Masarykova univerzita. Měření na lidském těle

Transkript

1 Masarykova univerzita Pedagogická fakulta Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání Měření na lidském těle Diplomová práce Brno 2015 Vedoucí práce doc. RNDr. Josef Trna, CSc. vypracovala Marie Supová

2 Bibliografický záznam SUPOVÁ, Marie: Měření na lidském těle, diplomová práce. Brno: Masarykova univerzita, Katedra fyziky, Vedoucí diplomové práce doc. RNDr. Josef Trna, CSc.

3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracovala samostatně, s využitím pouze citovaných literárních pramenů, dalších informací a zdrojů v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů. Souhlasím, aby práce byla uložena na Masarykově univerzitě v Brně v knihovně Pedagogické fakulty a zpřístupněna ke studijním účelům. V Brně dne Marie Supová.

4 Poděkování Touto cestou bych chtěla poděkovat za pomoc svému vedoucímu práce, panu doc. RNDr. Josefu Trnovi, CSc. za odborné vedení, velmi cenné rady a náměty, které mi poskytl při psaní diplomové práce.

5 Anotace: Cílem práce je didaktická transformace tématu Měření na lidském těle do učiva Přírodovědy na 1. stupni ZŠ. Výstupem práce je analýza možností měření různých přírodovědných veličin (délka, hmotnost, objem, teplota, tlak atd.). Dále pak návrh školních experimentů, měření parametrů lidského těla a jejich zařazení do výuky. Výukové materiály mají podobu pracovních listů s návody pro žáky, které byly ověřeny v praxi. Annotation: The aim of this thesis is didactic transformation of the topic Measurements on the human body in natural science curriculum at lower grade of basic school. The outcome of this work is the research analysis of the possibilities to measure various parameters of natural science (length, weight, volume, temperature, pressure, etc.). Furthermore, the draft of school experiments, measuring parameters of the human body and their inclusion into education. Educational materials are in the form of worksheets with instructions for students and have been tested in practice. Klíčová slova: Žák, učitel, předmět přírodověda, výuková metoda, pracovní list, úloha, výzkumné šetření, dotazník, Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Keywords: Pupil, teacher, natural history teaching, teaching method, worksheet, task, research, questionnaire, Framework educational program for basic education

6 Obsah 1 Úvod Teoretická část Historie měření a měřících jednotek Měřící veličiny Délka Hmotnost Čas Teplota Objem Tlak Měřidla veličin Měřidla délek Měřidla hmotnosti Měřidla času Měřidla teploty Měřidla objemu Měřidla tlaku Měření fyzikálních veličin Proces měření Příprava měření Skutečné měření Vyhodnocení Měření na lidském těle Měření délek Plochá noha Hmotnost Čas Krevní tlak Praktická část Pracovní listy Pracovní list Pracovní list Pracovní list Pracovní list Pracovní list Pracovní list Pracovní list Pracovní list Metodický průvodce k pracovním listům Pomůcky k motivační výuce měření veličin Pexetrio Domino Člověče nezlob se! Kvarteto Doplňovačka Přírodovědné rébusy Výzkumné šetření Metody výzkumu a zpracování dat... 49

7 4.1.1 Dotazníková metoda Vyhodnocení dotazníku Výsledky měření Měření délek Plochá noha Hmotnost Vyhodnocení učebnic Shrnutí Závěr Resumé Summary Seznam literatury Seznam obrázků Seznam tabulek Seznam grafů Seznam příloh... 85

8 1 Úvod Měření patří mezi důležité dovednosti osvojované na základní škole. Na prvním stupni základní školy se setkáváme s měřením nejen v matematice, přírodovědě, vlastivědě ale i v jiných předmětech. V dnešní době však mají žáci problém s úlohami, ve kterých mají využít poznatky nebo dovednosti z více předmětů. Proto je nezbytné interdisciplinární dovednosti, jako například měření, cíleně rozvíjet. Pro zvýšení motivace žáků je vhodné propojit toto učivo s různými situacemi z běžného života, kde žák může získané vědomosti a dovednosti později aplikovat ve svém budoucím životě, což podle výzkumů podporuje zájem žáků (Rocard et al, 2007). Z hlediska rozvoje žáků je významné, že mohou získané vědomosti a dovednosti později aplikovat ve svém budoucím životě. Cílem této práce je vytvořit pracovní listy na téma Měření na lidském těle použitelné ve výuce na prvním stupni základní školy. Teoretická část je rozdělena do pěti kapitol, jejichž záměrem je vytvořit teoretický základ pro učitele, kteří budou pracovní listy využívat. První kapitola je zaměřena na historii měření, měřících jednotek a měřidel. Proč vlastně lidé začali měřit, jaký měli k tomu důvod, co měřili a jakými měřidly, proč zavedli měrovou soustavu SI a její využití v dnešní době. Druhá a třetí kapitola se zabývá měřícími jednotkami a měřidly. V čtvrté kapitole je analyzován proces měření, metody měření a s jakými nečastějšími chybami se lze setkat při měření veličin. V poslední kapitole jsou uvedeny základní informace o lidském těle a jak je možné tyto poznatky využít v běžném životě. Praktická část navazuje na teoretickou část. Jejím cílem je vytvořit pracovní listy za pomoci didaktických prostředků, metod a forem výuky. V pracovních listech jsou uvedeny návody a pomůcky pro jednotlivá měření. Zvlášť je vypracován metodický průvodce k pracovním listům. Výzkumné šetření bylo prováděno na Masarykově základní škole ve Velké nad Veličkou ve čtvrtém a pátém ročníku. Výzkum je rozdělen do dvou částí. V první části je provedeno výzkumné šetření pomocí pracovních listů a dotazníku. Druhá část je zaměřená na analýzu učebnic přírodovědy z různých nakladatelství, hledání rozdílů v obsahu učiva a jejich rozbor. V závěru jsou uvedeny možnosti aplikace vědomostí a dovedností rozvíjet v pracovních listech v běžném životě. 8

9 2 Teoretická část 2.1 Historie měření a měřících jednotek V této kapitole se budeme zabývat historií měření a měřicích jednotek od pravěku až po současnost. Proč vlastně lidé začali měřit? Jaký k tomu měli důvod, co a jak měřili, jaké používali měřidla. Měření provází lidstvo již od jeho nejstarších dějin. Již pravěcí lidé měli pravděpodobně snahu si změřit různé vzdálenosti. Je pravděpodobné, že na kratší vzdálenosti používali kroky, delší vzdálenosti určovali zřejmě podle orientačních bodů v krajině. Dalo by se předpokládat, že dokázali měřit i čas. Změny přírodních jevů jako například střídání ročních období, tah ptáků, putování lovné zvěře měly pro ně jistě velký význam, pravděpodobně na jejich znalosti závisel na tom jejich život. Používané měřící jednotky a měřidla se v různých částech světa vyvíjely nezávisle, proto se od sebe vzájemně lišily. První primitivní jednotky se objevují již ve 4. tisíciletí př. n. l. v poměrně rozsáhlé oblasti nejrozvinutějších kultur. Například ve starém Babylonu byly uloženy v některých chrámech kameny, které měly zřejmě funkci primitivních etalonů hmotnosti. V Egyptě měli na tehdejší dobu velmi vyspělou měřící techniku, která se používala při stavbě pyramid, paláců a chrámů. Zajímali se taktéž o veličiny, které přímo nesouvisely se směnou zboží a byly obvykle v centru pozornosti, úhly, čas, síla a průtok (Augusta, & Kluna, 1990). K mezopotamskému prvenství patří vznik prvního nejstaršího kalendáře. Dále byla na základě astronomického pozorování stanovena délka dne a noci na 12 hodin. Úředníci i stavitelé se neobešli bez matematiky, používali desítkový a šedesátkový číselný systém. Nutnost rozměřovat plochy polí přinesla vznik geometrie, z Mezopotámie pochází rozdělení kruhu na 360. Mezopotámci odvozovali délkové míry od rozměrů lidského těla (palec, loket a sáh). Ve starém Sumeru používali pro určování délek palec (1,6 cm), loket (50 cm), rákos (3 m), tyč (6 m). Pro míry plošné měli např. záhon (35,5 m 2 ) a stokrát větší bylo pole, 18 polí se nazývalo studna.. Pro dutou míru se používaly jednotky, pohár (1 l), nebo koš (60 l), Hmotnost určovaly pomocí zrnka (0,045 g), šekelu, (8,4 g), miny (505 g) a talentu (30,5 kg) (Augusta, & Kluna, 1990). Ve starém Římě existovalo 19 vodovodních systémů o celkové délce 400 km, které denně dodávaly 600 až 800 l vody na jednoho obyvatele. Objemový průtok měřili dýzami. Ještě starší měření průtoku je známo z Mezopotámie, ze zavlažovacích systémů starých asi 5000 let. 9

10 První pokus o sjednocení měr v raně středověké Evropě učinil Karel Veliký na konci 8. století, který převzal upravený římský systém.v českých zemích zavedl první systém měr Přemysl Otakar II. v roce 1268, kdy byl za tzv. královskou míru, jednotnou v celém království, stanoven pražský (český) loket (0,59 metru). Loket se rovnal třem pídím, píď se rovnala deseti prstům položených vedle sebe a jeden prst byla šíře čtyř ječných zrn. Výraznější snahy o sjednocení měrových soustav v Evropě projevují na konci 18. století s rozvojem vědy a techniky. Na území rakouské monarchie byly v letech a v roce 1777 učiněny pokusy o sjednocení měr a vah. Až v roce 1853 byly císařským nařízením postupně v jednotlivých zemích celé monarchie zavedeny jednotné míry a váhy dolnorakouské. V Čechách se tak stalo v roce Za zákonné byly stanoveny tyto míry a váhy: pro kapaliny dolnorakouský máz (1,415 litru) a dolnorakouské vědro (56,599 litru), pro délku vídeňský sáh (1,896 metru), a loket (0,778 metru) a pro hmotnost vídeňská libra (0,560 kg) a vídeňský cent (56,006 kg). Počátek nové soustavy se nachází v r. 1960, kdy Generální konference pro váhy a míry přijala šest základních jednotek a rozhodla, že nová měřicí soustava se bude nazývat Mezinárodní soustava jednotek SI, což je zkratka francouzského názvu Système International ď Unités. V dalších letech byly zpřesněny a doplněny některé definice jednotek, takže v r mohla být vytvořena definitivní a závazná struktura soustavy SI. (Augusta, & Klůna, 1990, s. 13) Jednotky v soustavě SI dělíme na čtyři skupiny. V první, druhé a třetí skupině jsou jednotky hlavní a ve čtvrté skupině se nachází násobky a díly hlavních jednotek. Hlavní jednotky členíme na základní, doplňkové a odvozené. Základních jednotek je celkem sedm a patří mezi ně metr, kilogram, sekunda, kelvin, ampér, mol a kandela. Doplňkové jednotky jsou dvě, a to radián a steradián. Tyto jednotky možná budou v budoucnosti zařazeny mezi jednotky hlavní. Odvozených jednotek je mnohem více než je dohromady základních a doplňkových jednotek, některé z nich mají svůj vlastní název. Kromě jednotek, o kterých jsme se již zmiňovali, jsou známy ještě jednotky vedlejší a dočasné. Mezi vedlejší jednotky řadíme litr, hektar, tuna, Celsiův stupeň a jednotky časové (minuta, hodina, den). Dočasné jednotky platili v době přechodu na soustavu SI, ale od prvního ledna 1980 se již nesmí používat. Byly to např. kilopondy, kalorie, atmosféry a další. Definice a realizace každé základní jednotky SI se postupně upravuje podle toho, jak metrologický výzkum odhaluje možnosti přesnější definice a realizace jednotky. 10

11 2.2 Měřící veličiny S veličinami se setkáváme denně, aniž bychom si to uvědomovali. Mohli bychom je rozdělit na veličiny, které určují množství, tam řadíme délku, hmotnost, teplo, energii. Na veličiny které popisují kvalitu nebo stav jevu, např. teplotu a tlak. Čas řadíme mezi veličiny protenzivní (nevratné), ty trvale plynou, nelze je vrátit zpět. Na prvním stupni základní školy se setkáváme ze základních jednotek pouze s jednotkami: metr, kilogram, sekunda pro veličiny délka, hmotnost a čas. Litr je metrická jednotka objemu, není jednotkou SI, i když je akceptováno její používání společně s SI jednotkami, Celsiův stupeň se uvádí pro veličinu teploty Délka Základní jednotkou délky je metr, jeho standardní značka je m. Jeho definice (podle soustavy SI) je: Metr je délka, kterou urazí světlo ve vakuu za 1/ s. Původně byl metr odvozen od rozměrů Země a 1 metr byl definován jako délka jedné desetimiliontiny zemského kvadrantu (tj. délka poledníku Země mezi pólem a rovníkem). Později se ukázalo, že jedna desetimiliontina zemského kvadrantu se nerovná jednomu metru. Konečnou podobu získal prototyp metru v roce Je to platino-iridiová tyč s průřezem ve tvaru H, na které je dvěma vrypy vyznačena vzdálenost jednoho metru. V této podobě se stal základem metrické soustavy (Augusta, & Klůna, 1990). Obr. 1 Původní platinovo-iridiový etalon metru, Sévres u Paříže ( Mnohem pozdější fyzikální definice odstranily závislost na prototypu tím, že délku metru vyjádřily pomocí fyzikálních konstant. První definice metru byla schválena roku 1960 a měla znění: Metr je délka, rovnající se , 73 násobku vlnové délky záření šířícího se ve vakuu, které přísluší přechodu mezi energetickými hladinami 2p 10 a 5d 5 atomu kryptonu 86 (Augusta, & Klůna, 1990, s. 17). Nejnovější definice z roku 1983 svázala délku metru přes rychlost světla ve vakuu (Augusta, & Klůna, 1990). Z toho vyplývá, že zpřesňováním měření času se zpřesňuje také velikost metru (praktická realizace měření není už tak přesná), 11

12 hodnota rychlosti světla ve vakuu je nadále neměnná konstanta. Z hlediska teorie relativity je metr definován jako jednotka vlastní délky, tak jako je sekunda definována jako jednotka pro vlastní čas Hmotnost Kilogram je základní jednotka hmotnosti jeho značka je kg. Je definován (podle soustavy SI) Kilogram je roven hmotnosti mezinárodního prototypu kilogramu, uloženého u Mezinárodního úřadu pro míry a váhy v Sévres u Paříže. (Augusta, & Klůna, 1990, s. 33). Název je odvozen z latinského kořene grámma, a předpony soustavy SI kilo. I když označení jednotky již obsahuje předponu, jedná se o základní jednotku a naopak gram je násobek této základní jednotky. Kilogram je poslední jednotka SI, která je definována pomocí prototypu a ne fyzikální definicí. Původně byl kilogram odvozen z metru. Byla to hmotnost 1 dm 3 odvzdušněné vody při teplotě 3,98 C (tehdy má voda maximální hustotu), při normálním atmosférickém tlaku tj. 760 mm Hg. Tato původní definice však má závažné nedostatky, obsahuje totiž kruhovou závislost, jednotka hmotnosti se zde definuje s pomocí tlaku, který je ovšem definován prostřednictvím hmotnosti. V roce 1889 CGPM rozhodla o výměně starého prototypu v definici kilogramu za nový, který byl hmotností nejblíže původnímu platinovému prototypu a byl označen jako Mezinárodní prototyp kilogramu. Tento prototyp je válec o výšce i průměru 39,17 mm vyrobený ze slitiny 90 % platiny a 10 % iridia. Podle něj byly vyrobeny co největší míře identické kopie, které uchovávají příslušné instituty v různých státech. Těchto kopií bylo vyrobeno celkem 80. V Česku uchovává tento státní etalon (kopie č. 67) Český metrologický institut. Obr. 2 Oficiální standart kilogramu pro USA 12

13 2.2.3 Čas Základní jednotkou času je sekunda a značí se malým písmenem s. Původní definice sekundy byla odvozena ze středního slunečního dne, ale ukázalo se, že není úplně přesná, proto byla nahrazena novou definicí: Sekunda je doba trvání period záření, které přísluší přechodu mezi dvěma velmi jemnými hladinami základního stavu atomu cesia 133. (Augusta, Klůna, 1990, s. 42). Dalšími jednotkami času jsou minuta, značíme ji min (60 sekund), hodina (60 minut) a značíme ji malým písmenem h nikoli hod, den (24hodin). Zajímavé na těchto jednotkách je, že mají mezi sebou vzájemný vztah šedesátkový, ne desítkový, jak je tomu u ostatních jednotek soustavy SI. Pro určování delších časových úseků používáme značení týden, měsíc, rok. Délka dne se určuje podle jedné otočky Země kolem své osy (24 hodin) a oběh země kolem Slunce trvá 1 rok (365 a čtvrt dne). Týdny a měsíce vznikly na základě pozorování pohybu Měsíce po obloze. Měsíc oběhne Zemi za 29 a půl dne. Současný kalendář byl sestaven právě na základě těchto pozorování (Augusta, & Klůna, 1990). Čas se měřil a měří všude stejně. Staří Egypťané rozdělili rok na tři roční období (záplava, setba, sklizeň) podle významu pro zemědělce. Rok se dělil na 365 dní, každý měsíc na 30 dnů, zbývajících pět dnů byly svátky. Přestupný rok nepoužívali, přestože již tehdy věděli, že rok trvá o čtvrt dne déle. Tento stav zachovávali z náboženských důvodů. Egyptský kalendář měl jednu zajímavost, neměl pevné výchozí datum. Datování událostí začíná rokem vlády panujícího vládce (Augusta, & Klůna, 1990). V Mezopotámii používal každý městský stát svůj vlastní kalendář. Až nástupem babylónského vládce Chammurabiho (též Chammurapiho) se stal oficiálním kalendář města Uru. Měl 12 měsíců po 30 dnech a občas se přidával další měsíc. Babyloňané dělili čas na 12 dílů po dvou hodinách. Rozdělení dne na 24 hodin vzniklo mnohem později (Augusta, & Klůna, 1990). Mayové používali dva kalendáře, jeden měl 360 dnů a využívali ho pro zvláštní účely. Druhý měl 365 dní a byl používán v běžném životě. V tomto kalendáři byl rok rozdělen na 18 měsíců po dvaceti dnech a jeden měsíc s pěti dny. Používali i týdny po dvaceti dnech, avšak začínající v jiný den než začínal měsíc. Číslování dnů v kalendáři začínalo nulou, ne jedničkou, a končí devatenáctkou. Mayové nepočítali v desítkové soustavě ale ve dvacítkové. Délku slunečního roku znali s přesností na 365,243 0 dne, jen o 2 desetitisíciny dne méně než dnes uznávaná délka tropického roku, základu našeho kalendáře (Augusta, & Klůna, 1990, s. 61). Mayský kalendář je složitý, ale při pozorném a hlubším studiu lze dospět k závěru, že obsahuje nejen harmonii, ale má i logickou posloupnost. 13

14 Gaius Julius Caesar v roce 46 př. n. l. nechal navrhnout kalendář známý pod názvem Juliánský. Tento kalendář měl délku roku 365 a čtvrt dne s dvanácti měsíci a přestupným rokem. Na svou dobu byl Juliánský kalendář velmi vyspělý, jenže rok neměl plných 365 a čtvrt dne. Po staletí používání se tato odchylka stala zjevnou a bylo třeba se tím zabývat. V roce 1582 papež Řehoř (Gregorius) přijal návrh bratří Liliových na úpravu kalendáře a to, že z celých staletí budou přestupné jen ty, které jsou dělitelné čtyřmi sty. Ze sto přestupných roků za každých čtyři sta let se ušetří tři dny, které přebývají v Juliánském kalendáři. V dnešní době používáme kalendář zvaný Gregoriánský. Ale i tento kalendář se předbíhá o jeden den za roků. Tento problém se dá vyřešit vypuštěním jednoho dne nejbližšího přestupného roku. (Augusta, & Klůna, 1990) Teplota Kelvin (značka K) je jednotkou termodynamické teploty. Kelvin je jednou ze sedmi základních jednotek soustavy SI. Je definován dvěma hodnotami, a to 0 K, což je teplota absolutní nuly (nejnižší teplota, která je fyzikálně definována), 273,16 K, tedy teplotou trojného bodu vody (0,01 C) a při tlaku 613 Pa. Kelvinovu stupnici měření teplot navrhl významný fyzik, který byl za své vědecké úspěchy povýšen do šlechtického stavu a je znám pod svým šlechtickým jménem lord Kelvin of Largs. Celsiův stupeň (značka C) je jednotka teploty, kterou v roce 1742 vytvořil švédský astronom Anders Celsius. Původně byla stupnice obrácená, protože Celsius stanovil dva pevné body: 100 C pro teplotu tání ledu a 0 C pro teplotu varu vody (obojí při tlaku vzduchu 1013,25 hp). Carl Linné stupnici později otočil, proto je dnes bod tání 0 C a bod varu 100 C. Dnes je Celsiův stupeň (jako odvozená jednotka soustavy SI) definován pomocí trojného bodu vody, kterému je přiřazena teplota 0,01 C a tím, že absolutní velikost jednoho dílku teplotní stupnice 1 C je rovna 1 K. (Augusta, & Klůna, 1990) Objem Metr krychlový (hovorově nazýván kubík) je jednotka objemu. Jeho značka je m 3, patří do soustavy SI jako odvozená jednotka. Jeden metr krychlový je objem krychle s délkou hrany 1 metr. Litr je metrická jednotka objemu, přestože není jednotkou SI, je akceptováno její používání společně s jednotkami SI, značí se malým písmenem l. 14

15 Litr byl zaveden roku 1793 ve Francii během francouzské revoluce. V roce 1964 vrátila původní definice litru jako jiného názvu pro decimetr krychlový. Bylo však doporučeno, aby se tato jednotka používala pouze pro obchod Tlak Tlakem rozumíme sílu rovnoměrně spojitě plošně rozloženou, působící kolmo na nějakou rovinnou plochu a dělenou velikostí této plochy. (Augusta, Klůna, 1990, s. 160) Hlavní jednotkou pro měření tlaku je pascal, jeho značka je Pa. V nějakém prostoru je tlak 1 Pa, jestli-že v něm na libovolnou rovinnou plochu velikosti 1m 2 působí kolmo rovnoměrně rozložená síla 1 N. (Augusta, Klůna, 1990, s. 160) Pascal byl schválen teprve v roce 1971 a jeho používání dovoluje soustava SI. První, kdo objevil tlak atmosféry, byl E. Torricelli. Prokázal jeho existenci jednoduchým pokusem. Naplnil asi metr dlouhou, na jedné straně uzavřenou skleněnou trubici rtutí, potom ji otočil a otevřeným koncem ponořil do nádoby se rtutí. Po uvolnění otvoru vytekla část rtuti do nádoby a nahoře zůstal prázdný prostor. Torricelli vyvodil z toto pokusu, že výška rtuťového sloupce je dána tlakem vzduchu na hladinu rtuti v nádobce. V běžném životě se setkáváme různými podobami tlaku. Průběh počasí závisí na atmosférickém tlaku, náš zdravotní stav ovlivňuje tlak krve, tlakový hrnec nám slouží při vaření pokrmů atd. V této práci se zaměříme na tlak krve, který je pro každodenní život žáků velmi významný. Krevní oběh v lidském těle je rozvětvený systém cév, v nichž koluje krev poháněná srdcem, které pracuje jako tlaková pumpa. Tlak krve na stěny cév se nazývá krevní tlak. U dospělého člověka se určuje hodnota arteriálního krevního tlaku. Jeho hodnota kolísá v závislosti na denní době, tělesné a psychické zátěži, změnách okolní teploty nebo v závislosti na jídle a pití. U krevního tlaku se udávají souvislosti s činností srdce dvě hodnoty. První hodnota udává systolický tlak (při stahu srdce), druhá hodnota udává diastolický tlak (při ochabnutí srdce). Horní hranice je pro normální krevní tlak asi 140/90 mm Hg, u dětí je to méně asi 120/80 mm Hg. Pokud je tlak vyšší jedná se hypertenzi, při nižším tlaku jde o hypotenzi. Obecně platí, že pokud hypertenze není léčena, zvyšuje se u pacienta riziko vzniku kardiovaskulárních (srdečně-cévních) onemocnění, včetně úmrtí na srdeční infarkt. Hodnota krevního tlaku je přímým ukazovatelem toho, v jakém stavu jsou cévy a srdce. Vysoké i nízké hodnoty krevního tlaku mohou signalizovat řadu nemocí. Oproti 15

16 častému mýtu, že nízký tlak je méně nebezpečný, příliš nízké hodnoty krevního tlaku mohou člověka ohrožovat na životě. 2.3 Měřidla veličin S měřidly se děti setkávají od útlého věku. Hned po narození je novorozenec zvážen a je změřena jeho délka. Postupně se dítě v průběhu života seznamuje s dalšími měřidly. V době nemoci například s teploměrem. V pozdějším věku pozoruje maminku, jak používá kuchyňskou váhu a různé odměrky na tekutiny. Seznamuje se s hodinami Měřidla délek Měřidla délky můžeme rozdělit podle materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. Mohou být papírová, dřevěná, plastová nebo kovová. Materiál i tvar odpovídají účelu, ke kterému mají sloužit. Jsou rozdělena milimetrovou stupnicí a většinou s přesností na několik milimetrů i měří. Ukázky vhodných měřidel pro výuku na 1, stupni ZŠ jsou na obrázcích 3, 4 a 5. Pro velmi krátké vzdálenosti používáme např. posuvné měřítko, které má jednu stupnici na pevné části a druhou na pohyblivém ramenu. Měřenou součást vkládáme mezi čelisti měřidla. Na posuvném měřítku můžeme měřit s přesností na 0,05 mm. Dále sem patří mikrometr, jeho základem je šroub s milimetrovým dělením. Měřenou délku můžeme odhadnout na tisíciny mm. Číselníkovým úchylkoměrem měříme velmi malé vzdálenosti. Naopak na měření větších vzdáleností používáme pásma. Ta mohou být plátěná, plastová nebo kovová (ocelová, invarová). Při měření pásmem je nutno dodržovat dvě zásady. Pásmo se nesmí prověsit a musí být napínáno stejnou silou. Pro přesnější měření větších vzdáleností se používají dálkoměry, které mohou být optické (dálkoměrná tyč s měřítkem) nebo elektrofyzikální. Ty dělíme podle principu fungování na elektromagnetické a ultrazvukové. Elektromagnetické fungují na základě elektromagnetického vlnění světelné a rádiové. Ultrazvukové fungují na základě ultrazvuku. Obr. 3 Krejčovský metr Obr. 4 Skládací dřevěný metr Obr. 5 Plastové pravítko 16

17 2.3.2 Měřidla hmotnosti K zjišťování hmotnosti používáme váhy. Jsou to měřicí přístroje využívající pro stanovení hmotnosti tělesa sílu (tíhu), kterou působí vážené těleso na podložku. Rovnoramenné váhy se používaly při směně zboží již v Babylonu, ale i ve starém Egyptě a Číně. První zmínky o váhách na našem území pocházejí z doby Přemysla Otakara II., který se snažil dát měření a vážení určitý řád. Lidé po dlouhý čas používali rovnoramenné váhy se zavěšenými miskami. V druhé polovině 17. století byly členem francouzské akademie věd profesorem Gillesem Personnem de Roberval vynalezeny tzv. rovnoběžníkové balanční váhy. Tato konstrukce se později velmi rozšířila. Váhař Bérangér sestrojil v r nové balanční váhy, používaly se ještě po II. světové válce a lze je najít v některých v domácnostech dodnes. Běžně se jim říkalo pákové. Měly opět dvě misky a musely se zdlouhavě vyvažovat. Byly však poměrně přesné. Zároveň byly sestrojeny běhounové váhy, na kterých se břemeno vyvažovalo posouváním běhounu po stupnici. Teprve na začátku 20. století se začaly vyrábět váhy na sklonném principu. Vážení na vahách s pákovým mechanismem bylo zdlouhavé, proto lidé začali přemýšlet nad novými principy měření. Postupem času vznikly váhy pružinové, torzní, hydraulické, elektromechanické, digitální (obr. 6). Spolu s nimi zmizely řemeslně vyrobené váhy. Jejich krásu mohou žáci i dnes obdivovat už jen v muzeu. V roce 1820 štrasburský váhař Quitenz sestrojil váhy desetinné - decimálky (obr. 7), které sloužily k vážení větších hmotností (například pytlů s obilím). Označení desetinné či decimálky souvisí s tím, že byly zpřevodované v poměru 1 : 10, takže k vyvažování pytlů stačila závaží s 10x menší hmotnosti (na padesátikilový pytel stačilo závaží 5 kg). Prarodiče žáků tyto váhy ještě znají. Obr. 6 Osobní váha Obr. 7 Decimálka Měřidla času Na měření krátkých časových úseků dělící den používáme přístroje, které nazýváme hodiny. Pro velmi přesné hodiny se užívá název chronometr. Mezi nejstarší hodiny řadíme 17

18 sluneční, vodní nebo přesýpací hodiny. Slunce k měření času využívali už ve staré Mezopotámii, v Číně a pravděpodobně i staří Řekové, mnohem později se dostaly sluneční hodiny i do Říma. Sluneční čas neplyne rovnoměrně, protože Země neobíhá kolem Slunce po kružnici, ale po elipse. Proto se naše hodinky nebudou úplně shodovat se slunečními hodinami (Augusta, & Klůna, 1990). Sluneční hodiny měly výhodu, že se nemusely natahovat (nepotřebovaly pohon), ale fungovaly pouze v době, kdy svítilo Slunce. Díky této nevýhodě byly sestrojeny různé mechanické hodiny např. vodní nebo přesýpací. Přesýpací hodiny fungovaly na principu dvou průhledných nádob spojených dohromady úzkým otvorem. Uvnitř byl jemný písek, který se pozvolna sypal z horní nádoby do dolní. Na stupnici bylo možné odečíst, kolik písku se vysypalo a kolik vlastně uběhlo času. Vodní hodiny fungovaly na stejném principu jako přesýpací hodiny. O vodních hodinách se zmiňovali nejen staří Babyloňané a Sumerové, ale i Egypťané (1500 př. n. l) a Číňané (1200 př.n.l.) (Augusta, & Klůna, 1990). Ještě v roce 1979 se objevily na mezinárodním veletrhu vodní hodiny. Sestrojil je Hans Kuhn, jsou velmi přesné a mají chybu měření maximálně tři sekundy za 24 hodin. Postupem času vznikly mechanické kolečkové hodiny. Dokladem toho jsou např. orloje. V českých zemích se nacházejí dva a to v Praze na Staroměstské radnici a v Olomouci. Zvláště pražský orloj se stále těší velké pozornosti u turistů. Jeden z prvních lidí, kdo využil kyvadla k sestrojení hodin, byl Christian Huygens. Pomocí kyvadla můžeme vyrobit hodiny s celkem velkou přesností, ale nejsou vhodné pro výrobu kapesních nebo náramkových hodinek (Augusta, & Klůna, 1990). Kyvadlové hodiny mohou žáci vidět v některých pohádkách nebo starších filmech (obr. 9). V dnešní době jsou ve značné oblibě digitální hodinky, čas udávají digitálně, nikoli analogově jako hodinky klasické (obr. 8 a 9). Rozdíl mezi digitálními hodinkami je také ve zdroji energie. U mechanických hodinek je zdrojem energie spirálová pružina u digitálních malá baterie. Některé hodiny jako např. budíky jsou připojeny na síť a baterii využívají jen v případě, dojde-li k výpadku proudu, ale jsou i takové hodiny, které nepotřebují baterii ani připojení na síť, neboť využívají sluneční energii. 18

19 Obr. 8 Budík Obr. 9 Kyvadlové hodiny Měřidla teploty K měření teploty používáme různé teploměry. Základní typy teploměrů dělíme na dilatační, odporové, termoelektrické, radiační. V této práci se budeme zabývat dilatačními teploměry, protože jsou pro výuku na prvním stupni základní školy nejvhodnější. V běžném životě se můžeme setkat s teploměry kapalinovými, plynovými nebo teploměry, které využívají roztažnost pevných látek. Teploměr si vždy vybíráme podle toho, co chceme v danou chvíli měřit. Pro měření na lidském těle používáme lékařské teploměry kapalinové (rtuť, líh) (obr. 10) nebo digitální (obr. 11). Obr. 10 Lihový teploměr Obr. 11 Digitální teploměr Měřidla objemu Jednotkou objemu nebyl vždy krychlový metr. Ve starém Římě jako jednotka pro odměr kapalin sloužila amphora (asi 26,26 l.). Tento název se používá dodnes pro nádoby určitého tvaru bez ohledu na to, jakou mají velikost. V Čechách se objemové míry dělily na suté a duté. Suté míry byly určeny pro sypké látky a duté pro kapaliny. Nejznámější byly například věrtel, který se ve chmelařství neoficiálně používá dodnes. Čber byl velký sud na víno, čberník byl zase jednotkou pro sypké hmoty. Další objemovou jednotkou byl hrnec. Jeho velikost nebyla všude stejná, například na Chodsku měl objem asi 9,33 l. Velmi používanou jednotkou objemu byla pinta, která se ve Velké Británii a v USA používá dodnes. 19

20 2.3.6 Měřidla tlaku K měření tlaku používáme různé typy tlakoměrů. Jejich výběr se odvíjí podle toho, jaký tlak chceme konkrétně měřit. V této práci se budeme zabývat měřením krevního tlaku. Tlakoměry, určené k tomuto měření mohou být digitální (obr. 13), bezrtuťové a rtuťové (obr. 12). Pro domácí využití je nejvhodnější digitální tlakoměr, který se spouští jedním tlačítkem a je vhodný pro samoměření bez pomoci další osoby. Obr. 12 Rtuťový tlakoměr Obr. 13 Digitální tlakoměr Měřící jednotky a měřidla různých fyzikálních veličin se stále vyvíjejí a jen čas ukáže, zda zůstanou nebo je jiná nahradí, jak se to již u mnohých v minulosti stalo. 2.4 Měření fyzikálních veličin Proces měření Měření lze rozdělit do několika dílčích kroků. Nejdůležitějších z nich jsou příprava, skutečné měření a vyhodnocení Příprava měření Pro žáky 1. stupně základní školy je důležité, aby se naučili správně měřit jednotlivé fyzikální veličiny a věděli, jaká měřidla mají použít pro danou veličinu. Úkol musí být zadán srozumitelně, popsán princip měření, měřící metoda, včetně všech pomůcek, které jsou potřebné na splnění úkolu. U dětí na 1. stupni základní školy převládá konkrétního myšlení, a proto je pro porozumění důležitá manipulace s předměty a praktická činnost související s probíranou tématikou. 20

21 2.4.3 Skutečné měření V této části plní žáci zadané úkoly pomocí různých vhodných měřidel. Pro přesné měření jsou stanovena určitá pravidla, která bychom neměli porušovat. Mezi základní pravidla patří: - zvolení správného měřidla s vhodnou stupnicí - měřidlo přikládáme těsně k hraně (straně tělesa), kterou měříme, např. délka nohy (chodidla) se měří od nejvystouplejšího místa paty nezávisle na vzdálenosti od země k nejvystouplejšímu bodu na špičce nohy. Při měření je hmotnost těla stejnoměrně rozložena na obě dolní končetiny - při odečítání údajů se na stupnici díváme kolmo Vyhodnocení Hodnotí se provedení měření, správné určení velikosti oděvu a obuvi, správnost výpočtů, aplikace nabytých znalostí do praktického života. 2.5 Měření na lidském těle Měření patří mezi základní dovednosti, které by si žáci na 1. stupni základní školy v oblasti přírodovědy a matematiky měli osvojit. Pokud však učitel zvolí rutinní opakování správných postupů bez vhodné motivace, nejsou výstupy na požadované úrovni. Propojení měření s problematikou každodenního života, v tomto případě lidským tělem, je silně motivační a vede k trvalému osvojení požadovaných dovedností spojených s měřením fyzikálních veličin Měření délek V dnešní době je měření délek velmi důležitá dovednost. Lidé stále více nakupují oděvy a obuv přes internetové obchody. Při nákupu oděvního zboží nebo obuvi v prodejně se zákazník může poradit s odborníkem. Pokud však zákazník nakupuje v internetovém obchodu, musí se řídit velikostními tabulkami a totéž platí i pro nákup zboží z katalogu. Je tedy vhodné, aby žáci uměli správně změřit parametry, které jsou pro koupi (objednání) správné velikosti oděvů nebo obuvi nezbytné. Především by měli umět správně změřit výšku těla a obvody hrudníku, pasu a boků. Proto jsou v praktické části diplomové práce uvedeny 21

22 aktivity, které vedou k osvojení měření těchto rozměrů. Porovnáváním naměřených údajů s velikostními tabulkami si žáci osvojují další důležité dovednosti jako je logické myšlení, učí se vyvozovat závěry apod. Určení velikosti oděvů u dětí se řídí výškou postavy, obvodem hrudníku, pasu, boků a věkem dítěte. K měření výšky těla je vhodné použít dřevěný metr nebo pásmo přiložené ke stěně a k měření obvodu krejčovský metr. Pro názornost jsou uvedeny dva typy dětských velikostních tabulek viz tab. č. 1, 2, 3. Tab. 1 Kojenecké velikosti Věk (měsíce) EUR Velikost Hrudník (cm) Tab. 2 Dívčí velikosti Věk (roky) EUR Velikost Hrudník (cm) Pas (cm) Boky (cm) Tab. 3 Chlapecké velikosti Věk (roky) EUR Velikost Hrudník (cm) Pas (cm) Boky (cm) Při výběru obuvi je významné, k jaké příležitosti je určena. Je samozřejmé, že na běhání v parku nejsou vhodné lodičky a naopak do divadla se nechodí ve sportovní obuvi. Při koupi je nutné věnovat pozornost tomu, aby obuv byla pohodlná a netlačila zejména v prstové části nohy. Ke zjištění správné velikosti obuvi postačí jednoduché měření. Na list papíru se postavíme oběma nohama a obkreslíme si chodidla. Měříme vždy od nejvystouplejšího místa paty (nezávisle na vzdálenosti od země) k nejvystouplejšímu bodu na špičce nohy. Obr. 14 Délka chodidla 22

23 Tab. 4 Velikostní tabulka obuvi Anglická čísla inch Metrická čísla v cm / Metrická čísla v mm Francouzská čísla steh Správná velikost obuvi je výsledkem porovnávání naměřené hodnoty a údajů ve velikostní tabulce (tabulka č.4). Pokud není nalezena shoda mezi údaji, je správnou velikostí větší hodnota velikosti obuvi. Žáci se tedy zjišťováním délky chodidla učí nejenom správně měřit, ale osvojují si správné postoje k zdravému životnímu stylu. V následujícím textu je vysvětleno, proč je tak důležité mít na nohou vhodnou a pohodlnou obuv Plochá noha Průměrný člověk nachodí mnoho kroků převážně po tvrdém povrchu či podlaze. Na nohou spočívá značné zatížení, a je proto podstatné, jak a na co chodidla přitom došlapují. Způsob chůze ovlivňují následně zdravotní stav celého pohybového ústrojí. Je tedy velmi důležité uvědomit si význam zdravého obutí dříve, než poškozená záda sama upozorní na přezírané chyby. Je tedy vhodné vést žáky k tomu, aby věnovali větší pozornost tomu, jaká obuv vyhovuje nejlépe našim nárokům, potřebám a podmínkám, ve kterých se pohybují. Tvar obuvi by měl co nejvíce odpovídat přirozenému tvaru nohy. Zvlášť důležitá je oblast špičky boty, která musí poskytovat dostatečné místo pro prsty, aby nedocházelo k otlakům, v horším případě k různým bolestivým a z estetického hlediska nepěkným deformitám nohou. Dlouhodobé nošení nevhodné obuvi může způsobit patologické změny na chodidlech, bolestivé vbočení palce, vbočení malíčku, kuří oka, plochou nohu apod. Vhodnou prevencí je koupě vhodné obuvi, která zajistí nejen pohodlný pohyb, ale zároveň snižuje únavu a předchází různým vadám chodidel během nošení. Nemalý vliv na náš pohybový aparát má také nadměrná hmotnost, ale o tom si povíme v následující části. V praktické části je uveden popis experimentu, jehož cílem je určení stavu klenby nohy u žáka Hmotnost Obezita je v poslední době často nazývána jako epidemie 3. tisíciletí. Nadváhu nebo obezitu je doporučeno zdravotníky vnímat spíše jako chronické onemocnění spojené s řadou 23

24 jiných poruch. Obezitu není vhodné řešit různými přípravky způsobujícími rychlý pokles hmotnosti, ale naopak je to dlouhodobý proces změny dosavadního životního stylu, tvorby nových návyků, jako například jíst zdravěji a zařazovat více pohybu. K těmto změnám dochází velmi těžce a pomalu. Tukovou tkáň nahromaděnou za dlouhou dobu, řádově i desítky let nelze odstranit za pár týdnů. Důležitá je motivace a dostatečně silná vůle. Velmi důležitá je podpora ze strany rodiny a přátel. Ke zjištění nadváhy či obezity můžeme použít orientační a rychlou metodu, která je založena na výpočtu indexu tělesné hmotnosti, který se podle anglického názvu body mass index označuje jako BMI. BMI vypočítáme pomocí vzorce: hmotnost (kg) BMI = výška (m) 2 Pokud je hodnota BMI do 25, není zvýšené zdravotní riziko vzniku dalších onemocnění, např. cukrovka, mozková mrtvice, infarkt, apod. Ale ne každý člověk, který dosáhne vyššího BMI než je norma, je skutečně obézní. U mužů s mohutně vyvinutou kostrou a svalstvem nebo u těhotných žen se nedá BMI správně vyhodnotit. Přesto je hodnota BMI používána jako nejjednodušší orientační vodítko pro stanovení stupně obezity Čas Pro nácvik dovedností měřit čas lze využít tělesných dějů jako je dýchání (počet dechů za minutu), tep srdce, menstruace, těhotenství atd Krevní tlak Jak již bylo uvedeno, krevní tlak je síla, kterou krev působí na stěnu tepen (cév) a je velmi důležitým ukazatelem zdravotního stavu člověka. Je charakterizován dvěma hodnotami, systolickým tlakem. Krevní tlak je závislý na mnoha faktorech, stoupá při fyzické i psychické zátěži. Krevní tlak se měří pomocí fonendoskopu. Nejdříve je nutné zvýšit tlak v manžetě, tak, aby převyšoval tlak v tepně. Tlak v manžetě způsobí deformaci tepny, v níž se změní původní laminární proudění krve v turbulentní proudění. Tato hodnota tlaku, při níž začínají být ve fonendoskopu slyšitelné srdeční ozvy, odpovídá hodnotě systolického krevního tlaku. Ozvy jsou slyšitelné do té doby, dokud tlak v manžetě postačuje k deformaci tepny a tím k 24

25 udržení turbulentního proudění. Jakmile tlak v manžetě poklesne natolik, že již nestačí tepnu deformovat, obnoví se původní laminární proudění a ozvy přestanou být slyšitelné. Tento okamžik odpovídá hodnotě diastolického krevního tlaku. (Šimek, J. 1995). 25

26 3 Praktická část V praktické části jsou uvedeny ukázky aktivit, které jsou založeny na měření na lidském těle a vedou k osvojování dovedností souvisejících s měřením různých přírodovědných veličin (délka, hmotnost, objem, teplota, tlak atd.). Je rozdělena na dvě části. V první části jsou uvedeny ukázky pracovních listů a v druhé ukázky pomůcek k motivační výuce měření veličin. 3.1 Pracovní listy Východiskem pro tvorbu pracovních listů je obsah vzdělávacího oboru přírodověda obsaženého v RVP ZV (Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání) a ŠVP (Školní vzdělávací program pro základní vzdělávání) MZŠ Velká nad Veličkou. Pracovní listy slouží jako doplňkový materiál k výuce přírodovědy pro 5. ročník základní školy. Pro každého žáka je výuka zajímavější, pokud je v ní zastoupeno více druhů výukových forem a metod. Časté střídání různých činností udržuje žákovu pozornost během vyučovací hodiny. Zařazování mezipředmětových vazeb, průřezových témat motivačních her nebo pracovních listů do výuky může mít kladný vliv na žáky. Cílem pracovních listů je procvičování učiva způsobem, který je pro žáky zajímavý. Pracovní listy uvedené v diplomové práci jsou zaměřeny na měření na lidském těle Pracovní list. 1 Název: Měření postavy Úkol: Určete správnou velikost oblečení měřením na lidském těle pomocí improvizovaných pomůcek a dětské velikostní tabulky. Pomůcky: papírový metr, krejčovský metr, velikostní dětská tabulka, skládací metr nebo dlouhé pravítko Postup 1. Výšku postavy změřte pomocí papírového metru, který máte připevněný na stěně. Měření proveďte bez obuvi, vzpřímeně, paty a špičky nohou u sebe. Hlavu držíme rovně bez předklonu nebo záklonu. Výsledek zapište do tabulky. 26

27 2. Obvod hlavy měřte pomocí krejčovského metru. Metr přiložte na čelo, veďte ho podél hlavy a spojte ho k sobě. Výsledek zapište do tabulky. 3 Obvod krku měřte pomocí krejčovského metru, veďte ho kolem krku a vpředu pod ohryzkem spojte. Výsledek zapište do tabulky. 4. Obvod hrudníku měřte pomocí krejčovského metru, zepředu dozadu kolem hrudníku v úrovni prsou a krejčovský metr spojte vzadu na pravé straně. Výsledek zapište do tabulky. 5. Obvod pasu měřte pomocí krejčovského metru kolem těla v úrovni pasu, břicho nezatahujte a normálně dýchejte. Výsledek zapište do tabulky. 6. Obvod sedu měřte pomocí krejčovského metru kolem těla v úrovni nejvystouplejšího místa hýždí. Výsledek zapište do tabulky. 7. Délku rukávu měřte pomocí krejčovského metru na vnější straně horní končetiny směrem k zápěstí. Výsledek zapište do tabulky. 8. Délku pro kalhoty měřte pomocí krejčovského metru na boční straně od pasu, veďte metr svisle dolů až pod úroveň kotníků. Výsledek zapište do tabulky. 9. Obvod dlaně měřte pomocí krejčovského metru přes hlavičky záprstních kostí ukazováku a malíku. Dlaň je rozevřená, prsty jsou přitisknuty k sobě a palec je odtažen. Výsledek zapište do tabulky. 10. Šířku nohy měřte pomocí krejčovského metru zepředu v jejím nejširším místě. Při měření je hmotnost těla stejnoměrně rozložena na obě dolní končetiny. Výsledek zapište do tabulky. 11. Délku chodidla měřte pomocí skládacího metru nebo dlouhého pravítka. Měřte od nejvystouplejšího místa paty (nezávisle na vzdálenosti od země) k nejvystouplejšímu bodu na špičce nohy. Při měření je hmotnost těla stejnoměrně rozložena na obě dolní končetiny. 27

28 Tab. 5. Záznamová tabulka Jméno: Věk: Pohlaví: 1. výška postavy 2. obvod hlavy 3. obvod krku 4. obvod hrudníku 5. obvod pasu 6. obvod sedu 7. délka rukávu 8. délka pro kalhoty 9. obvod dlaně 10. obvod prstních kloubů 11. délka chodidla 12. Pomocí velikostní tabulky určete svou velikost oděvu a obuvi. Výsledek zapište do tabulky. Tab. 6 Výsledná tabulka oděvu a obuvi velikost oděvu velikost obuvi 28

29 Obrázek ukazující místa, kde se mají jednotlivé rozměry měřit 1. výška postavy 2. obvod hlavy 3. obvod krku 4. obvod hrudníku 5. obvod pasu 6. obvod sedu 7. délka rukávu 8. délka pro kalhoty 9. obvod dlaně 10. obvod prstních kloubů 11. délka chodidla Tabulka velikostí oděvů pro děti Věk (roky) EUR Velikost Hrudník (cm) Pas (cm) Boky (cm) Věk (roky) EUR Velikost Hrudník (cm) Pas (cm) Boky (cm) Anglická čísla inch Metrická čísla v cm / Metrická čísla v mm Francouzská čísla steh Závěr: Porovnejte, zda zjištěné číslo oblečení a obuvi odpovídá číslům oblečení a obuvi, které nosíte. 29

30 3.1.2 Pracovní list 2 Název: Typ obezity Úkol: Zjistěte, zda netrpíte některým typem obezity. Pomůcky: tabulka s naměřenými hodnotami (pracovní list 1) nebo krejčovský metr, kalkulačka Postup 1. Vyhledejte si v tabulce naměřené hodnoty obvodu svého pasu a boků. Výsledky si zapište do níže uvedené tabulky. Obvod pasu (cm) Obvod přes boky (cm) 2. Obvod svého pasu vydělíte obvodem boků. Dosaďte do následujícího vzorce. Vzorec: X= obvod pasu / obvod boků 3. Podle výsledku určete typ obezity. Mužský typ (androidní) obezita poměr je větší než 1. Ženský typ (gynoidní) obezita poměr se blíží k 0,8. Závěr: Zapište, zda trpíte některým z uvedených typů obezity Pracovní list 3 Název: Index tělesné hmotnosti (body mass index BMI) Úkol: Určete pomocí výpočtu BMI, zda netrpíte podváhou nebo nadváhou. Pomůcky: záznam z laboratorní práce 1 nebo papírový metr a osobní váha, kalkulačka Postup: 1. Vyhledejte z předchozí tabulky s naměřenými hodnotami z laboratorní práce 1 výšku a hmotnost svého těla. Tyto hodnoty zapište do tabulky. Výška těla (cm) Hmotnost těla (kg) 2. Hmotnost a výšku svého těla nyní dosaďte do vzorce a vypočítejte BMI. 30

31 hmotnost (kg) BMI = [výška (m)] 2 Závěr Vyhodnoťte podle níže uvedené tabulky, zda máte podváhu, normální váhu, nadváhu nebo trpíte obezitou. BMI Význam < 18,5 Podváha 18,5 až 24, 9 Normální váha 25 až 29,9 Nadváha 30 nebo více Obezita Pracovní list 4 Název: Tělesná výška a rozpažení Úkol: Zjistěte jaký je vztah mezi tělesnou výškou a rozpažením. Pomůcky: papírový metr, skládací metr, kalkulačka Postup: 1. Hodnotu tělesné výšky si vyhledejte v tabulce pracovního listu 1 (nebo změřte). Pomocí skládacího metru změřte rozpětí paží (rozpažení). Výsledky zapište do tabulky. Výška těla (cm) Hmotnost těla (kg) 2. Porovnejte hodnoty výšky těla a rozpětí paží a přiřaďte své naměřené hodnoty k správnému znaménku. Výška těla (cm) Rozpětí paží (cm) < > = Závěr: Po ukončení tělesného růstu je naše výška přibližně rovna vzdálenosti od konečků prstů při rozpažení. K jakému výsledku jste dospěli vy? 31

32 3.1.5 Pracovní list 5 Název: Plocha těla Úkol: Zjistěte velikost plochy vašeho těla a dlaně. Pomůcky: papírový metr, osobní váha, kalkulačka, milimetrový papír, nomograf Postup 1. Hodnoty tělesné výšky a hmotnosti těla si vyhledejte v tabulce pracovního listu 1 (nebo změřte). Zapište do tabulky. Výška těla (cm) Hmotnost těla (kg) 2. Výsledky dosaďte do vzorce a vypočítejte plochu těla. K výpočtu použijte kalkulačku a pracujte s ní za pomoci učitele. S = 167 x (hmotnost výška) 3. V nomogramu spojte pomocí pravítka hodnotu vaší výšky těla hmotnosti. Prostřední hodnota je povrch těla. Výsledek porovnejte s vypočtenou hodnotou. 4. Vezměte milimetrový papír, na něj položte svou dlaň a obkreslete ji. Pomocí čtvercové sítě určete její povrch. Závěr: Výpočet povrchu těla se využívá v medicíně při určování rozsahu popálenin, ale také má praktický význam, abychom zjistili přibližnou spotřebu látky na zhotovení oblečení. Jakou hodnotu povrchu vašeho těla jste zjistili oběma výše uvedenými metodami? Jaký je povrch vaší dlaně? 32

33 Nomogram Pracovní list 6 Název: Plochá noha Úkol: Zjistěte stav klenby vaší nohy jestli máte plochou nohu. Pomůcky: savý papír, olej, dlouhé pravítko nebo skládací metr, kalkulačku, ubrousky Postup: 1. Nejdříve si natřete chodidlo olejem a stoupněte si na savý papír, hmotnost těla je stejnoměrně rozložena na obě dolní končetiny. 2. Vytvořený obtisk si změřte v nejužší a nejširší části své nohy. Správnost měření si ověřte podle přiloženého obrázku. Výsledek zapište do tabulky. 33

34 Nejširší část nohy ( w 1 ) Nejužší část nohy ( w 2 ) 3. Vypočítejte poměr podle vzorce I = w 2 / w Vyhodnoťte výsledek podle tabulky I = w 2/ w 1 Normální noha I = méně než 0,45 Začínající plochá noha I = 0,45 Plochá noha I = více než 0, Pracovní list 7 Název: Měření teploty Úkol: Zjistěte pomocí různých teploměrů, jakou teplotu máte v podpaží a v ústech a výsledky porovnejte. Pomůcky: teploměr kapalinový a digitální Postup: 1. Nejdříve si změřte teplotu těla v podpaží různými teploměry. Výsledky zapište do tabulky. Kapalinový teploměr Digitální teploměr 2. Porovnejte naměřené hodnoty pomocí znamének < = >. 3. Změřte teplotu v ústech různými teploměry. Výsledky zapište do tabulky. Kapalinový teploměr Digitální teploměr 4. Porovnejte naměřené hodnoty pomocí znamének < = >. 34

35 5. Pomocí znamének < = > porovnejte naměřené hodnoty různými teploměry v podpaží a v ústech. Naměřené hodnoty v podpaží Naměřené hodnoty v ústech Kapalinový teploměr Digitální teploměr Závěr Měřením teploty se setkáme již od útlého věku. Normální tělesná teplota zdravého člověka měřená v podpaží se pohybuje kolem 36,5 C. Nejnižší tělesnou teplotu si naměříme ráno a vyšší večer asi o 0,5-1 C Dosahuje-li tělesná teplota nad 38,5 C, hovoříme již o horečce. Kritická horní tělesná teplota je nad 42 C, kdy hrozí selhání krevního oběhu a následně i smrt. Při teplotě nižší než 27 C dochází k zástavě srdce a smrt. Různé teploměry měří teplotu s různou přesností. Napište, jak se jednotlivá měření shodovala nebo lišila, a pokuste se vysvětlit proč Pracovní list 8 Název: Chladový test krevního tlaku Úkol. Zjistěte, jak se změní tlak krve po náhlém ochlazení. Pomůcky: tlakoměr, nádoba se studenou vodou Postup: 1. Nejdříve si změřte tlak na levé paži. Výsledky měření zapište do tabulky. Manžetu si ponechte na paži. 2. Nyní ponořte pravou ruku do nádoby se studenou vodou a znovu si změřte tlak na levé paži Výsledky měření zapište do tabulky. 35