270 Geologija v šoli • KamenCheck - učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin Proteus 81/6 • Februar 2019 KamenCheck - učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin Rok Brajkovič, Nina Valand, Katarina Kadivec, Dominik Božič, Petra Žvab Rožič Aplikacija KamenCheck je prvi slovenski digitalni učni pripomoček s področja geologije. Pomaga pri aktivnem poučevanju in učenju geoloških vsebin v formalnem šolskem sistemu (Peck, 2001). Vsebine so zasnovane na podlagi analiz veljavnih nacionalnih učnih načrtov ter prilagojene potrebam učiteljev in učencev. Učni pripomoček KamenCheck uporablja inovativni pristop k Slika 1: Začetni zaslon aplikacije KamenCheck z glavnimi poglavji in informacijami. poučevanju in omogoča možnost interaktivnega učenja tako v učilnici kot v naravi. Aplikacija deluje v sistemu Android in je prosto dostopna ter tako uporabna tudi za vse zainteresirane družbene organizacije v neformalnem izobraževanju in ostale navdušence za geologijo. Za uporabo aplikacije v formalnem izobraževanju je bil izdelan tudi nov pristop poučevanja, ki temelji na opazovanju in preizkušanju lastnosti mineralnih zrn in kamnin. Ustvarjen je bil dihotomni Kamninski ključ, s katerim lahko le z odgovarjanjem na vprašanja (da/ne) določimo 28 značilnih slovenskih kamnin. Vprašanja pogosto vključujejo povezave do novih pojmov in poskusov, ki so predstavljeni v poglavju aplikacije, imenovanem Mala šola. V poglavju Enciklopedija so predstavljene značilnosti vključenih kamnin, njihov nastanek in zanimivosti (slika 1). V članku je predstavljena pot do določitve značilnih slovenskih kamnin, katerih ime lahko določimo le z opazovanjem in preizkušanjem njihovih lastnosti. Podane so tudi osnovne informacije o sestavi kamnin in njihovem nastanku. Z njimi je mogoče izboljšati razumevanje te osnovne, za družbo pomembne geološke tematike. Lastnosti mineralnih zrn in kamnin, pomembne za razumevanje Kamninskega ključa -KamenCheck Kaj so mineralna zrna (minerali)? Mineralna zrna so osnovni gradniki kamnin, zato je njihovo poznavanje pri določevanju kamnin zelo pomembno. V osnovni in srednji šoli tematiko poučujejo zelo sko- KamenCheck — učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin • Geologija v šoli 271 Slika 2: Prepoznavanje mineralov v aplikaciji s preprostimi vprašanji. & KAMEN ' KK POMEMBNE ZNAČILNOSTI BARVA MINERALNEGA ZRNA BAFtVA (RTE TRDOTA KAMNINOTVOHNA MINERALNA ZRNA Eno risjpouostcjiih nn 7: rili itfrkln /-V A A KREMEN OpjEmioga kot pnaiomie mintiJK, t SKfcFi Hirfi Jija jtm. OH© □ w W MUSKOVIT In ListiiiitJ mineralni irnj, In ju 3 1: k6vi«< fij ran IU pogled IuLiivO uO b.irvi, IHUikovit ie srebrn, bmtit [i itn. G« © ■lOTfT v v," » Sli NEMEC HOirtMi minrralna inu uofiosto pfawi*etne oblike, □ □ 6: »II fteftla bdn nrpriiuilnih nblik. m ' ' AMFIBOL in PlflOKSiN Med seboj Ju samo i □pijavJnjim reike Min». 5-6: fsji Vov jhk (Sla* steklo (S) ■---1 Olivno uelen t mineralna ¡ma i rt rti «ti rii ;prm, _ 6,5-7; raai steklo a 011 VIN GRANAT Kro^lasi mineril, oblEajno (dritti™» ■ B 6,5-7,5: »il steklo 8® KALCIT In [»LOMIT V Sloveniji veiino kamnin !«t*uljj)ju tilili h dolomit. Kalcit hitro reagira i bladno riMrfttno HCI. dolomir nf. J<4- kovanec ga O □ □ [fd " ------ Slika 3: Osnovne lastnosti glavnih kamninotvornih mineralov, uporabljene v aplikaciji. 272 Geologija v šoli • KamenCheck - učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin Proteus 81/6 • Februar 2019 po, zato so vprašanja v kamninskem ključu vezana le na osnovne in lahko razumljive lastnosti mineralnih zrn. Kako opišemo in prepoznamo mineralna zrna v kamnini? Mineralna zrna v kamnini z učnim pripomočkom KamenCheck uporabnik posredno prepoznava z opazovanjem pri vprašanjih v Kamninskem ključu (slika 2). V ključu za mineralna zrna določamo njihovo barvo, obliko, trdoto in reakcijo z razredčeno klorovodikovo kislino (HCl). Te lastnosti mineralnih zrn se kažejo tudi v lastnostih kamnine, ki jo sestavljajo, zato je natančnost pri opazovanju zelo pomembna. Pri opazovanju in preizkušanju lastnosti si uporabnik lahko pomaga s slikami, grafikami in poskusi. Slika 4: Metamorfna, sedimentna in magmatska kamnina Tovrstni način opisovanja in prepoznavanja mineralnih zrn v kamnini ima veliko omejitev. V prid uporabljenemu načinu preiskovanja govori dejstvo, da je le približno trideset mineralov tako zelo pogostih, da jim rečemo kamninotvorni, in samo deset je takih, ki gradijo kar 90 odstotkov mase Zemljine skorje. Ta mineralna zrna se z načelom, ki smo ga predstavili, da ločiti le z osnovnimi preiskovalnimi tehnikami ter opazovanjem njihovih lastnosti (slika 3). Kaj so kamnine? Kamnine so tisto, kar sestavlja Zemljino skorjo. Gradijo kopno in oceansko dno. Prisotne so povsod na Zemlji, vendar jih pogosto prekrivajo tla. Na njih živimo in nam nevede sooblikujejo življenje. Večina kamnin je sestavljenih iz več različnih mineralnih KamenCheck — učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin • Geologija v šoli 273 zrn, obstaja pa tudi nekaj kamnin, ki jih sestavljajo mineralna zrna enega minerala. Glede na nastanek poznamo tri skupine kamnin, in sicer magmatske, sedimentne in metamorfne (slika 4). Kamnine se v naravi zaradi zunanjih in notranjih dejavnikov neprestano preoblikujejo. Iz kamnin ene skupine lahko kasneje nastanejo kamnine drugih dveh skupin. Vse vrste kamnin s časom postanejo sediment, ki je nevezana kamnina (na primer pesek). Po eroziji, transportu in sedimentaciji je sediment polagoma zakopan pod površje, kjer je stisnjen, mineralne snovi, ki so raztopljene v podzemni vodi, pa nesprijete delce zace-mentirajo v sedimentno kamnino. Kadar na kamnino delujejo procesi metamorfo-ze, se preoblikuje v metamorfno kamnino. Če pa se kamnina globoko pod Zemljinim površjem ponovno stali, novo nastalo snov imenujemo magma. Ko se magma (ali lava) ohladi in kristalizira, iz nje nastanejo magmatske kamnine (slika 5). Magmatske kamnine nastajajo s kristalizaci-jo magme v notranjosti Zemlje ali iz lave na površju Zemlje. Magmatske kamnine delimo na globočnine in predornine. Globočni- Slika 5: Kamninski krog. 274 Geologija v šoli • KamenCheck - učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin Proteus 81/6 • Februar 2019 ne so magmatske kamnine, ki so nastale iz magme globoko pod Zemljinim površjem. Zaradi postopnega počasnega ohlajanja magme minerali dlje časa kristalijo in tako nastanejo kamnine s približno enako velikimi mineralnimi zrni. Zanje pravimo, da imajo zrnato strukturo (slika 6). Predornine so magmatske kamnine, ki so nastale iz magme plitvo pod zemljinim površjem ali iz lave na površju. Zanje je značilno hitro ohlajanje in s tem hitra kristali-zacija oziroma strjevanje lave in magme. V kamnini tako vidimo samo posamezna mineralna zrna, ostala pa so tako imenovana osnova. Pravimo, da imajo kamnine porfir-sko strukturo (slika 6). Magmatske kamni- Slika 7: Kamninski ključ za magmatske kamnine, vključene v aplikacijo (z rumeno barvo so označene povezave na Malo šolo). KamenCheck — učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin • Geologija v šoli 275 Slika 8: Različna sedimentna zrna. ne z aplikacijo KamenCheck prepoznamo na podlagi mineralne sestave in strukture (slika 7) (Gillespie, 1999). Sedimentne kamnine so sestavljene iz se-dimentnih in mineralnih zrn. Sedimentna zrna so koščki kamnin, nastali s prepereva-njem, preperela in prenesena mineralna zrna in fosili (slika 8). V aplikaciji KamenCheck opisujemo njihovo velikost in obliko. Zrna so po velikosti ločena od največjih do najmanjših na grušč oziroma prod, pesek, melj in glino. Zrna po obliki, ki je odvisna od dolžine transporta in trdote zrn, delimo na zaobljena in neza-obljena ali ostroroba. Klastične sedimentne kamnine nastanejo iz sedimentnih zrn. Prepoznamo jih po prevladujoči velikosti in obliki sedimentnih zrn. Kemične sedimentne kamnine nastanejo z izločanjem mineralov iz prenasičene vodne raztopine. Med seboj jih razlikujemo na podlagi mineralnih zrn, ki jih sestavljajo. Biokemične sedimentne kamnine nastanejo s pomočjo organizmov, ki v procesu nastanka sodelujejo na dva načina: s svojim delovanjem pospešijo izločanje mineralov iz raztopine ali pa tvorijo mineralne skelete. Različne biokemične sedimentne kamnine prepoznamo na podlagi mineralne sestave (slika 9) (Hallsworth in Knox, 1999). Metamorfne kamnine nastanejo z metamor-fozo magmatskih, sedimentnih ali že obstoječih metamorfnih kamnin pri povišanih temperaturah in tlakih ter ob prisotnosti tekočin in plinov. Pri procesu metamorfo-ze se lahko spremenita mineralna sestava in tekstura kamnine. Do metamorfoze običajno prihaja globoko v Zemlji na stikih tektonskih plošč, kjer ena plošča tone pod 276 Geologija v šoli • KamenCheck - učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin Proteus 81/6 • Februar 2019 Slika 9: Kamninski ključ za sedimentne kamnine, vključene v aplikacijo (z o (z rumeno barvo so označene povezave na Malo šolo). drugo, ali zaradi vtiskanja magme v trdno od izvorne kamnine, značilne teksture pa Zemljino skorjo. Metamorfne kamnine so, nastajajo pod vplivi temperature in različ-tako kot magmatske, v celoti sestavljene iz ne usmerjenosti tlaka. Tako poznamo dve mineralnih zrn. Njihova sestava je odvisna značilni teksturi metamorfnih kamnin, ma- Slika 10: Značilni teksturi metamorfnih kamnin. KamenCheck — učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin • Geologija v šoli 277 sivno in skrilavo (slika 10). Značilnost masivne teksture je, da jo sestavljajo mineralna zrna podobne velikosti, ki ne kažejo usmerjenosti, kot je to opazno pri skrilavi teksturi. Za skrilavo teksturo meta-morfnih kamnin so poleg usmerjenosti mineralnih zrn značilne tanke in ravne, nekaj milimetrov do nekaj centimetrov debele plasti. Skrilava kamnina se zato lahko razlomi v plošče. Metamorfne kamnine z aplikacijo KamenCheck prepoznamo na podlagi teks-ture ter velikosti in sestavi mineralnih zrn (slika 11) (Robertson, 1999). Zakaj uporabljati aplikacijo KamenCheck? Učni pripomoček KamenCheck pomaga učiteljem pri podajanju in učencem pri razumevanju snovi. Uporaba je priporočljiva že v 4. razredu osnovne šole pri predmetu Družba, najbolj pa pri predmetih Naravoslovje in Geografija v osnovni šoli ter pri predmetu Geografija v srednji šoli. Z uporabo učnega pripomočka KamenCheck se odmaknemo od reproduktivnega načina učenja, saj načelo učenja z aplikacijo temelji na opazovanju in preizkušanju lastnosti mineralnih zrn in kamnin ter tako uporabniku z izkustvenim učenjem omogoča razumevanje tematike na višji ravni. Da bi povečali trajnost znanja osnovne geološke tematike in dosegli razumevanje pomena kamnin za družbo, priporočamo uporabo aplikacije KamenCheck kot učnega pripomočka na vseh stopnjah formalnega in tudi neformalnega izobraževanja skupaj z metodami za aktivno poučevanje. O projektu Aplikacija je bila narejena v okviru študentskega projekta, ki je bil sofinanciran s strani javnega Štipendijskega, razvojnega, invalidskega in preživninskega sklada Republike Slovenije, Ministrstva za izobraževanje, znanost in šport ter sredstev iz Evropskega socialnega sklada Evropske unije. V projektno skupino so bili vključeni študenti in mentorji treh študijskih smeri, in sicer Geologije, Grafičnih in interaktivnih komunikacij ter Elektrotehnike in multimedije, pri razvoju aplikacije pa smo sodelovali s podjetjem DigiEd d.o.o. Več o aplikaciji in ekipi si lahko preberete na spletni strani projekta http://kamencheck.digied.si/, spremljate pa Slika 11: Kamninski ključ za metamorfne kamnine, vključene v aplikacijo (z rumeno barvo so označene povezave na Malo šolo;. 278 Geologija v šoli • KamenCheck - učni pripomoček za prepoznavanje in razvrščanje kamnin Proteus 81/6 • Februar 2019 nas lahko tudi na Facebook in Instagram profilih KamenCheck ali pišete na elektronski naslov kamen-check@geo.ntf.uni-lj. si. Nadaljnje razvijanje aplikacije poteka v okviru Evropskega inštituta za inovacije in tehnologijo - projekta Geološkega zavoda Slovenije RM@SCHOOL 3.0 ter Oddelka za geologijo Naravoslovnotehniške fakultete Univerze v Ljubljani. Literatura: Peck, D., 2001: The Rock Identification Key. Warren, New Jersey. Gillespie, M. R., Styles, M. T., 1999: BGS Rock Classification Scheme - Volume 1: Classification of igneous rocks. (99 str.) British Geological Survey Research Report, (2nd edition). Hallsworth, C. R., Knox, R. W. O'B., 1999: BGS Rock Classification Scheme - Volume 3: Classification of sediments and sedimentary rocks. (99 str.) British Geological Survey Research Report. Robertson, S., 1999: BGS Rock Classification Scheme -Volume 2: Classification of metamorphic rocks. (99 str.) British Geological Survey Research Report. Ampleksus.