Nová učebnice astrofyziky pro gymnázia 
 
Profesoři fyziky na gymnáziích již dlouho a netrpělivě čekali na novou učebnici astrofyziky. Její důležitost a významnost je dána tím, že jde o učebnici, ze které budou žáci čerpat své vědomosti již v XXI. století. Z toho perspektivního pohledu je také třeba novou učebnici hodnotit. 
Již v úvodu předesílám, že pokud se těšíte na astrofyziku v učebnici nesoucí název "Astrofyzika" budete zklamáni, protože problematice hvězd je v učebnici věnováno pouze osmnáct stran, ačkoliv logicky by měly být ústředním tématem. Obsah učebnice vycházející z principu od blízkého ke vzdálenějšímu je totiž následující: úvod -- 10 stran, sluneční soustava -- 65 stran, hvězdy a galaxie -- 33 stran, dodatky -- 34 stran, barevná příloha -- 7 stran a 38 obrázků. 
Při detailnější analýze zjistíme, že v učebnici chybí závažná témata, např. III. Keplerův zákon v přesném tvaru, fyzikální podmínky v nitru hvězd, zdroje energie hvězd, vývojová interpretace H-R diagramu. 
Vesměs jde o témata, která jsou zařazena prakticky do všech tradičních středoškolských kursů všeobecně vzdělávacích škol ve střední Evropě. Kde vzít prostor pro tato témata v učebnici? Stačí podstatně omezit rozvláčný desetistránkový úvod, popis kongresů o freonech str. 33-34, historii kosmonautiky str. 35-36, popis typů družic str. 36-37, atd., neboť to vše v takovém rozsahu nepatří do astrofyzikální učebnice. 
Výkladový text vychází ze slovních úvah opírajících se především o fyzikální poznatky, hlubšímu pochopení brání okolnost, že téměř neobsahuje vzorce a jejich matematická odvození. Jejich umístění v převážné většině až za témata do příkladů -- problémů je dalším netradičním prvkem učebnice, který nemá u našich ostatních gymnaziálních učebnic fyziky či středoškolských astrofyzikálních učebnic v Evropě obdoby. Toto řešení nesporně narušuje práci studentů s učebnicí. V této souvislosti je na místě otázka, jaké byly výsledky ověřování pedagogické účinnosti výuky podle této učebnice v gymnaziální praxi? 
Příklady, úlohy jsou nazývány v učebnici problémy, přestože řada z nich je řešitelná prostým dosazováním do vzorců, např. str. 18, problém 1 vyžaduje sečtení dvou hodnot a dělení, str. 55, problém 3 -- je výpočtem hlavní poloosy dráhy při znalosti oběžné doby u Halleyovy komety. Proto by bylo vhodné oddělit numerické příklady na prověřování vědomostí od skutečných problémových úloh. Za takové pokládám především ty, které umožňují rozvoj dovedností žáků a podporují jejich samostatnou činnost. Příkladně tak, že žáci proměřují obrázky kosmických těles či grafy umístěné v učebnici a tím získávají nezbytné další údaje k řešení problému. Jako možné náměty uvádím určování výšky hor na Měsíci, radiální rychlosti kosmických těles z obrázků spektrogramů, spektrálních tříd hvězd ze spekter, sestrojování H-R diagramu pro různě vybrané skupiny hvězd, vytyčení a ověřování hypotéz podávajících objasnění pozorovaného výskytu tří druhů čar ve spektru objektu SS 433 a následně astrofyzikální podstaty zkoumaného objektu. 
Metodicky méně propracovaný je výkladový text některých témat, například pro žáky velmi obtížná Pogsonova rovnice je zpracována velmi stručně. Nevhodná je stavová interpretace H-R diagramu, který je ve středoškolských kursech, kde je astrofyzika součástí fyziky, zpravidla uváděn jako závislost zářivého výkonu a efektivní povrchové teploty hvězd. Samotný a bohužel jediný H-R diagram v učebnici je bez bližší specifikace pro jaké hvězdy byl sestaven bezcenný. Odpovídá počet obrazů hvězd v jednotlivých oblastech uváděného H-R diagramu skutečné četnosti výskytu hvězd v Galaxii? Co jsou vysoké a nízké teploty? Takové otázky si žáci jistě budou klást. 
Hloubka zpracování výkladu v učebnici je žákům dostupná, je však rozdílná v průběhu učebnice. Témata věnovaná planetám jsou probírána detailněji než témata o hvězdách a galaxiích. 
Styl vyjadřování, kterým se autor ve výkladovém textu obrací k žákům, je na řadě míst výkladového textu pro zvýšení atraktivnosti a čtivosti spíše popularizující, bez přesnějších formulací a vymezování pojmů. Zpracování je tak nutně pouze popisné. Rozhodně na řadě míst text překračuje obvyklou míru zjednodušování, svou úrovní odpovídá spíše zpracování textu učebnic 8.-9. ročníku, nikoliv 12. ročníku výběrové všeobecně vzdělávací školy -- gymnázia, určenému pro osmnácti či dokonce devatenáctileté žáky. 
Příkladně vybírám: str. 13 je používán termín “rok planety“ místo siderická oběžná doba, str. 21, ř. 6 hovoří o pekelných podmínkách na povrchu Venuše, str. 51, ř. 3 zdola je tvrzení, že kometa ztrácí mnoho své hmoty... Kdo ví, že "mnoho" bylo pro Halleyovu kometu při jejím průchodu perihéliem v roce 1986 denně 109 kg prachu a vody? 
Výklad se tak stává neurčitým a nepřesným, ztrácí učebnicový charakter, který by se měl vyznačovat maximálně promyšleným vyjadřováním, jak je vlastní učebnicím fyziky u nás. 
V textu jsem objevil tyto věcné chyby či opomenutí: str. 79 -- první katalog hvězd nesestavil Ptolemaios nýbrž Hipparchos, str. 85 -- rozhodně není pravda, že ve spektru chladné hvězdy o teplotě nižší než 5000 K nevidíme absorpční čáry vodíku, str. 88 -- H-R diagram nebyl r. 1913 Hertzsprungem nakreslen, str. 91 -- nesprávné je tvrzení, že při zvětšení poloměru Slunce asi 1000krát bude Slunce sahat někam k dráze Venuše, str. 117 -- Koperníkův spis se nejmenuje "O oběhu nebeských sfér". 
K větší přehlednosti a srozumitelnosti výkladového textu by nepochybně přispělo jeho strukturování a vhodná grafická úprava, např. úvodní motivace, definice, základní pojmy a závěrečné shrnutí v textu by měly být zvýrazněny. Za úvahu by stálo zařazení do textu tabulek charakteristik jednotlivých typů kosmických těles včetně jejich typických hodnot pro tvorbu správných prostorových i fyzikálních představ nejlépe prostřednictvím srovnávacích metod. 
Uplatnění principu názornosti lze v učebnici posílit tím, že kvalitní barevné fotografie kosmických těles z přílohy, budou včleněny do výkladového textu. K zvýšení názornosti by také přispělo zařazení do astrofyzikální části učebnice složitějších a propracovanějších obrázků, nikoliv pouze jednoduché prosté náčrty dokonce bez označení os a jednotek na nich vynášených. 
Nevýkladový text není v učebnici plně rozvinut, je málo pestrý. Z procesuálního aparátu chybí větší zastoupení otázek na upevňování vědomostí. U orientačního aparátu jsou odkazy na rozšířené fyzikální učebnice formální, neboť profesoři je vesměs nepoužívají a žáci ve IV. ročníku nemají všechny učebnice od I. ročníku k dispozici. Patřičný fyzikální vzorec, na který navazuje astrofyzika, by bylo lepší uvést. Ve větší míře jsou v textu postrádány aktivizační výzvy a pobídky např. formou vložených otázek, což je zřejmě přenecháno na vlastní výuku. 
V učebnici měl autor k dispozici velký prostor -- 143 stran, takže řadu témat mohl vyložit podrobněji a srozumitelněji. Lze vyzdvihnout například velmi zajímavý a přitažlivý výkladový text věnovaný tématům Země, Měsíc, Slunce. 
 
Recenzovanou učebnici astrofyziky pro IV. ročník gymnázií, zejména její část věnovanou sluneční soustavě, lze doporučit jako doplňkovou astronomickou čítanku v I. ročníku gymnázií. Pro výuku astrofyziky v samotném IV. ročníku je využití učebnice problematické a bude vyžadovat od profesorů fyziky zvýšenou obezřetnost a pečlivou přípravu obsahu výuky. 
 
Vladimír Štefl,
KTFA, PF MU Brno 
 
Martin Macháček: Astrofyzika. Prometheus, Praha 1998.