Kurzy

Anorganická chemie je tradičně zjednodušována na systematiku prvků, v přednáškách se podíváme na vzácnější modifikace a sloučeniny prvků a jejich využití v praxi, příp. v základním výzkumu. Přednášky budou prezentovat převážně objevy několika posledních dekád.

• Moderní anorganická a materiálová chemie (2 hodina)
• Nekovové prvky a jejich využití (2 hodiny)
• Kovové prvky a jejich využití (3 hodiny)
• 2D materiály (1 hodina)

Posluchač se seznámí s vývojem nových léčiv, jeho historií a jednotlivými kroky procesu, kdy se z chemické látky stane schválené léčivo. Bude probírán proces samotného výběru kandidátního léčiva, preklinické a klinické testy, přechod přípravy látky z laboratorního měřítka do provozu a legislativní a finanční náročnost celého procesu.

• Chemická léčiva – historie a současnost (2 h)
• Objev nových léčiv (2 h)
• Formulace léčiva a zvyšování objemu výroby (1 h)
• Preklinické a klinické testy (2 h)
• Legislativní a finanční náročnost (1 h)

Tento seminář uvede posluchače do problematiky přípravy organických sloučenin, pochopení základních pravidel, jak funguje organická syntéza, a především její aplikaci pro výrobu průmyslově významných látek, jakými jsou farmaceuticky aktivní látky, či syntéza přírodních látek.

Důraz při semináři je dán také na to, aby posluchači měli obecnou představu, jakým způsobem připravit strukturně rozmanité látky a jednoduše vysvětlit mechanismy různých typů organických reakcí.

Život v dnešní společnosti je nepředstavitelný bez vlivu vědy a jejích poznatků. S tím, jak se vzdalují vědecké myšlení a praxe osobní praxi širší populace, rostou společenská rizika nepochopení vědy a jejích poznatků, což může vrcholit až tzv. odpíračstvím (denialism). Na druhé straně, porozumění základním principům vědecké práce by mělo umožnit orientovat se snadněji ve složitém světě současnosti, ve kterém rozhodnutí nejen profesionální, ale i ta v osobním životě mohou být na tomto porozumění závislá. Středoškolské studium je vhodným obdobím, kdy studenty s tímto tématem seznamovat. Vědecká gramotnost, tj. nejen znát, ale i chápat, umožní se snadněji pohybovat v prostředí, které je netriviálními vědeckými poznatky přímo utvářeno. Vyučování spojením faktu/poznatku se způsobem, jakým byl tento získán, posiluje schopnost porozumět širším souvislostem a důsledkům dopadu složitého vědeckého poznání na život jednotlivce i společnosti.

Kurz se bude sestávat z interaktivního výkladu za pomocí prezentace a diskuze s účastníky nad předloženými tématy týkajícími se vědecké gramotnosti. Akce předpokládá aktivní účast a osobní zapojení se. Účelem je přímé zprostředkování vhledu do nejednoduché tématiky a pochopení základních principů vědecké metodiky a jejich aspektů pro jejich následnou aplikaci ve výuce.

• Jak věda funguje a proč je vůbec úspěšná (3 h)

: vědecké poznání jako metodické a systematické rozvíjení přirozeného způsobu získávání poznání; kritické pochybnosti jako základní nástroje vědeckého poznání (testování hypotéz); naše mysl a přirozená omezení při získávání poznání (tzv. kognitivní předpojatosti – ukotvení, rámování, potvrzování apod.)

• Věda jako nový druh gramotnosti (2 h)

: vědecká gramotnost a zásadní vliv vědeckých poznatků a jejich povahy na běžný život každého z nás; jak poznáme, co je škodlivé a co není, a proč tomu tak je; vztah vědy a přírodovědného vzdělávání; osobní postoje k vědeckým poznatkům výrazně ovlivňují společnost (odpíračtví HIV-AIDS, očkování, fluoridace vody, GMO, atp.)

• Jak skloubit klasickou znalostní výuku s výukou vědecké gramotnosti (3 h)

: využití historie získávání vědeckých poznatků v kombinaci s probíraným učivem přírodovědných oborů – vybrané příklady z fyziky (např. vývoj modelu Sluneční soustavy), chemie (např. vývoj organické syntézy) i biologie (např. vývoj mikrobiologie); uvěřitelnost i obtížně srozumitelného vědeckého poznatku je vyšší, víme-li, jak byl poznatek prakticky získán.

Vzdělávací program je zaměřen na nejdůležitější minerály (nerosty), na jejich poznávání, fyzikální a chemické vlastnosti, vznik a výskyt v přírodě a praktické využití. Jde o přehledně uspořádaná fakta o minerálech coby přírodninách se zásadním významem přírodovědeckým i praktickým. Jádrem semináře je rozsáhlá přenosná sbírka minerálů v jejich nejčastějších podobách s důkazem na nejrozšířenější minerály zemské kůry a nejvýznamnější suroviny; vzorků je cca 200 a jejich shromáždění je výsledkem několikaleté promyšlené práce, takže v současnosti sbírka představuje ucelený soubor s vysokým didaktickým potenciálem mírně nad rámec potřeb základních a středních škol. Po krátkém teoretickém úvodu (jak je minerál definován, co je minerální druh, mineralogický systém) se probírají jednotlivé minerály od 1. po 10. třídu mineralogického systému formou besedy nad sbírkou minerálů s četnými ukázkami jednotlivých druhů (výčet viz níže) – vzorky kolují mezi účastníky, takže si je mohou „osahat“ a pořádně prohlédnout. Hodně pozornosti je věnováno poznávacím znakům minerálů, které bývají zastoupeny ve školních sbírkách: zkušenost ukazuje, že učitelům tato „praktická“ část mineralogie často působí potíže, nepochybně proto, že jde o dovednost, již lze získat jen praxí, tj. studiem reálných vzorků minerálů, ne pouze teoreticky např. četbou literatury nebo hledáním informací na internetu. Ke každému minerálu se účastníci dozví základní informace (složení, vlastnosti, určovací znaky, vznik a výskyt, použití) i různé zajímavosti, kterými by mohli oživit a zatraktivnit svůj výklad žákům. Velký důraz je kladen na snahu o srozumitelnost bez používání složitější oborové terminologie. Vítány jsou samozřejmě všechny dotazy a připomínky účastníků, byť jasně daná struktura semináře nedává příliš prostoru pro improvizaci témat (na rozdíl od semináře o deskové tektonice).

Témata:

• Teoreticky o minerálech: definice minerálu, minerální druh, mineralogický systém. 0,5 h
• Jednotlivé třídy mineralogického systému (1. – 10.), nejdůležitější minerály z hlediska stavby zemské kůry a průmyslového. První polovina semináře ne-křemičitany, druhá křemičitany (s krátkým teoretickým úvodem vzhledem k jejich mimořádnému významu a početnosti). 7,5 h

Výčet základních probíraných minerálů (další jen v případě speciálního zájmu):

• 1. třída: síra, grafit a diamant, zlato, železo
• 2. třída: pyrit a markazit, galenit, sfalerit, chalkopyrit
• 3. třída: halit, fluorit
• 4. třída: křemen, opál, magnetit, chromit, hematit, korund, limonit, bauxit
• 5. třída: kalcit, siderit, magnezit, dolomit, aragonit, azurit a malachit
• 6. třída: (boráty jen zmínit, ve školách se o nich nemluví)
• 7. třída: baryt, sádrovec
• 8. třída: apatit
• 9. třída: olivín, topaz, granáty, beryl, turmalíny, pyroxeny, amfiboly, mastek, slídy, kaolinit, serpentin, živce, zástupci živců, zeolity
• 10. třída: jantar

Živá buňka je pozoruhodným a dokonale promyšleným systémem. I proto jsou buňky v současné době intenzivně studovány a využívány k bioprodukci významných látek a k biodegradaci látek toxických. V ideálním případě tak umožňují z jinak nevyužitelného odpadu vytvořit cenné produkty s nulovým dopadem na životní prostředí. Souvislost mezi biologickým složením a chemickými ději uvnitř buňky je ovšem bohužel často přehlížena a v rámci výukových osnov málokdy dávána do kontextu, což brání spolehlivému pochopení funkce buňky a jejího obrovského biotechnologického potenciálu. Náplní tohoto semináře je propojení obou zmíněných přístupů (biologie a chemie), a především zapojení každého z biochemických procesů do širšího kontextu celého fungování buňky. Takto vyučované buněčné principy umožní srozumitelné vysvětlení biotechnologických aplikací, ať už jde o tradiční pivovarnictví a pekařství, nebo o moderní technologie produkce jedlých vakcín, biopaliv či biodegradace plastů, které jsou trendem posledních let. Účastníci kurzu se dozví, jakým způsobem jsou tyto aplikace uváděny v praxi, jakých metod je při tom využíváno a jak moc toho má buňka společného s výrobní linkou.

Kromě základních přednášek je seminář veden také formou praktických úloh, díky kterým se mohou účastníci aktivně zapojit do semináře a sami si navrhnou své vlastní buněčné „továrny“ pro produkci cílených látek. Seznámeni budou také s moderními databázemi, užitečnými webovými zdroji a aktuálními vědeckými studiemi.

Kurz ve formě souboru přednášek je zaměřen na seznámení se s molekulárními mechanismy účinku biologicky aktivních molekulám, jako jsou hormony, neurotransmitery, psychofarmaka a návykové látky. Nejprve budou shrnuty informace o mezibuněčném a nitrobuněčném přenosu signálů se zaměřením na hormonální, neurotransmiterové a imunitní receptorové systémy a signální cesty. Následovat bude seznámení s molekulárními procesy souvisejícími s účinky různých endogenních biologicky aktivních látek (především hormonů, růstových faktorů, neurotransmiterů, opioidů a cytokinů) i s účinky vybraných exogenních molekul (přírodních i syntetických toxinů a léčiv) se zaměřením na psychofarmaka a jiné psychoaktivní látky.

V tomto semináři budou nastíněny nové možnosti prezentace učiva skrze technologie. Účastník bude seznámen s aplikacemi, zejména aplikací Nearpod, které jsou vhodným prostředkem pro zvýšení interaktivity výuky a motivace žáků i vyučujících. Tyto aplikace nám zároveň umožní jednoduchý přechod mezi prezenční a distanční výukou.

První část semináře je věnována motivaci žáka ke studiu a možnostem jejího pozitivního ovlivnění pomocí vhodného použití technologií a aplikací. Zmíněna bude také motivace učitele při výuce za použití technologií.

V hlavní části semináře se zaměříme na aplikaci Nearpod jako prostředek k obohacení prezentací o interaktivní prvky. Účastníci poznají aplikaci Nearpod a její možnosti nejprve z pohledu žáka. Bude jim prezentována vzorová lekce vytvořená v programu MS PowerPoint obohacená o ankety, kvízy, otevřené otázky, virtuální prohlídky apod. vytvořené skrze aplikaci Nearpod. Zároveň uvidí aplikaci z pohledu vyučujícího a její možnosti nahlížet do práce žáků a okamžitě jim poskytovat zpětnou vazbu. V další části semináře si budou účastníci moci vyzkoušet vytvořit vlastní lekci a ve dvojicích cvičně otestovat funkčnost aplikace. Posluchači budou následně seznámeni s funkcí „Reports“, která jim po vyučovací hodině umožní nahlédnout do výsledků jednotlivých žáků a případně jejich počínání ohodnotit.

V poslední části semináře se účastník seznámí s možností vytvoření prezentace v aplikaci Google Slides s integrací aplikace Nearpod. Dále bude seznámen s možnostmi virtuální tabule a jejím využití v prezenční i distanční výuce. Závěrečná část bude věnována diskuzi a použití ostatních aplikací ve výuce a jejich případnému spojení s aplikací Nearpod.

• Žák a motivace k výuce (45 minut)
• Aplikace Nearpod – teoretická část (90 minut)
  • Seznámení s aplikací
  • Ukázka vzorové lekce
  • Popis funkcí
  • Ukázka integrace s ostatními aplikacemi
• Aplikace Nearpod – praktická část (90 minut)
  • Praktické vytvoření interaktivní lekce z klasické PowerPoint prezentace
  • Otestování funkčnosti lekce ve dvojicích
  • Seznámení s funkcí Reports
• Nearpod a Google Slides (45 minut)
  • Integrace aplikací a ukázka vytvoření lekce ve Slides jako náhradě za MS PowerPoint
• Virtuální tabule a její využití (30 minut)
• Tipy na ostatní aplikace k obohacení výuky (60 minut)

Pozornost posluchačů v kurzu bude zaměřena na objasnění možností využívání Obnovitelných zdrojů energie (OZE) v reálných podmínkách ČR.

Speciální pozornost bude věnována platnosti přírodním zákonům, resp. limitům pro využívání OZE. Součástí přednášek bude rovněž využívání energie biomasy a odpadů.

Posluchači budou seznámeni se zajímavými instalacemi ve světě, jejich aplikovatelnosti v jiných podmínkách. Předkládané téma bude zpracováno z mezioborového charakteru, např. s odkazem na nutnost zapojení umění, chemie, mechaniky nebo mediální práce.

Studenti/posluchači budou aktivizováni k samostatnému myšlení, návrhům využívání OZE v jejich okolí, atp.

• OZE, druhy a jejich potenciál v ČR (ve srovnání se zahraničím)
• Větrná a vodní energie
• Geotermální energie
• Energie slunce
• Energie biomasy, její význam a možnost uplatnění
• Odpady, spása nebo prokletí
• Člověk a OZE
• Jak „já“ mohu pomoci Grétě

Webinář je zaměřen na distanční výuku a využití technologií během této výuky. Účastník bude seznámen s aplikacemi vhodnými pro dálkovou výuku, jejich vhodným využitím a celým procesem lekce vedené na dálku a jeho formami. Webinář se zaměřuje na aplikace Nearpod, Zoom a Google Classroom a jejich vzájemným propojením tak, aby tvořil celek, který co nejefektivněji nahradí prezenční výuku a udrží motivaci studentů ke studiu. V kurzu si také ukážeme integraci s aplikací MS Teams.

Tento seminář uvede posluchače do problematiky molekulární biologie a genetiky. V jednotlivých lekcích se posluchači dozví o lidské DNA, kde se v našich buňkách nachází, jakou má strukturu, k čemu nám slouží, jak byla postupně objevována a pochopena. Účastníci si poslechnou jak podle DNA buňka tvoří proteiny, naučí se rozumět genetickému kódu. Pomocí Mendlových zákonů si ukážeme, jaké jsou pravidla genetiky, jak se předávají vlastnosti a vlohy z rodiče na potomky a taky jak spolupracují geny a prostředí.