9-11 years Mat Vzdělávací obsah: Člověk a příroda / Přírodní vědy Klíčové pojmy: fotosyntéza, energie, světlo Cílová věková skupina: 9-11 let Materiály a pomůcky (pro každou skupinu): zelené, žluté a suché listy; čerstvé a suché větvičky; alkohol (25 ml); filtrační papíry; 5 kádinek nebo skleniček; kousek provázku Délka aktivity: 2 hodiny Shrnutí: Tato činnost s názvem Zima přichází do naší školy byla provedena s využitím různých technik pozorování a experimentů. Pojem fotosyntézy (z předmětu Biologie) je objasněn integrovaným přístupem, který průřezově spojuje další předměty: Zeměpis (zemská osa, přírodní jevy), Chemii (metoda rozboru molekulárních struktur), Fyziku (interakce mezi světlem a hmotou) a Výtvarné umění (harmonie barev rostlin během střídání ročních období). Projekt podněcuje žáky, aby získali integrovaný postoj k výzkumu. Cíl: Cílem aktivity je, aby: - žáci pochopili, jak světlo a chlorofyl reagují během fyziologických změn, kterými rostliny procházejí během střídání ročních období, - studenti pochopili, že pojem fotosyntézy, který je předmětem studia biologie, je kombinací poznatků ze zeměpisu (zemská osa, přírodní jevy), chemie (metoda analýzy molekulárních struktur), fyziky (interakce mezi světlem a hmotou) a výtvarného umění (harmonie barev rostlin během střídání ročních období), - studenti zaujali kladný vztah k vědeckým poznatkům a získali příležitost využít své schopnosti pozorování a experimentu. Zima přichází do naší školy Authors: Ayse OĞUZ UNVER, Kemal YURUMEZOĞLU and Songul SEVER The content of the present document only reflects the author s views and the European Union is not liable for any use that may be made of the information therein.
Aktivita: Zima přichází do naší školy Plán hodiny Motivace (Formulace hypotézy) Popis aktivity Tento projekt je prováděn s činností uvnitř i mimo třídu. V první fázi se na podzim nebo v zimě vyjde s žáky ven a žáci jsou požádáni, aby popsali příznaky zimy (zejména na opadavých dřevinách, stromech). Studenti jsou nejprve tázáni, jak se rostliny vyživují. Poté, za účelem zjištění rozsahu znalostí žáků, je položena následující otázka: "Jak se listnaté, opadavé stromy vyživují v zimě?" Může se objevit několik nápadů (alternativní rámce) v návaznosti na příbuzné publikace. Některé příklady z předchozí výuky byly prezentovány následovně: Fotosyntéza se vyskytuje pouze v zelených listech rostlin (např. Amir a Tamir, 1994; Giordan 1990). Chlorofyl obsahují pouze zelené listy rostlin (např. Mikkila, 2001). Opadavá rostlina v zimních měsících neprovádí fotosyntézu, a proto je vyživována až do jara minerálními látkami, které získává ze země (např. Canal, P. 1999; Ray & Beardsley, 2008). Rostliny získávají výživu ze země přes shluky větví. Za slunečného období se připravují na zimu tím, že produkují svoji vlastní výživu a ukládají si ji (např. Canal, P. 1999). Vzhledem k tomu, že se rostliny v zimě nacházejí v temné fázi fotosyntézy, nepotřebují chlorofyl. Padání listí nemá nic do činění s obdobími, opad listí je způsobem vylučování rostliny. Bádání (Návrh a průběh experimentů, jejich pozorování) Papírová chromatografie se provádí v laboratoři: jsou odděleny stejné vzorky zeleného, žlutého a suchého listí a čerstvých a suchých větví (2g) a jsou rozetřeny v oddělených hmoždířích se stejným množstvím alkoholu (25ml). Dlouhé pásy filtračního papíru se ponoří do roztoku, který se vytvořil, a nechají se stát po dobu 15-20 minut. Během této doby a při jejím skončení jsou žáci požádáni, aby sledovali změny na filtračních papírech a dělali si poznámky. Uspořádání experimentu je ukázáno níže (viz obr. 3).
Obrázek 1: Stejné množství zeleného, žlutého a suchého listí získaného z vybraného stromu. Obrázek 2: Čerstvé a suché větve získané z vybraného stromu Obrázek 3: Uspořádání experimentu
Evaluace: S postupem času je vidět, že roztok ze zelených listů vytváří při vzlínání žlutý, zelený a oranžový pruh na filtračním papíře. Je možno pozorovat, že roztok ze žlutých listů vykazuje méně zelené barvy v porovnání se zelenými listy, ale více žluté a oranžové. Roztok získaný ze suchých listů ale nevykazuje při vzlínání žádnou změnu barvy. Když jsou prohlédnuty filtrační papíry v roztocích z čerstvých a suchých větví, je vidět, že čerstvé větve vykazují trochu zelené barvy. Suché větve nevykazují žádnou barvu. Zatímco před touto aktivitou říkali žáci, že chlorofyl obsahují pouze zelené listy rostlin, na konci experimentu byli schopni rozpoznat chlorofyl ve větvích zbarvených v odstínech hnědé. To jim pomohlo zcela rozptýlit mylnou představu, že opadavé stromy, když jsou bez listí, neobsahují chlorofyl. Studenti získali příležitost prokázat v prostředí laboratoře, jak strom, který shodil listy, zůstává živý. Pokus také vyvrátil představu, že "fotosyntéza probíhá pouze v zelených rostlinách." Studenti získali nový poznatek, že fotosyntéza probíhá, pokud je přítomen chlorofyl; a proto jelikož žluté listy a čerstvé větve obsahovaly chlorofyl, i v nich mohla probíhat fotosyntéza. Otázka vyvolaná pokusem, o tom, jak světlo a chlorofyl vzájemně interagují a přináší fyziologické změny, jimiž rostliny procházejí během střídání ročních období, je vysvětlena odpovědí na otázku "Jak jsou opadavé stromy vyživovány v zimě?" Opadávání listí v zimě je metodou přizpůsobení, která zajistí, aby byly stromy méně citlivé na chlad. Prostřednictvím přírodovědného vzdělávání, které umožňuje chápat integraci s přírodou, mohou studenti získat pozitivní vztah k vědeckým poznatkům a získávají příležitosti k učení, které má praktický smysl. Tato aktivita na téma "Zima přichází do naší školy" může být použita k rozvoji schopnosti pozorování studentů. Projekt může být použit k vysvětlení interakce světla a chlorofylu s využitím pozorovacích schopností a s podporou laboratorního experimentu. K pojmu fotosyntézy, který je předmětem studia biologie, se přistupuje integrovaným přístupem spojujícím zeměpis (zemská osa, přírodní jevy), chemii (metoda rozboru molekulárních struktur), fyziky (interakce mezi světlem a hmotou) a výtvarného umění (harmonie barev rostlin během střídání ročních období). Stručně řečeno, projekt stimuluje studenty, aby přijali integrovaný přístup k vědě, a poskytuje jim příležitost prožít zkušenost v přírodě a laboratoři a začlenit ji do svého života.
Pokus č. 1: Barvy přírody Pomůcky: Stejné vzorky zeleného, žlutého a uschlého listí (2 g), 25 ml alkoholu, 3 hmoždíře, 3 filtrační papíry - Vložte stejná množství zelených, žlutých a suchých listů zvlášť do hmoždířů; - Přidejte do každého hmoždíře 25 ml alkoholu; - Rozetřete listy tak, až získáte extrakt; - Ponořte do každého extraktu zvlášť filtrační papír. Jaká barva / barvy se objeví na třech filtračních papírech? Než provedete pokus, zkuste si tipnout. Filtr-1: Zelené listy Filtr-2: Žluté listy Filtr-3: Suché listy Filtr č. 1: zelené listy Filtr č. 2: žluté listy Filtr č. 3: Suché listy Barva / Barvy Jaká barva / barvy se objeví na třech filtračních papírech? Zapište si svá pozorování. Filtr-1: Zelené listy Filtr-2: Žluté listy Filtr-3: Suché listy Co jsi zjistil(a) tímto experimentem? Vysvětli s využitím porovnání svého odhadu a výsledku pozorování.
Experiment 2: Barvy přírody Materiál: Stejné vzorky čerstvých a suchých větví (2 g), 25 ml alkoholu, 2 hmoždíře, 2 filtrační papíry - Vložte stejná množství čerstvých a suchých větví zvlášť do hmoždířů; - Přidejte do každého hmoždíře 25 ml alkoholu; - Rozetřete větve tak, až získáte extrakt; - Ponořte do každého extraktu zvlášť filtrační papír. Jaká barva / barvy se objeví na dvou filtračních papírech? Než provedete pokus, tipněte si. Filtr. p. 1: čerstvé větve Barva / Barvy Filtr. p. 2: suché větve Filtr-1:Čerstvé větvičky Filtr-2: Suché větvičky Jaká barva / barvy se objevily na těchto dvou filtračních papírech? Zapiš svá pozorování. Filtr. p. 1: čerstvé větve Filtr. p. 2: suché větve Barva / Barvy Filtr-1:Čerstvé větvičky Filtr-2: Suché větvičky Co jsi zjistil(a) tímto experimentem? Vysvětli s využitím porovnání svého odhadu a výsledku pozorování.