Proměna dokonalá a její užití ve vzdělávací oblasti člověk a jeho svět

3. 11. 2019 Josef Levý, Lenka Rapantová

Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání (RVP ZV) zdůrazňuje v obsahu integrované vzdělávací oblasti Člověk a jeho svět podstatné prvky, které hrají roli v rozvoji žáka. Uváděné jsou prožitek, vlastní příklad učitele, přesah do praktického života, zkoumání modelových a konkrétních situací, vyvozování vlastních důkazů, argumentování nebo objevování toho, co žáka zajímá, co ho motivuje.

Impulsem, jak rozvíjet výše uvedené aspekty a přírodovědnou gramotnost ve všech svých rovinách, jak naplňovat požadované kompetence, dovednosti a jak vhodně rozšiřovat úroveň poznávacího procesu, je zapojování prvků badatelsky orientovaného vyučování (BOV), zapojování prvků problémového učení, projektového učení nebo zapojování prvků konstruktivistického myšlení.

Vzdělávací oblast Člověk a jeho svět je zároveň samostatným oborem a je určena pouze pro 1. stupeň ZŠ. Oblast je členěna do pěti tematických okruhů. Jedním z okruhů je Rozmanitost přírody.  Ve svých očekávaných výstupech pro první období (1.–3. ročník) i druhé období (4.–5. ročník) zmiňuje pokusnou činnost – plánování pokusu, vyhodnocování pokusu, interpretaci výsledků pokusu. Pokud má být výstup naplněn, musí se změnit přístup k vyučovacímu procesu a k samotnému žákovi. Ten nebude většinu času pouze pasivním posluchačem, ale stane se i aktivním badatelem, malým vědcem, který plánuje, pozoruje, vyhodnocuje a přináší vlastní poznatky. Stává se tedy subjektem v procesu vyučování. Výzkumy však ukazují, že je tato role stále spíše upozaděna z mnoha různých důvodů.

Příspěvek představuje další možnosti, jak vyučování naplánovat atraktivně, jak využít prvky BOV, jak žáka k učení vhodně motivovat, jak u něj vzbudit zájem o aktivní bádání. Tématem je oblast, která na 1. stupni ZŠ stojí spíše na okraji zájmu, přitom je svým způsobem pro BOV i pro samotného žáka velmi atraktivní. Proměna dokonalá u bezobratlých živočichů je jedním z nejpozoruhodnějších procesů v přírodě. Je tedy škoda jen si o ní ve školách povídat, číst, dělat zápisky.

 

Proměna dokonalá v RVP ZV, teoretická východiska, vhodní zástupci pro chov v ZŠ

Na prvním stupni základní školy se žáci seznamují s bezobratlými živočichy ve dvou postupně na sebe navazujících vlnách. V prvním období (1.–3. ročník) je důležité samotné poznávání a pojmenování základních druhů a jejich propojování se situacemi ze života. Bezobratlý jako škůdce (co škodí např. na poli, na zahradě, na louce, doma), bezobratlý jako užitečný živočich (z hospodářského hlediska). Žáci dále poznávají zástupce, se kterými se běžně setkávají (ti co je obtěžují, ti co jsou významní). Ve druhém období (4.–5. ročník) je obsah učiva rozšířen o způsob života, vývoj, životní podmínky, potravu, stavbu těla. Významní zástupci vhodní pro pozorování a BOV jsou zastoupeni v řádu motýli, brouci a blanokřídlí. Zároveň u nich probíhá velmi složitý, jedinečný a zajímavý proces – proměna dokonalá. Tu je žákům vhodné demonstrovat a důkladně vysvětlovat.

 

Proměna dokonalá je popsána v učebnicích pro 4.–5. ročník ZŠ, je zastoupena v konkrétních školních vzdělávacích programech (způsob života, vývoj, životní podmínky, stavba těla). U velkého množství žáků se však lze setkat s nepochopením základních principů ve vývoji druhů a s jejich neutříděnými představami o podstatných momentech, které proměnu dokonalou provází. Zde je prostor pro prvotní bádání, pozorování, pokusy a pro třídění mylných prekonceptů a znalostí.

U hmyzu s proměnou dokonalou se životní cyklus skládá z vajíčka, larvy, kukly a dospělého jedince (imaga). Z vajíčka se vylíhne larva, která svým vzhledem a způsobem života nepřipomíná dospělce. Larva se při růstu několikrát svlékne a v posledním instaru se z ní stává kukla. Kukla nikdy nepřijímá potravu, a až na výjimky se nepřemisťuje. Po dokončení histologické a anatomicko-morfologické přestavby uvnitř kukly se z kukly vylíhne tvarově odlišné imago, které má pevnou chitinizovanou vnější kostru a dál již u žádného řádu hmyzu neroste. Odlišnou velikost jednoho druhu způsobují životní podmínky v larválním stadiu (Pokorný & Šifner, 2004, s. 10).

Řád motýli (Lepidoptera) je jedinečný pro svá křídla, která jsou pokryta taškovitě uspořádanými šupinami. Denní motýli ve srovnání s nočními bývají pestřejšího zbarvení, které má signalizační účel. Od nočních motýlů se liší tvarem tykadel a klidovou polohou křídel. Noční motýli svá křídla střechovitě nebo ploše rozkládají a krycí vzory a zbarvení předních křídel slouží ke splynutí s okolím. Vzhledem ke krátkému životnímu cyklu, vzhledové atraktivitě a dostupnosti jsou vhodné pro chov v ZŠ ukázkové druhy z čeledi martináčovití (Saturniidae). Jedná se o středně velké a velké druhy s noční aktivitou. Imaga martináčovitých mají zakrnělý sosák a potravu nepřijímají, energii čerpají z tukové zásoby získané v larválním stadiu. Na hlavě jsou významná hřebenitá tykadla s čichovou funkcí. Do čeledi martináčovitých patří běžně dostupný a nejméně náročný martináč pajasanový (Samia cynthia). Z vajíček se vylíhnou larvy (housenky), které mají celkem pět instarů a dorůstají až 8 cm. Na povrchu těla housenky jsou znatelné ochranné výrůstky a poprašek bílého vosku. V posledním instaru si housenka spřádá hedvábný kokon, v kterém se zakuklí. Na kukle jsou pozorovatelné tělní přívěsky.

Řád brouci (Coleoptera) je charakteristický sklerotizovaným tělem a přeměněnými předními křídly v pevné krovky, které chrání zadní pár blanitých křídel. Tělo je rozděleno na hlavu, hruď a zadeček. Na spodní části hrudi se nachází tři páry kráčivých končetin. Vhodnými zástupci pro chov jsou nenároční brouci rodu Pachnoda. Imaga dosahují velikosti 2,5 až 3 cm. Na hlavě jsou pozorovatelná tykadla, která jsou na konci paličkovitě rozšířená. Na článkovaném zadečku lze rozpoznat pohlaví jedinců. Samci mají příčnou rýhu ve středu zadečku, samice mají zadeček celý oblý. Z nakladených vajíček se vylíhnou larvy, na kterých je pozorovatelná hlava krytá chitinem a článkované tělo, které má v přední části tři páry končetin. V posledním instaru se larva zakuklí a přečkává v klidu až do vylíhnutí imaga.

Řád blanokřídlí (Hymenoptera) je charakteristický pro své dva páry blanitých křídel. Řád je rozdělen do dvou podřádů podle připojení zadečku k hrudi – širopasí (Symphyta) a štíhlopasí (Apocrita). Rod Lasius patří do podřádu štíhlopasích (Apocrita). Zadeček má připojen stopkovitě zúženým článkem. Na hlavě jsou pozorovatelná lomená tykadla. Hruď nese dva páry blanitých křídel. Samice mravenců po svatebním letu křídla ztrácejí a dělnice mravenců jsou vždy bezkřídlé. Mravenci kladou drobná vajíčka s jemným obalem do ochranných komůrek. Larvy jsou beznohé, červovitého tvaru, svlékají se a rostou. Nedokáží se sami živit a jsou závislé na péči dělnic. Kukla (pupa) má patrné tělní přívěsky a aktivně se nepohybuje ani neroste (Zahradník, 1987, s. 9–12, 15, 26).

 

Role učitele, aktivita žáka, etické zásady a pravidla

Pro níže uvedené aktivity hraje zásadní roli zapálený, aktivní a vzdělaný učitel, který dokáže badatelskou činnost vhodně plánovat, připravuje potřebné pomůcky, aktivně projekt společně se žáky plánuje i vyhodnocuje. Práce s přírodním materiálem má svá specifika, která by měl dodržovat, na která by měl pamatovat. Je vhodné důsledně promyslet všechny kroky pokusu, komunikovat s rodiči žáků, s vedením školy, s kolegy, obstarat finanční prostředky, přijít pro radu za odborníkem, shánět dostatek informací o chovu samotném, uvědomit si své časové možnosti. U chovu bezobratlých živočichů jsou nároky na chov nižší, i tak je není dobré podceňovat (Kellnerová, 2013, s. 14–15).

Výuka ve školách bude chovem značně zpestřena a bude podporovat vnitřní motivaci žáků. Žáci by se s chovem měli postupně sžívat, během let by měli navyknout na postupy, podle kterých chov probíhá, pracovat s pomůckami, ovládat chovné zařízení. Učitelem by měli být seznámeni s pravidly chování, bezpečnosti, manipulací s živočichem, hygienou, důsledně jim je vštěpována myšlenka živého tvora, ne hračky. Na žáky je vhodné přenést odpovědnost za péči a chov, to je nutné důsledně kontrolovat. (Kellnerová, 2013, s. 15)

Námi uvedení zástupci bezobratlých živočichů nepodléhají složitější otázce etiky chovů, nepodléhají zákonům o ochraně druhů, přírody a krajiny. I přesto, že nejsou bezobratlí živočichové zákonem příliš dotčeni (až na druhy ohrožené), je nutné dodržovat základní etické principy a pravidla, která platí pro práci s živočichy. Myšlenku neustále vštěpujeme žákům, kolegům a třeba i širší společnosti, chov ve škole by měl respektovat i ta nejpřísnější pravidla životní pohody živočichů.

Jak postupovat při ukončení chovu?  Druhy pocházející z naší přírody vypustíme, některé jedince lze předat zájmovým chovům. Pokud např. nějaký motýl uhyne, využijeme části těla pro další badatelské kroky a k přemýšlení o jejich funkci a celkové stavbě motýla (části těla by měly být v dobrém stavu, bez zjevných negativních procesů rozkladu). Vajíčka dalších generací je možné zcela zničit. Při práci s preparáty dodržujeme základní hygienická pravidla.

 

Praktické náměty do výuky

Z pozorování vede každý žák záznamový arch, ve kterém rozvíjí své myšlenky a pokus komplexně písemně i graficky zaznamenává. Vhodnou cestou může být založení lapbooků, interaktivních sešitů, ve kterých lze využít mezipředmětové vztahy, integraci učiva, kreativitu, didaktické hry a mnoho dalších rozmanitých aktivit, které jsou pro žáky motivující. Při pozorování a realizaci pokusu jsou bezděčně rozvíjeny i osobní a sociální kompetence žáka. Důležitá je zde role učitele. Jeho kreativita, nadšení, podnětnost a způsob vedení pokusu a práces se záznamovým archem.

Na ukázce tří níže uvedených chovů se pokoušíme demonstrovat a komplexně představit kroky, které bychom mohli zařadit do BOV. Jednotlivé pokusy byly realizovány v uvedených ročnících, jsou do nich zařazeny tak, aby je bylo možné zvládnout podle náročnosti, aby respektovaly myšlenkové možnosti žáka daného věku, aby respektovaly podmínky chovu v ZŠ. Jako domněnky a další badatelské otázky jsou uvedené zajímavé doslovné výpovědi žáků čtvrtých a pátých ročníků ZŠ. Vybíráme z těch výpovědí, které bylo nutné ověřovat pokusem, a kde bylo nutné mylné prekoncepty utřídit nebo zcela změnit. Nutné je však podotknout, že přibližně 70 % domněnek žáků bylo správných, informace se pokusem potvrdila. Rozsáhlé znalosti žáci prokázali u řádu motýlů, nejméně poznatků uváděli u řádu brouků.

Na závěr BOV je vše nutné důkladně a komplexně zhodnotit, provést reflexi, zjistit, zda bylo dosaženo stanovených cílů.

 

Pokus Chov motýlů je vhodné zrealizovat ve čtvrtém ročníku, v úrovni badatelství jej lze zařadit do strukturovaného či nasměrovaného bádání.

Pomůcky pro chov motýlů nejsou nijak náročné. Doporučujeme Petriho misky, savý papír, vatu, nůžky, plastový box, velkou sklenici nebo houseník, rosičku, motýlárium (různé možnosti volby).

Vhodným zástupcem ze skupiny denních motýlů je hojná a snadno dostupná babočka paví oko (Inachis io) nebo další druhy z čeledi Nymphalidae. Ze skupiny nočních motýlů je nenáročný martináč pajasanový (Samia cynthia) z čeledi Saturniidae. Vajíčka, housenky či kukly získáme přes inzertní časopis, inzertní internetové stránky, na entomologických a teraristických burzách. Cena za dvacet kusů vajíček se pohybuje v rozmezí 100 až 200 korun. Ceny housenek nebo kukel mohou být vyšší vzhledem k věnovanému času a selekci silnějších jedinců. Vajíčka a housenky baboček nalezneme volně v přírodě na hostitelských rostlinách. Nejčastěji na kopřivě dvoudomé (Urtica dioica).

Pro chov motýlů je optimální místo s přísunem denního světla bez přímého slunečního svitu, s teplotou v rozmezí 22–27 °C, se zajištěným zdrojem potravy. Živné rostliny housenek motýla Samia cynthia jsou nejčastěji ptačí zob (Ligustrum sp.), šeřík obecný (Syringa vulgaris) nebo pajasan žláznatý (Ailanthus altissima). Během vývoje by se potrava neměla měnit. Housenky by měly mít k dispozici čerstvou potravu neustále. Kvalita potravy ovlivňuje velikost a fitness imaga. Imaga mají zakrnělé ústní ústrojí a potravu nepřijímají.

Kroky chovu Samia cynthia: Do Petriho misek nastříháme kousky savého papíru, do středu položíme vajíčka a okraje savého papíru lehce pokapeme vodou, aby byla zajištěna vlhkost. Vajíčka by neměla přijít do přímého styku s vodou. Zhruba po dvanácti dnech se líhnou housenky, jimž ponecháme první instar v Petriho miskách a každý den vkládáme čerstvou potravu, kterou jim ze začátku můžeme natrhat na menší kousky. Po prvním svleku L2 housenky přemístíme do plastové krabičky se síťovaným víčkem, aby se housenky nezapařily. Vodu zajistíme namočeným kouskem vaty nebo navlhčeným savým papírem na dně. L3 housenky rozdělíme podle velikosti do plastových boxů nebo houseníku a každý den jemně rosíme. Pozor si musíme dát na větší kapky, ve kterých by se mohly housenky utopit. Delší čerstvost živné rostliny zajistíme skleničkou s vodou, zabezpečenou před pádem housenek do vody. Těsně před kuklením housenka přestane přijímat potravu, začne nervózně lézt po ubykaci a spřádat si pevný hedvábný kokon. Housenku v kokonu necháme kuklit bez rušení. Po zhruba týdnu můžeme kokonem s kuklou manipulovat a přendat do připraveného motýlária. Kokony na vrchní straně opatrně nastřihneme a umožníme motýlům jednodušší vylézání ven. Vrchní stranu poznáme podle malé dírky a měkčí strany kokonu. Kokony zavěsíme spínacím špendlíkem nebo tavnou pistolí za vrchní okraj po motýláriu tak, aby měl motýl po čem vylézt a měl dostatek místa na roztažení křídel. Stadium kukly trvá přibližně tři až šest týdnů v závislosti na teplotě a vlhkosti.

Jako možnost úvodní motivace při zahájení pokusu nabízíme využití mezipředmětových vztahů při práci s videoukázkou z večerníčku O Makové panence a motýlu Emanuelovi, který vznikl podle námětu z knihy Václava Čtvrka.  Příběh O Makové panence a dvou Emanuelech přináší zásadní momenty vývoje motýla.  Zmíněnou ukázku je nutné společně se žáky kriticky zhodnotit, uvádět pozitiva, negativa, hledat sporné momenty, které lze spojit s proměnou dokonalou. Ukázku lze posuzovat přímo nebo až po ukončení následného pokusu.

Společné stanovení konkrétních cílů postupu je základní podmínkou začátku přemýšlení o pokusu. Cíl stanovujeme ve všech rovinách (kognitivní, afektivní, psychomotorické).

Možnosti formulace cílů: CK: Žák popíše základní vývoj motýla a podmínky vhodné k jeho životu. Žák zaznamená a vlastním způsobem interpretuje kroky pokusu. V průběhu pokusu ověřuje stanovené hypotézy. Provádí rozbor svých činností a zhodnotí výsledky pokusu. CA: Žák odpovědně plní úkoly, které si stanovil. Vnímá bezobratlé živočichy jako nedílnou součást živé přírody. Prokazuje schopnost pravidelné péče o živého tvora. V průběhu pokusu zajišťuje podmínky vhodné pro život motýla. Uvědomuje si význam motýlů v přírodě. CP: Žák navrhuje postupy vhodné pro další fáze pokusu. Podle instruktáže realizuje jednotlivé stanovené kroky postupu. Dílčí kroky ovládá samostatně. Opatrně manipuluje s pomůckami.

Rolí učitele je klást návodné, tzv. předurčené otázky, které žáka směřují k přemýšlení nad celým procesem. Například: Jak dlouho trvá životní cyklus motýla? Vnímej stavbu těla. Jak se motýli brání? K čemu slouží tykadla? Jak se motýl vyvíjí? Zaznamenej čas vývoje. Žáci přinášejí své nápady, domněnky a předpokládají, jak pokus dopadne. Svoji domněnku ověřují praxí.

Domněnky, otázky a předpoklady žáků: Housenky jí i suché listí. (Housenky aktivně vyhledávají čerstvou potravu své živné rostliny, z níž získávají také vodu, potřebnou pro život.) Bílá vlákna, která housenka spřádá, jsou pavučina. (Bílá vlákna kokonů se chemicky skládají ze skleroproteinu fibroinu, který je také součástí pavučin a sericinu, jakéhosi lepidla, který udržuje tvar kokonu.) Všichni motýli se živí nektarem z květin. (Noční motýli mohou mít zakrnělé ústní ústrojí a potravu během svého krátkého života nepřijímají.) Motýl kouše. (Ústní ústrojí motýla je přeměněno na sací ústrojí, tudíž nemůže kousnout.) Motýl je jedovatý. (Motýli nepatří mezi typicky jedovaté druhy. Přesto existuje mnoho pasivně jedovatých druhů, což je chrání před predátory. Z českých motýlů jsou to například vřetenušky, které vylučují na povrch těla kapičky kyanovodíku.) Motýl se vylíhne z housenky. (Stadium housenky se musí zakuklit, aby došlo k přestavbě na motýlí tělo.) Dospělý motýl stále roste. (Imaga motýlů mají pevný exoskelet, který neumožňuje další růst.) Motýl žije tak čtyři roky. (Životnost imág motýlů se liší dle druhu. Krátkověké druhy, které žijí pouze několik dní, jsou například modrásek bahenní nebo soumračník máčkový. Mezi dlouhověké druhy, žijící čtyři až šest týdnů, patří například okáč ovsový nebo voňavkový. Některé druhy přezimují, a dožívají se tak téměř jednoho roku. Patří mezi ně babočka paví oko nebo žluťásek řešetlákový.) Housenka se zakuklí za dva dny. (Proces kuklení trvá většinou několik hodin.) Na základě dlouhodobého pozorování je možné vyvodit správné závěry, ověřit či vyvrátit hypotézy.

Důležité jsou otázky, které vyplynou během práce nebo jsou přínosné pro další bádání a přemýšlení o tom, co žáka dále zajímá a motivuje. Pro zodpovězení těchto otázek, jako nutného kroku při BOV, se žáci za podpory učitele snaží najít odpovědi – bádají. Při našem bádání jsme využívali další pozorování, mikroskopování či pozorování za pomoci lupy. Například: Mají motýli kosti v křídlech? (V těle bezobratlých živočichů se nevyskytují žádné kosti.) Jak funguje létavý prach, který mají motýli na křídlech? Proč má každý motýl jinak zbarvená křídla? (Motýli mají na křídlech šupiny, které pomáhají v obtékání vzduchu kolem těla za letu. Barva křídel je podmíněna pigmenty nebo optickými jevy. Pigmenty obsažené v šupinách mají signalizační účel, slouží ke splynutí s prostředím, kde daný motýl žije a napomáhá ohřívání hemolymfy slunečním zářením.) Proč jsou křídla tak krásná? (Zbarvení křídel slouží k upoutání pozornosti ostatních příslušníků druhu.) Jak rozeznám samečka a samici? (Někteří motýli mají nápadný pohlavní dimorfismus, u některých se musí použít k rozeznání mikroskop.) Přátelí se motýli? (Motýli mají vrozené instinktivní chování pro vyhledávání samic a vrozené teritoriální chování.) Jak fungují jejich tykadla? (Tykadla slouží k vnímání feromonů opačného pohlaví, teploty a vlhkosti. Hrají roli při stabilizaci letu.) Kolik uletí metrů bez přistání? (Individuálně, dle druhu.) V jaké teplotě se mohou chovat? (Motýli mohou mít různé nároky na teplotu.) Kdy začnou mávat křídly? (Motýl po vylíhnutí je schopný letu až po narovnání křídel a oschnutí.) Jak se motýl dostane ven z kukly? (Stěna kukly v hlavové části praskne a motýl se vyškrábe ven.)

Při chovu motýlů je vhodné vyvarovat se chybám, které by mohly ovlivnit průběh pokusu. Například nevolíme náročné tropické druhy, ale uvedené zástupce. Nutná je pravidelná kontrola čistoty, zamezíme tím tvorbě plísní a předejdeme možnému onemocnění housenek. Kuklící se housenky a kukly by se neměly zbytečně rušit, aby se nevyčerpávaly a nezastavily proces přestavby. Pokud to není nutné, čerstvě vylíhnutého motýla, který má dostatek prostoru kolem sebe, necháváme v klidu do úplného narovnání křídel a oschnutí. Předejdeme tak přerušení procesu pumpování hemolymfy a vzduchu do křídel.

 

Pokus Chov zlatohlávků je vhodné naplánovat až do pátého ročníku, v úrovni badatelství jej lze zařadit do strukturovaného bádání.

Pro samotný chov doporučujeme tyto pomůcky: terárium nebo plastový box o objemu 10 litrů, síťované víko proti úniku jedinců, bukovou nebo dubovou hrabanku s příměsí trouchu nebo kompostu, rosičku pro udržování vlhkosti, kusy kůry a mechu.

Vhodnými zástupci pro počáteční chov jsou zlatohlávci rodu Pachnoda. Larvy nebo imaga nakoupíme přes inzertní časopis, inzertní internetové stránky nebo na entomologických a teraristických burzách. Cena larvy L1 se pohybuje okolo 15 korun za kus. Cena se během roku může lišit.

Vhodným místem pro chov zlatohlávků rodu Pachnoda je dobře osvětlené místo s teplotou vzduchu 20−30 °C a teplotou substrátu 22−24 °C. Velikost terária volíme s ohledem na množství chovaných jedinců. Skupině deseti až dvaceti brouků postačí terárium o rozměrech 20 x 20 x 20 cm. Vnitřek vysteleme alespoň 10 až 15 cm vysokou vrstvou substrátu, která poslouží jako místo pro kladení a úkryt. Na povrch položíme kůru a mech, jenž poslouží jako úkryt broukům a pomůže k udržení vlhkosti substrátu. Pro úspěšný chov je důležité udržovat substrát stále vlhký.

Larvy se živí substrátem a přikrmují se zralým měkkým ovocem, zeleninou i ovesnými vločkami. Larvy jsou částečně kanibalistické, proto je vhodné je třídit podle velikosti do plastových krabiček a vydatně je přikrmovat.  Imaga se živí zralým měkkým ovocem a květy pampelišek a růží. Další variantou je tzv. beetle jelly, které slouží jako náhrada ovoce a nepřitahuje do terária octomilky. Jde o želatinové krmivo, které lze připravit z vody, agaru, hnědého cukru a kyseliny sorbové.

Z vajíček velikosti špendlíkové hlavičky se ve vlhkém substrátu líhnou po třech až čtyřech týdnech malé larvy. Larvy umístíme do plastových krabiček se substrátem nebo je ponecháme v teráriu s dostatečným odstupem, aby se navzájem nepožíraly a bohatě je přikrmujeme. Staré zbytky potravy pravidelně odstraňujeme, abychom zamezili tvorbě plísní a nelákali jiné druhy hmyzu. Substrát pravidelně rosíme tak, aby nevyschnul a larvy se zároveň neutopily. Po uplynutí dvou až tří měsíců si L3 larvy vytvoří komůrky ke kuklení. Kukly necháme v klidu bez rušení. Během několika dalších týdnů se z kukel vylíhnou imaga, která přemístíme do vhodné ubikace a pravidelně krmíme čerstvou potravou a rosíme. Potravu je vhodné pokládat na libovolnou mističku, aby se zamezovalo kontaktu se substrátem. Brouci se brzy po vylíhnutí začínají pářit a celý cyklus se opakuje. Rod Pachnoda se dožívá přibližně půl roku života.

 

Jako možnost úvodní motivace nabízíme využití mezipředmětových vztahů, a to práci s kapitolou O brouku Pytlíkovi a o tom, jak se hází lasem, kterou učitel najde v knize Ferda Mravenec od Ondřeje Sekory. V kapitole je podrobně popsán vývoj brouka Pytlíka. V hodinách čtení a literární výchovy mohou učitelé rozvíjet čtenářskou gramotnost žáků, kriticky a společně text hodnotit a mohou směřovat ke gramotnosti přírodovědné.

Možnosti formulace cílů: CK: Žák popíše základní vývoj brouka a podmínky vhodné k jeho životu. Prokáže elementární znalosti při popisu těla brouka. Žák zaznamená a vlastním způsobem interpretuje kroky pokusu. Podílí se na ověřování hypotéz. Provádí rozbor svých činností a zhodnotí výsledky pokusu. CA: Žák odpovědně plní úkoly, které si stanovil. Vnímá bezobratlé živočichy jako nedílnou součást živé přírody.  Žák pravidelně zajišťuje podmínky pro chov zlatohlávků. Uvědomuje rozmanitost druhů v přírodě Česka. CP: Žák navrhuje postupy vhodné pro další fáze pokusu. Podle instruktáže realizuje jednotlivé stanovené kroky postupu. Dílčí kroky ovládá samostatně. Opatrně manipuluje s pomůckami.

Otázky učitele: Jak dlouho trvá životní cyklus zlatohlávků? Jaké mají brouci obranné mechanismy? Jak probíhá vývoj brouka? Sledujte stavbu těla brouků.

Domněnky, otázky a předpoklady žáků: Brouk nemůže létat, protože má tvrdá křídla (Brouci mají dva páry křídel. Pod tvrdými krovkami jsou složená blanitá křídla, která slouží k letu.) Brouk je malý, ještě poroste. (Imaga brouků mají pevný exoskelet, který neumožňuje další růst.) Brouci jí trávu, dřevo, maso. (Brouci mohou být býložraví, masožraví i všežraví.) Brouk má 8 kráčivých končetin. (Brouci spadají do podkmenu Hexapoda, kde mají všichni zástupci tři páry kráčivých končetin, které mohou být různě funkčně modifikovány.) Brouk je šváb. (Švábi jsou odlišný řád s proměnou nedokonalou.) Vypadají oči brouka jako ty lidské? Brouci nemají oči. (Brouci mají facetové oči, složené z tzv. ommatidií.) Brouci žijí společně se žížalami. (Žížaly patří do odlišného kmene.) Vývoj brouka je bobeček-vajíčko-brouk, to trvá jeden týden. (Délka vývoje vajíček, larev a kukel je individuální dle druhu a vnějších podmínek.)

Otázky pro další bádání: Jsou tykadla z kostí? K čemu slouží tykadla?  (V těle bezobratlých živočichů se nevyskytují žádné kosti. Tykadla mají čichovou a hmatovou funkci.) Útočí brouci na lidi? (Brouci mohou použít obranné chování nebo preventivní útok v případě ohrožení.) Dělají si zásoby na zimu? (Brouci zimu stráví ve strnulém stavu, kdy potravu nepřijímají.)

Je vhodné, aby se žáci podíleli na návrzích, jak dospět k odpovědím na otázky, které se objeví v průběhu pokusu. Učitel žáky podporuje a v případě potřeby ukazuje cestu, jak a kde odpovědi zjistit. V našem případě využívali žáci u uvedených pokusů vhodné encyklopedie, odborné publikace, vyhledávali na internetu. Odpovědi zjišťovali také při exkurzi do Akva Tera – ZOO Plzeň a při následné diskusi s odborníky na chov bezobratlých živočichů.

Doporučení učitelům: Odvětráváním a pravidelným odstraňováním zbytků potravy zamezíme tvorbě plísní, a předejdeme tak možnému onemocnění a úhynu jedinců. Substrát nenecháme vyschnout a udržujeme stálou vlhkost nutnou pro plynulý vývoj larev. Larvy brouků při tvorbě komůrky k zakuklení nerušíme vyndáváním ze substrátu.

 

Pokus Chov mravenců doporučujeme naplánovat do pátého ročníku, v úrovni badatelství jej lze zařadit do strukturovaného bádání. Chov mravenců je poměrně náročný, proto vyžaduje maximální nasazení učitele a vhodné prostory ve škole.

Pomůcky pro chov mravenců: plastová zkumavka, vata, formikárium nebo antquarium.

Vhodným zástupcem pro chov je rod Lasius. V době rojení mravenců ideálně nalezneme mladou samičku, která ztratila křídla a hledá místo k založení nové kolonie. Další možností je zakoupení kolonie např. tropických druhů.

Nejjednodušším prostorem pro pozorování mravenců je pořízení tzv. antquaria. Antquarium je průhledná nádoba se speciálním netoxickým gelem, který zároveň slouží jako potrava pro mravence. Nevýhodou antquaria je krátká životnost přibližně 6 měsíců a nevhodné podmínky pro odchov larev a rozvoj kolonie. Vhodnější variantou je zakoupení nebo výroba vlastního formikária, např. z ytongu, do kterého vyvrtáme chodbičky a komůrky a umístíme do skleněného terária.

Mravenci jsou všežraví. Pro Lasius niger volíme ideálně medovicový med, případně med s vodou v poměru 1:3, různé druhy ovoce a drobný hmyz, např. larvy much, který slouží pro správný vývoj larev.

Kroky chovu: Připravíme si zkumavku, na jejíž dno nalijeme vodu a ucpeme dvěma centimetry vaty, aby voda neprosakovala, ale zároveň byla vata na druhém konci vlhká. Odchycenou samičku umístíme do zkumavky a necháme ji naklást vajíčka s prvními budoucími dělnicemi. Krmíme každý třetí až pátý den. Přes zimu mravence zazimujeme na tři měsíce v teplotě 0−3 °C, nesníží se tak životnost královny a kolonie. Poté lze chovat mravence při pokojové teplotě. Až bude mít královna své odchované dělnice, můžeme mravence přemístit do formikária. Dělnice jsou motivovány feromony, které vylučuje královna. Larvy jsou závislé na péči dělnic. Na vrch formikária umisťujeme pravidelně čerstvou potravu, kterou dělnice odnášejí dovnitř. O vnitřek formikária se starají dělnice samy.

Jako možnost úvodní motivace je vhodné využít mezipředmětové vztahy, a to práci napříč knihou Ferda v mraveništi od Ondřeje Sekory. Ve vybraných kapitolách (Jak se Ferda díval jako ospalé kuře a Jak se vlastně rodí mravenčí děťátka) je popsán život v mraveništi, vzájemné vztahy a vývoj mravenců. Stojí tak vedle sebe dvě různé gramotnosti, které je vhodné podporovat a prohlubovat. Čtenářská gramotnost, díky níž vybereme společně se žáky zásadní momenty příběhu, a gramotnost přírodovědná, díky níž můžeme získané informace vhodně aplikovat do praxe a porovnávat se skutečností. Zaměřit se lze na jednotlivé terminologické formulace, jejich správnost a přizpůsobení se dětskému myšlení.

Možnosti formulace cílů: CK: Žák popíše základní vývoj mravence a podmínky vhodné k jeho životu. Žák zaznamená a vlastním způsobem interpretuje kroky pokusu. V průběhu pokusu ověřuje stanovené hypotézy. Předkládá své názory na optimální možnosti chovu, vylepšuje prostředí pro chov. CA: Žák odpovědně plní úkoly, které si stanovil. Prokazuje schopnost pravidelné péče o živého tvora. V průběhu pokusu zajišťuje podmínky vhodné pro život mravenců. Vnímá mravence jako užitečného živočicha. CP: Žák navrhuje postupy vhodné pro další fáze pokusu. Podle instruktáže realizuje jednotlivé stanovené kroky postupu. Opatrně manipuluje s pomůckami a nářadím a konstruuje nová formikária pro mravence podle zaznamenaných dat.

Domněnky, otázky a předpoklady žáků: Královna je větší a má větší křídla. (Královna po nalezení vhodného místa pro založení kolonie křídla odhazuje, dělnice se rodí menší a bez křídel.) Proces líhnutí je stejný jako u motýlů. (Mravenci se vyvíjejí proměnou dokonalou stejně jako motýli.) Živí se sladkou šťávou od housenek. (Mravenci se živí medovicí od mšic a červců.) Mravenci jí jen drobky od jídla. (Mravenci jsou všežraví.) Mravenec žije devět let. (Dělnice mravence obecného se dožívá sedmi let, královna až okolo patnácti let.) Někteří mravenci mají křídla. (Pohlavně zralí jedinci jsou okřídlení. Po oplození a nalezení vhodného místa pro založení kolonie křídla odhazují.)

Otázky pro další bádání: Kolik je mravenců v mraveništi? (Dle velikosti a stáří mraveniště až jeden milion jedinců.) Jak poznají roční období? (Hmyz poznává roční období dle délky dne a noci, v druhé fázi zimního spánku reagují i na změny teplot.) Jak zvládnou chodit potmě v mraveništi? (Mravenci se řídí chemickými stopami.) Vidí barevně? (Složené oči hmyzu vnímají široké barevné spektrum.)

Při chovu mravenců je důležité, aby se formikáriem nehýbalo, a poskytl se tak mravencům dostatečný klid. Po zimování mravenců navyšujeme teplotu postupně, aby nedošlo k teplotnímu šoku. Dobré je stále udržovat vlhkost, která by se měla pohybovat okolo 70 %. Formikárium dostatečně zabezpečíme před únikem jedinců.

 

Závěr

Kroky BOV založené na vlastním bádání, formulování domněnek, řešení problémů a vyvozování závěrů posouvají vyučování v předmětech o přírodě a společnosti o krok dál. Poznatky nejsou pouze pasivně předávány a přijímány. Celý vyučovací proces je vystavěn na vzájemně logicky propojených krocích, které prohlubují myšlení žáka, učí ho důkladně a systematicky pozorovat realizované věci a jevy. Žák se stává jakýmsi výzkumníkem ve své vlastní třídě, používá metody a kroky, které jsou vědeckému výzkumu vlastní. Na základě získaných dat rozklíčuje realitu a nalézá odpovědi na otázky, které ho zajímaly.

Uvedené praktické ukázky přináší další náměty využití BOV v praxi a komplexně celý proces popisují. Žáka vnitřně přirozeně motivují, vedou ho k důslednému pozorování, zaznamenávání pokusu a rozvíjejí jeho procedurální i epistemické znalosti. Aktivity jsou připravené tak, aby je bylo možné aplikovat do výuky na prvním stupni ZŠ, doporučeno je druhé období očekávaných výstupů. Téma „bezobratlí – hmyz“ je zvoleno záměrně, z důvodu častého upřednostňování jiných živočišných tříd.

Značnou úlohu v celém procesu hraje role samotného učitele. Ten se stává tzv. facilitátorem, neměl by se uvedených aktivit obávat, umí si najít dostatek času na pokus, dodržuje všechny zásady, principy a pravidla při práci s živočichy. Vyhledává aktivity, které budou přesahovat stěny třídy, obsah vhodně integruje a připravuje další rozmanité činnosti. Pro odpovědného a profesně kompetentního učitele budou aktivity méně náročné. Naopak pro některé učitele se mohou aktivity jevit jako náročné, přinášíme je jako určitou výzvu pro inovativní poznávání přírody v ZŠ. Péče o skutečné živočichy navíc rozvíjejí u žáků důležité dovednosti, hodnoty a kompetence, které jsou často těžko dosažitelné v tradičním způsobu vzdělávání.

Už starořecký filozof Plútarchos byl přesvědčen, že naše duše má od přírody vrozenou touhu po vědění a pozorování. Badatelsky orientované vyučování nám umožňuje, abychom této myšlenky využili.

 

Literatura

Votápková, D. (ed.). (2013). Badatelé.cz: průvodce pro učitele badatelsky orientovaným vyučováním. Praha: Sdružení Tereza.

Dostál, J. (2015). Badatelsky orientovaná výuka: pojetí, podstata, význam a přínosy. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci.

Brtnová Čepičková, I. (2013). Didaktika přírodovědného základu. Ústí nad Labem: Univerzita J. E. Purkyně.

Kellnerová, D. (2013). Chov zvířat ve školách. Brno: Lipka.

Klátil, L. & Vrána, T. (2008). Chov zlatohlávků a nosorožíků. Rudná u Prahy: Robimaus.

Levý, J., & Strouhal, L. (2018). Prvky badatelsky orientované výuky a jejich využití ve vzdělávací oblasti Člověk a jeho svět. Komenský. Brno: Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity.

(2017). Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Dostupné online z http://www.msmt.cz/file/41216 [cit. 20. 3. 2018].

Macek, J. & kol. (2007). Motýli a housenky střední Evropy. Praha: Academia.

 

Macek, J. & kol. (2015). Motýli a housenky střední Evropy IV. Praha: Academia.

Nezvalová, D. (2010). Inovace v přírodovědném vzdělávání. Olomouc: Univerzita Palackého
v Olomouci.

Podroužek, L. (2013). Didaktika prvouky a přírodovědy pro primární školu. Dobrá Voda: Aleš Čeněk.

Pokorný, V., & Šifner, F. (2004). Atlas hmyzu. Praha-Litomyšl: Paseka.

Šimik, O. (2010). Metodika výuky jednotlivých předmětů na 1. stupni základních škol z pohledu pedagogické praxe: náměty pro začínajícího učitele. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě.

Zahradník, J., (1987). Blanokřídlí. Praha: Artia.

Zahradník, J., (2011). Šestinožci (Hexapoda). Praha: Aventinum.

 

PhDr. Josef Levý je absolventem Pedagogické fakulty ZČU v Plzni, obor Učitelství pro 1. stupeň ZŠ. V současné době působí jako třídní učitel na prvním stupni 13. ZŠ v Plzni a jako odborný asistent katedry pedagogiky FPE ZČU v Plzni. levjos@kpg.zcu.cz.

 

Mgr. Lenka Rapantová je absolventkou Pedagogické fakulty ZČU v Plzni, obor Učitelství pro 2. stupeň ZŠ, obor biologie – výchova ke zdraví. V současné době působí jako vychovatelka ve školní družině na prvním stupni 13. ZŠ v Plzni. rapantovale@zs13.plzen-edu.cz