Astronomie ve škole kdysi a dnes
Kdy jste se ve škole poprvé setkali s vesmírem? Ještě na prvním stupni, když jste se učili o střídání dne a noci a ročních obdobích? Ve fyzice během probírání světla a zatmění Slunce a Měsíce? V přírodopise v tématu neživé přírody? V zeměpise během probírání postavení Země ve vesmíru? Měli jste na konci devátého ročníku astronomii? Anebo se na základní škole „nestihla“ a na gymnáziu na ni zbyly jen tři hodiny těsně před maturitami?
Astronomie má v rámci českého školství paradoxní postavení. Patří k základním stavebním kamenům všeobecného přehledu každého člověka a v širším kontextu mají její základní znalost všichni živí tvorové. Střídání dne a noci a ročních období do různé míry ovlivňuje životní cykly vyšších organizmů. Jakmile se člověk změnil z lovce a sběrače, jehož život je zcela řízen přírodou, v pastevce a zemědělce, který sám aktivně pečuje o zdroj své obživy, vyvstala nutnost vedení kalendáře. Astronomie je od té doby nedílnou součástí lidské civilizace.
Z pohledu žáků je vesmír často nejzábavnější téma jinak náročných a/nebo nezáživných předmětů jako fyzika a zeměpis. Pro mnohé učitele a žáky je minimálně důležitým motivačním prvkem. U některých škol dokonce tvoří vesmír kostru výuky fyziky. Přesto má astronomie ve vzdělávacích dokumentech závazných pro české základní a střední školy spíš okrajovou roli. Proč tomu tak je?
Výuka astronomie v minulosti
Než se zblízka podíváme na výuku astronomie v historii českého školství, je třeba poodstoupit a podívat se na české školství jako celek.
Prvopočátky české vzdělanosti sahají do doby Velkomoravské říše a silně souvisí s příchodem křesťanství a zejména písma. Kosmova kronika zmiňuje první latinskou školu v Budči, kde se měl vzdělávat sv. Václav. První historické zmínky o vzniku škol pocházejí z konce 11. století. Šlo o takzvané katedrální neboli biskupské školy, vzniklé při diecézích a zaměřené na výuku řádových mnichů a o farní školy pro měšťany. Středověká vzdělanost se soustředila v klášterech a tuto tradici přerušilo období husitských válek. Mimo tento systém stála soukromá výchova a výuka, dostupná pouze pro šlechtu a zámožné vrstvy obyvatelstva.
První snahy o založení pražské univerzity se datují již ke konci 12. století, ale narazily na odpor české šlechty. Prosadit tento záměr se povedlo až Karlu IV., a to získáním privilegia k založení teologické fakulty od papeže a souhlasu české šlechty k založení vysoké školy. Univerzita byla založena v roce 1348 a tehdy měla po vzoru pařížské Sorbonny čtyři fakulty – artistickou, právnickou, medicínskou a teologickou. Fakulta artistická poskytovala přípravu pro studium medicíny, filozofie, teologie nebo práv. Vyučovalo se zde sedm svobodných umění a absolvent získal titul mistra (učitele) svobodných umění. První stupeň, takzvané trivium, tvořily (latinská) gramatika, rétorika (včetně stylistiky), dialektika (logika a filozofie), zaměřené na práci s latinským textem a logické argumentování. Následovalo matematicky zaměřené kvadrivium: aritmetika (nauka o velikostech), geometrie (nauka o nepohyblivých velikostech), astronomie (nauka o pohyblivých velikostech) a hudba (nauka o proporcích mezi velikostmi). Astronomie zahrnovala zejména pohyb planet (včetně Slunce a Měsíce) a astrologii. Tehdejší astronomie se kromě vytváření podkladů pro astrologické výklady zabývala zejména astrometrií (měřením poloh nebeských těles na obloze) a nebeskou mechanikou (popisem pohybu těchto těles).
V období reformace se pražská univerzita stala výhradně českou a podobojí. Tak se dostala do mezinárodní izolace, a dokonce byla na kostnickém koncilu v roce 1416 zrušena. V době husitských válek fungovala pouze artistická fakulta. Po husitských válkách se univerzita ocitla v krizi a výuka se zaměřila hlavně na přípravu budoucích učitelů.
Na počátku 16. století byla pražská jezuitská kolej povýšena na univerzitu. V roce 1622 pak byla sloučena s pražskou univerzitou. Jezuité brali nezvyklý zřetel na přírodní vědy; v Klementinu vzniklo Matematické muzeum (zaměřené na přírodní vědy), odborná knihovna, laboratoř a lékárna, konaly se zde přednášky Stavovské inženýrské školy. Pražská a jezuitská univerzita, zvané Karolinum a Klementinum, tehdy fungovaly částečně odděleně; v roce 1654 byly sloučeny v Univerzitu Karlo-Ferdinandovu. Univerzita tak byla sekularizována. Fakulta artistická se stala fakultou filozofickou. První profesury zaměřené na exaktní vědy a matematiku se objevily v 18. století. V 19. století množství vyučovaných oborů nadále narůstalo. Neexistovaly však studijní programy ani obory v dnešním slova smyslu; studenti si zapisovali různé přednášky v rámci své fakulty. Studium zpravidla trvalo čtyři roky a pak student složil zkoušky učitelské způsobilosti a/nebo obhájil doktorskou dizertační práci.
Základní a střední školství nemělo až do doby osvícenství jednotný organizovaný systém ani povinnou docházku. Od počátku 16. století vznikaly v českých zemích církevní školy zakládané Jednotou bratrskou i různými řády katolické církve. Výuka byla zaměřená zejména na čtení, psaní, počítání, náboženství a morálku. Tyto školy se značně lišily jak náplní, tak používanými metodami včetně jazyků výuky. Docházka byla obecně velmi slabá a většina obyvatelstva zůstala negramotná.
Velkým milníkem ve vývoji výuky přírodních věd na základních školách byl pedagogický systém Jana Ámose Komenského, který začali v českých zemích na svých školách používat piaristé. Již v Komenského pojetí obecné šestileté školy se objevují základy astronomie.
Vzdělání pro širší vrstvy obyvatelstva však zajistily teprve reformy Marie Terezie. V roce 1774 byla zavedena povinná školní docházka pro děti od 9 do 12 let a v případě nedělních odpoledních škol pro žáky od 12 do 20 let. Tereziánské reformy ale zlepšily situaci základních škol zejména ve městech, na vesnicích zůstávala situace poměrně neutěšená. Na obsah výuky a vzdělání obecního učitele panovaly velmi nízké nároky. Ke změnám došlo i v gymnaziální výuce – byly zavedeny učební osnovy a učební plány. Nově vznikly odborné střední a vyšší školy.
České školství všech stupňů se tak dostalo zpod církevního vlivu pod vliv habsburské monarchie, což vedlo k jeho centralizaci a germanizaci. To se u mnohých národů setkalo s odporem, který se zařadil mezi stavební kameny národních obrození.
Astronomie na vzestupu
Kolébkou univerzitní astronomie v českých zemích je jezuitské Klementinum, kde byla v roce 1751 založena univerzitní hvězdárna. Řídil ji jezuitský profesor geometrie a infinitezimálního kalkulu Josef Stepling. Stepling je jednou z klíčových postav dějin výuky fyziky a astronomie. Když v roce 1747 dostudoval a byl vysvěcen na kněze, začal přednášet matematiku a fyziku v Klementinu. Rok nato veřejně odmítl vyučovat aristotelskou fyziku a dostal povolení vyučovat newtonovskou. V roce 1752 zahájil klementinskou řadu meteorologických měření, která pokračuje dodnes a je jednou z nejdelších na světě.
Když byl jezuitský řád v roce 1773 zrušen, Steplingovi byly ponechána profesura i vedení hvězdárny, která se stala samostatnou Státní hvězdárnou. Formálně tedy nebyla nijak spjatá s univerzitou, de facto však byla propojena osobou ředitele, který byl obvykle vybírán z řad profesorů pražské univerzity. Studenti tak měli přístup k astronomickým přístrojům a mohli provádět cvičná pozorování. S industriální revolucí a rozrůstáním města se postupně zhoršovaly pozorovací podmínky a přístroje začaly zastarávat, takže jakýkoli pokročilejší pozorovací program byl vyloučen. Hvězdárna získala moderní přístroje, ale ty nebylo na zastaralé hvězdárně kam instalovat, a tak zůstaly několik desítek let nevybalené v bednách. Snahy získat od rakouské vlády financování stavby observatoře mimo Prahu byly neúspěšné. Výzkum a výuka se proto začaly soustředit teoretickým směrem.
Do vývoje astronomie, včetně té české, zasáhly nové objevy a vznik nových oborů. V prvních letech 19. století byly objeveny první planetky Sluneční soustavy. Do konce století jich bylo známo několik set. Každý rok byly navíc objevovány nové komety. Určování drah těchto těles znamenalo velké množství počtářské práce, která nevyžadovala skvělé pozorovací podmínky ani vybavení. Další možnosti skýtal vynález fotografie a nově vznikající kosmická fyzika (obor zahrnující astrofyziku, geofyziku, klimatologii a meteorologii).
Rok 1882 přinesl české astronomii velké změny. Z důvodu rostoucího národnostního napětí byla univerzita rozdělena na dvě nové univerzity, na německou a českou. Katedry byly přidělovány k té univerzitě, ke které se rozhodl připojit vedoucí profesor. Protože mnohé obory neměly české profesory, skončilo dělení v neprospěch české strany. Astronomii tehdy vedl Karl Hornstein, který se rozhodl pro univerzitu německou. Česká univerzita tak první roky vůbec neměla výuku astronomie a téměř do konce 80. let 19. století ani žádnou fyzicky existující katedru. V té době navíc neexistovaly české vysokoškolské učebnice a jejich napsání bylo další starostí spolu se získáváním prostor, budováním odborných knihoven či opatřováním přístrojů. Na mnohých oborech dokázali vyučující zajistit pouze základní přednášky a pro odbornější přednášky posílali studenty na univerzitu německou.
Další větší změna přišla se vznikem Československé republiky. Vztahy mezi německou a českou univerzitou byly upraveny ve prospěch české strany, rozvíjející se exaktní vědy dostaly vlastní Přírodovědeckou fakultu. Na české, nyní už Univerzitě Karlově vznikla druhá profesura astronomie. Rozvíjela se Československá astronomická společnost, sdružující profesionální astronomy i nadšence. Popularizace astronomie probíhala v tisku, rádiu i na přednáškách po celé republice.
Velkou ránu tomuto vývoji zasadila nacistická okupace a zavření českých vysokých škol. Výuka astronomie se přesunula do formy přednášek pro veřejnost.
Po druhé světové válce došlo k poměrně zajímavému vývoji, co se týče výuky astronomie na středních a vysokých školách. Astronomie stále neexistovala jako obor, protože zájemců o ni bylo v řádu jednotek ročně, a ti proto studovali podle individuálních studijních plánů.
Ve středním školství však astronomie nabrala na významu. V roce 1948 byla v rámci reforem školství zařazena do fyziky pro čtyřletá gymnázia, následujícího roku ještě rozšířena. Vyučovaly se zdánlivé a skutečné pohyby nebeských těles, Keplerovy zákony, gravitační pole Země, spektrální analýza, Dopplerův jev či kosmické záření. Šlo tedy o klasickou astronomii až po Newtonův gravitační zákon a pak o nové rozvíjející se obory astrofyziky.
V roce 1953 se astronomie stala dokonce samostatným školním předmětem v posledním ročníku jedenáctileté jednotné střední školy. Cílem bylo „jednak seznámit žáky s některými praktickými výsledky astronomie (orientace v prostoru, určování času, mapování), jednak pomáhat při vytváření vědeckého světového názoru žáků“. Praktické provedení projektu však za vzletnými idejemi pokulhávalo. Závazná učebnice Astronomie od Borise A. Voroncova- -Veljaminova obsahovala příliš mnoho látky, zaostávala za novými poznatky, obsahovala věcné chyby a pedagogové nepřipravení na změnu byli často jednu lekci před žáky a neprováděli praktická pozorování.
Tento experiment se záhy setkal s kritikou odborné veřejnosti. V roce 1959 byl opuštěn jako neúspěšný a výuka a popularizace astronomie se částečně odpolitizovala. Proběhly pokusy s jednohodinovým předmětem v kvintě dvanáctileté střední školy a dalším návrhem astronomie jako jednopololetního předmětu v septimě. Po dalších reformách školství byla astronomie přidělena k fyzice s dovětkem, aby se jejím poznatkům příležitostně věnovala pozornost. Vzhledem k množství látky, kterou bylo třeba ve fyzice probrat, na astronomii téměř nikdy nedošlo.
V roce 1960 se astronomie vrací do učebních osnov jako součást fyziky. V prvním ročníku jako astronomie a ve čtvrtém jako astrofyzika, celkem 40 vyučovacích hodin. Astronomie se skládala z celků „Gravitační pole“, který sahal od Newtonových pohybových zákonů k pohybům vesmírných těles a končil tedy poznatky z 19. století, a „Orientací na obloze“, která patří spíše do zeměpisu a nijak nesouvisí s ostatními části učiva. Astrofyzika byla vyučována jako přehled informací bez hlubší fyzikální interpretace.
Žáci však mohli získat přístup k novinkám v astronomii díky činnosti husté sítě hvězdáren a planetárií, Československé astronomické společnosti a populárně naučným pořadům v rozhlasu a televizi (například Meteor, rozhlasové univerzity či Okna vesmíru dokořán).
Historie velmi nedávná
Dřívější školní osnovy nahradil v roce 2004 rámcový vzdělávací plán (RVP) a školní vzdělávací plány (ŠVP), které z RVP vychází. Astronomie je v něm zastoupena v několika předmětech. Na prvním stupni se žáci učí orientovat v čase, vysvětlit střídání dne a noci a ročních období a rozumět postavení Země ve vesmíru. Na druhém stupni se přidává zatmění Slunce a Měsíce, fáze Měsíce, pohyb planet kolem Slunce, vlastnosti hvězd a planet, Sluneční soustava, složení hvězd, vznik, vývoj a stavba Země.
V případě středních škol situace astronomie a astrofyziky značně závisí na typu školy. Obsažené učivo na výjimky tematicky navazuje na základní školu. Výjimkami jsou spektrální analýza, určování rychlosti a vzdálenosti galaxií a pohyby nebeských těles pozorovatelné na obloze (kombinované lyceum, přírodovědné lyceum). Učitelé fyziky mají k dispozici učebnici Fyzika pro gymnázia – Astrofyzika, která se soustředí na Sluneční soustavu, hvězdy a galaxie, ale jen málo na nejnovější vývoj astrofyziky.
Současný vědeckotechnický pokrok situaci mění v mnoha ohledech. Obory přírodních věd se velmi rychle vyvíjí. Přístup k informacím je mnohem snazší než v minulosti, jejich kvalita je ale kolísavá. Pro žáky atraktivní sociální sítě a internet obsahují spoustu nepřesností, chyb i úmyslných dezinformací. „Neatraktivní“ školní výuka naopak zaostává za nejnovějšími poznatky.
Máme zpoždění?
Obory současné vědy se vyvíjely desítky až tisíce let a vstřebat všechny poznatky třebas jen jednoho oboru je mimo kapacitu žáků a studentů. Poznatky je nutné protřídit a soustředit se nejprve na základní principy, bez nichž jakékoli další poznatky nebudou studujícímu dávat smysl a tvořit smysluplný celek. Z toho důvodu nemělo zavedení nejnovějších poznatků astrofyziky na gymnázia příliš velký úspěch – studenti se mohli dozvědět o existenci proměnných hvězd, ale jejich fyzikální pozadí jednak nebylo možné v rámci výuky stihnout, jednak studenti neměli dostatek poznatků, na kterých by mohli budovat hlubší pochopení.
Fyzikální poznatky vyučované na základních školách jsou „staré“ přibližně 150 let. Na střední škole se student dozví astronomické a příbuzné fyzikální poznatky z počátku 20. století a student bakalářského studia se posune zhruba do 40. let. Pokud se dále zaměří na astronomii, koncem magisterského studia má zpoždění za aktuálním vývojem vědy přibližně 50 let. Až jako postgraduální student s poměrně úzkým zaměřením (například na konkrétní typ proměnných hvězd) dokáže zpoždění dohnat.
Podobná situace vládne v přírodních vědách obecně. Odborník na určité téma konkrétního podoboru astrofyziky má o ostatních oborech fyziky i astronomie desítky let staré znalosti. Absolvent učitelství má znalosti staré 70 let, pokud na bakalářském stupni probíral celou fyziku. Přitom vzhledem k pedagogickému zaměření a aprobacím ze dvou oborů nemůžou probírat poznatky tak do hloubky jako studenti jednoho odborného oboru.
Kam kráčíš, školská astronomie?
Astronomie je v českém školství popelkou, které se málokdy dostává patřičné pozornosti, přestože pro žáky je jedním z nejpřitažlivějších témat. Nejenže může tvořit funkční kostru pro výuku fyziky, navíc má spoustu mezioborových přesahů do matematiky, chemie, biologie, zeměpisu i dějepisu a značný potenciál tyto předměty zatraktivnit. V minulosti sloužila jako součást matematického vzdělání nutného pro vstup do univerzitních studií, později se stala jedním z vědeckých oborů a na krátkou dobu nepovedeným nástrojem ideologické výchovy. Současné rámcové vzdělávací programy pro střední školy bohužel k jejímu zařazení do výuky příliš nevybízejí. Odrazuje od něj také množství poznatků v tematických plánech, náročnost přípravy na hodiny fyziky a složité propojování „starých“ poznatků školské fyziky se současným vývojem vědy.
---
