Tento materiál pochází ze staršího archivu rvp.cz a už není součástí aktuální nabídky. Uchováváme ho, aby na něj dál vedly původní odkazy.
Odborný článek
Lucie noci upije…
Námět na spolupráci mezi „informatikou“, fyzikou a zeměpisem (geografií) při výuce astronomie. S využitím internetu vyhledávají žáci informace o délce dne v období kolem zimního slunovratu.
V minulém příspěvku (Kolik měří slepičí krok?) jsme obrátili pozornost k lidovým příslovím a posoudili jsme je z hlediska nebeské mechaniky. S obdobím krátkých dnů a dlouhých nocí je spojeno i další známé přísloví: „Lucie noci upije, ale dne nepřidá". Hledáním smyslu této věty jsme se v hodině informatiky zabývali hned po určení délky „slepičího kroku". Tentokrát jsme však postupovali mnohem sofistikovaněji, v základní verzi jsme hledali odpověď jen s použitím číselných údajů, v rozšířené verzi jsme pro zvýšení názornosti výsledků aplikovali Excel. Potřebné astronomické údaje pro Českou republiku jsme opět vyhledávali na stránce www.timeanddate.com/worldclock/sunrise.html.
Postup řešení
Rozbor tohoto fyzikálně-geograficky-národopisného problému začal tím, že jsme uvažovali, proč se v přísloví mluví právě o Lucii. Celkem brzy došlo ke shodě, že zřejmě půjde o datum, kdy má Lucie jmeniny - tedy 13. prosinec. Z řešení úlohy o „slepičím kroku" už žáci také tušili souvislost mezi prosincem a změnou délky noci a dne v tomto období. Zbývalo najít smysl tvrzení o upíjení noci a nepřidávání dne. V debatě jsme došli k tomu, že bude třeba zjistit:
Jak se v době kolem 13. prosince mění okamžik východu Slunce, který můžeme považovat za okamžik příchodu dne?
Jak se v době kolem 13. prosince mění okamžik západu Slunce, který můžeme považovat za okamžik příchodu noci?
Jak se v době kolem 13. prosince mění délka dne (mezi okamžikem východu a západu Slunce)?
Vzhledem k tomu, že jsme si nebyli pravdivostí přísloví tak docela jistí, rozhodli jsme se provést „výzkum" v širším období od 1.12. do 31.12.
Řešení založíme na pouhém porovnání číselných údajů, které poskytuje přímo kalkulátor na výše uvedené stránce. Při prohlídce sloupce Sunrise (východ Slunce) zjistíme, že na začátku měsíce vychází Slunce v 7 hodin 39 minut, 13. prosince v 7 hodin 53 minuty a na konci prosince v 8 hodin 1 minutu. Během prosince přichází den stále později. Sloupec Sunset (západ Slunce) nám odpoví na otázku, jak se během prosince mění čas příchodu noci. Na začátku měsíce Slunce vychází v 16 hodin 3 minuty, ve dnech kolem 13. prosince přesně v 16 hodin a na konci měsíce Slunce zapadá až v 16 hodin 9 minut. To znamená, že po 13. prosinci přichází noc stále později. Právě uvedené dvě závislosti vyjadřuje naše přísloví:
Lucie noci upije ..." = po tomto datu začíná Slunce odpoledne zapadat stále později, noci zvolna ubývá, „... ale dne nepřidá" = i po tomto datu se ještě rozednívá čím dál později, ráno dne nepřibývá.
Na závěr si projdeme třetí sloupec Length of day (délka dne), ze kterého vyplývá, že nejkratší den (a nejdelší noc) nastává kolem 21. prosince, kdy je na severní polokouli zimní slunovrat.
Verze s využitím Excelu
Úlohu jsme řešili v kvartě v hodině informatiky při výuce programu Excel. „Informatickým" cílem bylo zopakovat a procvičit tvorbu tabulek, výpočty pomocí vzorců, formátování buněk a tvorbu základních grafů. Připravili jsme tabulku pro zápis východu a západu Slunce a délky dne pro celý prosinec. Z vyplněné tabulky jsme sestrojili grafy, které posloužily jako podklad pro vyslovení fyzikálně-geografického závěru. Vzhledem k poměrně velkému počtu hodnot, nutnosti vyjadřování času v různých jednotkách a jeho kontrole spolupracovali žáci ve dvojicích.
Problém nastal s časovými údaji: na uvedené webové stránce jsou uvedené v hodinách a minutách, pro sestrojení grafů je nutné vyjádřit tyto údaje pomocí desetinných čísel. Pro žáky kvarty (příp. žáky 9. ročníku ZŠ) není aplikace Excelu pro výpočty zrovna snadnou a oblíbenou záležitostí. Proto jsem zvolil při „převádění" časových údajů postup sice těžkopádnější, ale pro většinu žáků pochopitelnější. Kromě hlavní tabulky jsme připravili jednoduchou pomocnou „kalkulačku" pro převod minut na tisíciny hodiny - údaj v minutách stačí vydělit šedesáti a výsledek zformátovat na 3 desetinná čísla. Na webové stránce zjistili časový údaj, pomocí „kalkulačky" převedli minuty na tisíciny hodiny a výsledek zapsali do hlavní tabulky. Takto vyplnili celou tabulku. Pro převody by bylo samozřejmě možné použít i běžnou elektronickou kalkulačku.
Z vyplněné tabulky žáci vytvořili dva grafy. První znázorňuje závislost času východu a západu Slunce na datu v průběhu prosince. Je z něho patrné stálé zpožďování okamžiku východu Slunce a postupné „ubývání noci" po 13. prosinci. Pro lepší „čitelnost" je možno tento graf rozdělit na dva - jeden pro východ a druhý pro západ Slunce s vhodnou volbou jejich měřítka. Další graf detailně zobrazuje, jak se mění během prosince délka dne. Názorně je vidět, že Lucie skutečně dne nepřidá - k prodlužování dne dochází až po 26. prosinci.
Když už žáci získali dostatečnou zručnost, poměrně rychle sestavili i další tabulku, která zachycuje, jak se v Praze (a s malými odchylkami i na ostatním území ČR) mění délka dne v průběhu celého roku. Do tabulky zapisovali údaje vždy k 21. dni příslušného měsíce, pro lepší názornost je zachycen průběh času východů a západů Slunce a délky dne od ledna až do března následujícího roku, tedy za 15 měsíců. Grafické znázornění uvedených závislostí je možno s velkým užitkem uplatnit jak v učivu fyziky a matematiky, tak především v zeměpisu (geografie).
