoení vlastního návrhu obsahu pro vyuovací blok meteorologie na gymnáziích. Pi pilotním etení jsem zjistil, e meteorologie je pro vtinu dotázaných oborem zajímavým, co se projevilo mimo jiné i vysokým zájmem o správné odpovdi. Mnoho dotázaných rovn mimo dotazník uvedlo, enkteré pojmy ve kole nikdy nebrali. Celkov mohu konstatovat, e výuka meteorologie na gymnáziích v esku netvoí jedno komplexní téma, ale je mení souástí klimatologie. Co a jakým zpsobem se studenti uí do znané míry závisí na samotném uiteli. Ale z výsledk przkumu vyplývá, e se dotázaní s meteorologií setkali spíe jen v nkolika málo vybraných partiích (nap. skleníkový efekt, pohyb vzduchu), ale meteorologie jako celek, tedy jako nauka o poasí jim uniká. Tuto situaci jsem se pokusil napravit vlastním návrhem obsahu, který lze aplikovat na výuku na gymnáziích. Mj návrh vychází z oekávaných výstup RVP G a z katalogu poadavk k maturitní zkouce a tvoí vyuovací blok v rámci zempisu a fyziky. Tento vyuovací blok doporuuji zaadit do volitelného semináe ze zempisu nebo z fyziky do tetího roníku tyletých gymnázií. Ale v pípad gymnázií zamených na pírodovdné pedmty lze tento blok pouít i do rámce pírodní sféry, který je zpravidla vyuován v prvním roníku. 33
Vím, e zaazením mého návrhu do výuky lze dosáhnout kvalitnjího náhledu gymnaziálních student na tak komplexní a zajímavý obor, jakým bezesporu meteorologie je. 34
Seznam pouité literatury a zdroje dat ASCHENBRENNEROVÁ, M. (2006): Koncepce geografického vzdlávání v Anglii a esku. Diplomová práce. Katedra sociální geografie a regionálního rozvoje PF UK, Praha, 104 s. BEDNÁ, J. (2003): Meteorologie; Úvod do dj v zemské atmosfée, Portál, Praha, 224 s. CIMBUREK, V. (2000): Vyuití www pro výuku fyziky - meteorologie. Diplomová práce. Katedra didaktiky fyziky MFF UK, Praha, 37 s. eský statistický úad (2007): Demografická roenka eské republiky 2006 [cit. 26.7.2008] <http://czso.cz/csu/2007edicniplan.nsf/p/4019-07> DVOÁK, P. (2007): Atlas oblak, 2.pepracované vydání, Svt kídel, Píbram, 128 s. EDEXCEL (2002): EDEXCEL Advanced Subsidiary GCE in Geography: Specification B, EDEXCEL Advanced GCE in Geography: Specification B. Edexcel Foundation [cit. 20.8.2008] <http://www.edexcel.org.uk/virtualcontent/68359.pdf> HAUSENBLAS, O. (2002): Jak odbrzdíme vznik kolních vzdlávacích program? 1. ást [cit. 16.7.2008] <http://ucitelske-listy.ceskaskola.cz/ucitelskelisty/ar.asp?ari=102282&cai=2149> Ministerstvo kolství mládee atlovýchovy (1999): Uební dokumenty pro gymnázia, Fortuna, Praha, 205 s. Ministerstvo kolství mládee a tlovýchovy (2008): Katalog poadavk zkouek spolené ásti maturitní zkouky - zempis, MMT, Praha, 16 s. Pedagogická fakulta Jihoeské univerzity (2008): Ukázky pijímacích test z minulých let [cit. 26.7.2008] <http://www.pf.jcu.cz/stru/katedry/z/prij/> Pedagogická fakulta Technické univerzity (2008): Zkuební testy [cit. 26.7.2008] <http://www.fp.tul.cz/fp/prijim_pozadavky.htm> Pírodovdecká fakulta Masarykovy univerzity (2008): Ukázky test pro pijímací ízení [cit. 26.7.2008] <http://www.sci.muni.cz/main.php?stranka=31_iopr&podtext Brno> Pírodovdecká fakulta Univerzity Karlovy (2008): Modelové úlohy pijímacího testu ze zempisu [cit. 26.7.2008] <http://web.natur.cuni.cz/studium/uchazec/> Pírodovdecká fakulta Univerzity Palackého (2008): Testy z pijímacího ízení v roce 2007 [cit. 26.7.2008] <http://www.upol.cz/fakulty/prf/aktualni-sdeleni-prf/studijnioddeleni/prijimaci-rizeni/testy-z-prijimaciho-rizeni-v-roce-2007/> 35
Pírodovdecká fakulta Univerzity Jana Evangelisty Purkyn (2008): Pijímací zkouky [cit. 26.7.2008] <http://geography.ujep.cz/geo_s/p_zkousky.html> EZÁOVÁ, D., KAPAR, M., NOVÁK, P., SETVÁK, M. (2007): Fyzika oblak a sráek, Academia, Praha, 576 s. EZNÍKOVÁ, D. (2007): Model maturitní zkouky z pohledu geograf (1. díl). Geografické rozhledy, 16,. 3, s. 20-21 VOTAVA, J. (2000): Vyuití www pro výuku fyziky - meteorologie. Diplomová práce. Katedra didaktiky fyziky MFF UK, Praha, 54 s. Výzkumný ústav pedagogický v Praze (2007a): Rámcový vzdlávací plán pro základní vzdlávání [cit. 21.7.2008] <http://www.rvp.cz/sekce/58> Výzkumný ústav pedagogický v Praze (2007b): Rámcový vzdlávací plán pro gymnázia [cit. 26.7.2008] < http://www.rvp.cz/sekce/88 > 36
Pílohy Dotazník k pilotnímu etení Vk: Nejvyí dosaené vzdlání (v. probíhajícího): Z odborné uilit stední odborná kola s mat. gymnázium VO humanitního smru VO pírodovdného smru VO technického smru VO umleckého smru V humanitního smru (v. Bc.) V pírodovdného smru (v. Bc.) V technického smru (v. Bc.) V umleckého smru (v. Bc.) JakýobornaVO nebo V jste studovali (studujete)? Pokud odpov na následující otázky neznáte, napite: NEVÍM. Vlastní odpov pite do edého políka, bude se samo zvtovat s tím, jak budete psát.u otázek umoujících výbr odpovdi, zakrtnte vdy JEN JEDNO POLÍKO. 1. Zkuste vlastními slovy vysvtlit, jakým zpsobem funguje skleníkový efekt atmosféry a co zpsobuje: 2. Skleníkový efekt (vyberte nejsprávnjí dokonení vty) nemám tuení a nechci tipovat je pro ivot na Zemi velmi nebezpený, bylo by lepí, kdyby nic takového na Zemi nebylo je pro ivot na Zemi prospný, bez nj by to prost nelo. Ale pi silném úinku me být i nebezpený je pro ivot na Zemi prospný, ádné nebezpeí znj nehrozí 3. Co to je studená fronta? Jak si ji pedstavujete a jak se projevuje? 4. Je njaký rozdíl mezi tím, jak se projevuje teplá a jak studená fronta? Pokud ano, tak jaký? 5. Pro na Zemi fouká vítr? 37
6. Pro je nkde tlak vysoký a nkde zase nízký? 7. Zakrtnte monost, které nejvíce odpovídá synoptické map z ervencového data: Nemám tuení a nechci tipovat. Pes esko pela studená fronta, sráky ustaly, kolem tlakové výe k nám proudí teplý vzduch z jiní Evropy. Ideální poasí na koupání. Do eska pichází teplá fronta, ekají nás slabé, ale trvanlivé sráky. Poasí tak maximáln na houby (jako na sbírání hub). Do eska pichází slabá studená fronta, bude promnlivá oblanost s krátkými pehákami, místy se dají ekat i bouky. Poasí tak na procházku sdetníkem. Do eska pichází silná studená fronta, bude zataeno se silnými pívalovými deti, kroupami a mohutnými boukami. Poasí tak na zniení úrody. esko leí mezi dvma tlakovými výemi, dá se ekat jasné slunené poasí. Poasí vhodné na opalování. 38