"Mert csak az Úr adhat bölcsességet, az Ő szájából származik a tudás és értelem." Példabeszédek 2,6
Kaland és élmény eredményes motiválás a természettudományok oktatásában
"Játék és kutatás"
2
Tartalom 1.
Bevezető gondolatok ....................................................................................................................... 4
2.
Tendenciák a természettudományos nevelésben ............................................................................. 5 2.1. A természettudományos nevelés társadalomorientálttá válása................................................. 5 2.2. A konstruktivista tanulásszemlélet lényege ................................................................................ 7 2.3. A természettudományos nevelés és a méltányosság.................................................................. 7 2.4. A motiváció fontossága a természettudományos nevelés során................................................. 8 A természettudományos gondolkodás megalapozása az alsó tagozaton ......................................... 9
3.
4. A környezetismeret tanításánál kiemelkedően fontos módszerek - a természettudományos tantárgyak megalapozásának segítője.................................................................................................... 11 5.
A speciális módszerek közé tartozik a projektmunka ................................................................... 15
6.
A kísérletezés algoritmusa a bemutató kísérletek esetén:.............................................................. 18
7. Az alsós reál munkaközösségünk az alsó tagozatban a környezetismeret tantárgy kísérleteihez kapcsolódóan a következőket tartja fontos teendőnek: ......................................................................... 19 Kísérletezzünk a vízzel .................................................................................................................. 21
8.
8.1. Az 1-2. évfolyamon a következő kísérleteket készítettük elő: ................................................... 21
A csapvíz vizsgálata .............................................................................................................. 21
Hogyan vándorol a víz? (6. kép) ........................................................................................... 22
Térítsd el a csapvizet! (6.kép) ............................................................................................... 22
Szeretnél mazsolát táncoltatni? (6.kép) ................................................................................. 23
Mennyire gyorsak a vízmolekulák? - bemutató kísérlet ........................................................ 23
8.2. A 3-4. évfolyamon a következő kísérleteket készítettük elő: ..................................................... 24
9. 10.
Gumimacik a vízben (6.kép) ................................................................................................. 24
Egy pohár víz és a gravitáció................................................................................................. 25
Pezsgőtabletta különböző hőmérsékletű vízben .................................................................... 25
Lebegtesd a tojásodat a vízben!............................................................................................. 26
Miért lesz púpos a víz a pohárban? ....................................................................................... 26
Építsünk sóhidat! ................................................................................................................... 27
Összegzés ...................................................................................................................................... 28 Felhasznált irodalom: ................................................................................................................ 29
Mellékletek ............................................................................................................................................ 30
3
1. Bevezető gondolatok A természettudományos tárgyak iránti érdeklődés felkeltése az alsó tagozatos oktató-nevelő munka egyik fontos feladata. A 21. században a természettudományok tanításának céljai a természeti jelenségek magyarázata, a gyermeki kíváncsiság kielégítése, a tudományos modellalkotás módszerének megismertetése, a napjaink technikai környezetében való eligazodás, a kutatók és mérnökök munkájának megismerése. Az elkövetkezendő években fontos feladat lesz, hogy a fejlődés fenntartásához megfelelő számban legyen a társadalomban jól képzett műszaki, természettudományos végzettségű szakember. Az utóbbi években fiataljaink a nagyobb vagy legalábbis gyorsabban induló karriert ígérő informatikai, jogi, gazdasági képzéseket választották szívesen. A természettudományi, műszaki végzettségűek száma viszont nagyon alacsony. Az utóbbi években a legsúlyosabb probléma a fizika és kémia szakos tanárutánpótlás kritikus helyzetbe kerülése volt. A Zöld könyv, a PISA felmérések, a Rocard- jelentés és az OKNT ad-hoc bizottság megállapításai és megoldási javaslatai erre a problémára hívták fel a figyelmet. Az oktatással foglalkozók sokféle megoldási javaslatai közül van már ami megvalósult, (kötelező érettségi vizsga egy természettudományos tárgyból, természettudományos közoktatás fejlesztése európai uniós forrásokból, a tanárképzés támogatása) de sok tennivaló akad még ezen a téren. Az alsó tagozat feladata, hogy felkeltsük az érdeklődést, megszerettessük és megalapozzuk a természettudományok tanulásához szükséges képességeket. Mivel a képességek kialakulását, fejlődését a megfelelő tevékenységek gyakorlása alakítja ki és fejleszti tovább, fontos, hogy elemi szinten megismerkedjenek és alkalmazzák a természettudományos ismeretszerzés módszereit. Fejlődjön a megfigyelő-, azonosító-, leíró-, megkülönböztető-, rendszerezőképességük. A megismerési módszerek alkalmazása során pedig az intellektuális, személyi és szociális kompetenciáik valamint a kommunikációjuk is sokat fejlődik. Ez a szemlélet segítséget nyújt abban, hogy a felső tagozatban is eredményesen tanulják a természettudományos tantárgyakat. Úgy gondolom, hogy az általunk alkalmazott módszerek és kísérletek, valamint a természettudományos gondolkodás megalapozásában bevált ötleteinek segítet nyújthat mások számára is. 4
2. Tendenciák a természettudományos nevelésben •
A természettudományos nevelés ma is ható változási tendenciái közül a legfőbbek:
•
a természettudományos nevelés társadalomorientálttá válása, és ezzel részben a tantervi tervezés átalakulása
•
a konstruktivista tanulásszemlélet lényege
•
a méltányosságérvényesítés követelményének egyre fontosabbá válása
•
a tanulást szolgáló tevékenységrendszer rendkívül sokszínűvé válása és ennek összefüggése az egész életen tartó tanulás követelményeinek érvényesülésével
2.1. A természettudományos nevelés társadalomorientálttá válása Életünkben nem kétséges, hogy természettudományos műveltségre mindenkinek szüksége van. Ennek kapcsán vetődött fel a motiváció, motiválhatóság problémája, és az, hogy a természettudományos műveltséget elsajátító tanulók igényei nagyon különbözőek, és az oktatásnak differenciált módon kell fejleszteni azt, amire a tanulóknak valóban szükségük van. Nem lehet ráerőszakolni a magasabb műveltséggel rendelkezők számára szükséges oktatást minden tanulóra. A kihívás az, hogy mindenkit a természettudományos tudás felelős társadalmi alkalmazására kell felkészítenünk. Ez abból áll, hogy az oktatásban megjelenjenek azok a tartalmak, amelyek a korábbiakhoz viszonyítva jóval szelesebb tematikai körből kerülnek ki. Olyan társadalmi problémák, amelynek megértése és megoldása természettudományos műveltséget igényel, de nemcsak a szakemberektől, hanem minden embertől. Az emberiség fenntarthatóságát érintő kérdések, amelyekkel viszonylag mindegyikünk tisztában van, de úgy tűnik, hogy nagyon nehezen tudunk bármit is a hatalmas veszélyek elhárítására. Feladatunk, hogy már az alsós tanítványainkat is felelős állampolgári szerepekre és komplex közösségi cselekvésre készítsük fel. Ennek a területnek a neve a környezeti nevelés, azonban egyre inkább érdemes fenntarthatóság pedagógiája néven emlegetnünk. A természettudományokkal való foglalkozás erkölcsi problémákkal is szembesít bennünket. Hogyan vélekedjünk a génmódosított termékekkel kapcsolatosan, mit tegyenek a tudósok ezekkel kapcsolatosan? Úgy gondolom, hogy hitünk erkölcsi tanításai egyértelmű válaszokat adnak ezzel kapcsolatosan. Tanulóink megismertetése az Egyház tanításával azonban a mi feladatunk.
5
A természettudományos nevelés egyik nagyon fontos feladata az is, hogy ellássa ismeretekkel a tanulókat a napjainkban nagyon sokszor előforduló és áltudományt vagy egyszerűen csalást hirdetőkkel szemben. Bioenergiákkal kuruzslók, csodadoktorok és jövendőmondók egész hada kínálja "szolgáltatásait". Ennek leküzdéséhez szükség van a tanulók megfelelő szintű tudományos gondolkodására. Az emberek életében meghatározó szerepet játszik a technika fejlődése. A technikai eszközök részletes működését nem magyarázhatjuk el részletekbe menően, de a társadalmi alkalmazás itt kapaszkodó számunkra. A mire használjuk? Milyen hatása van a társadalomra a technikai eszközök elterjedésének? A természettudományos és technikai nevelésnek nyitottnak kell lenni ezeknek a kérdéseknek a megválaszolására. Mindennapi életünk során jelen van a természettudományok ismerete. Ezt használjuk amikor közlekedünk, háztartási munkát végzünk vagy szórakozunk. Ha a természettudományok tanításánál ezt ki tudjuk használni, azaz életünk szükségletei sok tanulónál erősebb motivációra és jobb megértésre tarthat számot. "A tudományok természete, a tudomány szerepe a társadalomban, benne a tudománytörténet tanításának
szükségessége
is
kiemeli
a
társadalomorientáltság
jelentőségét." 1
A
tudománytörtént nagy paradigmaváltásainak bemutatása segíti a tanulókat a fogalmi rendszerek lényegének megértésében. Fontos felhívni tanulóink figyelmét arra is, hogy a nagy felismerések felfedezések
dinamikus folyamatokban és a különböző érveket képviselők
összecsapásainak eredményeként jöttek létre. A társadalomorientáltság érvényesülésének gyakorlata néhány példa segítségével: A természettudományos téma és a konkrét emberi tevékenységek összekapcsolása. Projektek szervezése (Víz természettudományos elemzése, víz gazdasági jelentősége, ivóvízbázisok védelme, víz témája a művészetekben). Környezeti nevelés szerepe az alsó tagozaton (szelektív szemétgyűjtés, környezetszennyező hatások) Társadalmi kontextusok a természettudományos tanítási-tanulási folyamatba integrálása problémacentrikusság érvényesítése
1
Radnóti Katalin: A természettudomány tanítása, Mozaik Kiadó, Szeged, 2014. 28.old.
6
2.2. A konstruktivista tanulásszemlélet lényege "Konstruktivizmusról, konstruktivista pedagógiáról beszélünk, és ez alatt elsősorban azt a szemléletmódot értjük, amely szerint az emberi tanulás leírható a tudás önálló létrehozásaként, konstrukciójaként. Eszerint tudásunk nem közvetítéssel, nem egy "transzportfolyamat" eredményeként formálódik bennünk, hanem a saját magunk aktív tevékenységével." 2Alapvető feltétel, hogy a tanuló legyen nyitott új elképzelések, alternatív magyarázatok átgondolására. A kisebb gyerekek általában erre jobban képesek, mert nyitottabbak. A fogalmi váltás elképzelhetetlen a meglévő tudás explicit megfogalmazása nélkül. Meg kell fogalmazni a gyerekeknek, hogyan gondolkodnak most, és mit várnak egy kísérlettel kapcsolatban, és miért azt várják. A meglévő tudásukat megfogalmazhatják rajzban, a folyamatok eljátszásával, a jelenségek magyarázatának elmondásával, vagy érvek és ellenérvek összeütköztetésével. Kritikus pont az új elképzelés rendszerének megismerése. Ehhez szükséges lehet a tanári magyarázat, a csoportmunka, a szövegfeldolgozás. Ezeknek a módszereknek a segítségével megismerkedhetnek és elsajátíthatják a "másik paradigmát".
2.3. A természettudományos nevelés és a méltányosság A nyugati tudományok tapasztalatait és felismeréseit birtokló embereknek nem szabad lekicsinylően nyilatkoznia az általuk naivnak tartott tudásrendszerekről és azok birtokosairól. Tanulóink amikor a természettudományokkal ismerkednek naiv elképzelésekkel érkeznek és ezeket az elképzeléseket próbáljuk helyreigazítani, elmélyíteni vagy éppen rendszerré kovácsolni. De avval tisztába kell lennünk, hogy nem csak a "nyugati világunk" tudásrendszere az egyedül adaptív tudásrendszer. Az iskola elvárja, hogy a tanulói rendelkezzenek bizonyos előzetes tudáselemekkel vagy képességekkel, de kimondhatjuk hogy ezek az elvárások egyoldalúak. Egyfajta kultúrához kötődnek és legtöbbször a középosztály sajátosságiként szoktuk említeni. Ez a diszkrimináció látens fajtája.
2
Radnóti Katalin: A természettudomány tanítása, Mozaik Kiadó, Szeged, 2014. 34.old.
7
Azok a gyerekek akik ingerszegény környezetből érkeznek, sajátos nyelvi kóddal rendelkeznek és előzetes ismereteik, tapasztalataik elég szegényesnek mondhatóak legtöbbször teljesen más tudáskonstrukcióval érkeznek. Már felmérések igazolják, hogy a nemek között is erős az eltérés abban, hogy milyen tananyagtartalmak irányt érdeklődnek a fiúk és milyen tudományterületen szeretnék bővíteni a lányok az ismereteiket. (fiúk: űrkutatás, súlytalanság; lányok ébrenlét - alvás és az álmok tudományos megközelítése). "Új alapokra kell helyeznünk a természettudományos neveléssel kapcsolatos tanulói motivációkat, meg kell újítanunk a tehetségnevelést, a differenciálás minden eszközével valóban jól hasznosítható tudást kell formálnunk a jövő nemzedékek tagjaiban." 3 Ha ezt nem tudjuk megtenni és nem tudunk kilépni a hagyományos keretek közül, Magyarországon nem fog megújulni a természettudományos oktatás-nevelés.
2.4. A motiváció fontossága a természettudományos nevelés során Az utóbbi időben nagyon sokat beszélünk a motiváció fontosságáról az eredményes tanulással kapcsolatosan. A tanulók motiválása a természettudományos tantárgyakkal kapcsolatosan óriási jelentőséggel bír, hiszen kutatások bizonyítják, hogy kapcsolat van a tanítás módja és a természettudományokkal szembeni beállítódás között. Ezek közül Németh László még 1948ból származó gondolati a mai napig nem vesztették el aktualitásukat és érdemes újra átgondolnunk az általa megfogalmazottakat. A
természettudományt
történeti
perspektívában
kell
tanítanunk.
Az
egyes
természettudományi tárgyakat egy egész természetmagyarázat részeként kell tanítanunk. A tanításunk pedig legyen gyakorlatközpontú. A Rocard- jelentés is hasonlóan fogalmaz: kiemelkedő szerepet kell kapnia a kísérletezésnek (egyszerű és modern eszközök, játékok bevonása, az AHA! - élmény megtapasztalása); nagyon vonzó feldolgozásra váró témák választása (tudománytörténetből, mindennapos természeti, technikai jelenségek köréből, újdonságok humoros megközelítéséből, vagy a tudomány és a művészetek kapcsolódási pontjaiból); a tudásátadás módja vonzó, és az életkori sajátosságukhoz alkalmazkodó legyen tanítványaink számára (internethasználat, számítógép alkalmazása, projekt és csoportmunkák segítségével a tanulók bevonása).
3
Radnóti Katalin: A természettudomány tanítása, Mozaik Kiadó, Szeged, 2014. 56.old.
8
3. A természettudományos gondolkodás megalapozása az alsó tagozaton Az intézményesített nevelés során mindig fontos feladatnak tekintették az óvodáskorúak és a kisiskolás korú tanulók ismerkedését a társadalmi és természeti környezettel. Míg az 1868-as népiskolai tantervben először beszéd- és értelemgyakorlat néven szerepel a tananyagtartalom ( ami a szemléltetésre helyezi a hangsúlyt), 1946-ban beszélgetés, majd 1963-tól környezetismeret néven épült be a természettudományok megalapozását előkészítő tantárgy. A környezetismeret név is arra utal, hogy az ismeretanyagot a tanulók természeti és társadalmi környezetében megfigyelhető élőlényei, tárgyai, jelenségei adják. A tanterv pedig előírta, hogy az ismeretanyag mellett a tanulóknak azt is meg kell tanulni, hogy a jelenségeket és természeti folyamatokat milyen módszerekkel tudják megismerni. Az ismeretanyag feldolgozása tehát cselekvésbe ágyazva történt, a tanulók megfigyeltek, mértek, érzékeltek, kísérleteztek, vizsgálódtak, és "felfedezéseket tettek". Így új ismeretekhez jutottak, ami a természet még alaposabb megismerésére ösztönözte őket. Később a tanulmányi sétákban rejlő lehetőségeket is kiaknázták, és így még inkább sikerült a gyermekekben lévő kíváncsiságot felkelteni. Az 1-3. évfolyamon a szemléletformálást hangsúlyozta a tanterv, 4-5. évfolyamon az alapozás, a tartalom került előtérbe. A környezetismeret tanításának legfontosabb célja, a felső tagozatban ráépülő természettudományos tárgyak (földrajz, biológia, fizika, kémia) és a társadalomtudományok körébe tartozó tárgyak megalapozása volt. Az 1-3. évfolyam kikristályosodott tananyagtartalom, a feldolgozás módszertanának sokszínűsége még napjainkban is jól felhasználhatók és korszerűnek tekinthető. 3.1. A környezetismeret tanításának módszerei
"Az oktatási folyamat során tanulóink új ismeretekre tesznek szert, a módszer pedig ennek az eszköze. A tanítás-tanulás módszereinek nevezzük a pedagógus tanulást irányító munkáján, a pedagógus és a tanulók közös munkáján, valamint a tanulók ismeretszerző önálló munkáján (tanulásán) alapuló pedagógiai eljárásokat, amelyeknek alkalmazásával a tanulók ismereteket szereznek, jártasságokat és készségeket alakítanak ki, továbbá képességeiket fejlesztik." (dr. Szántó Károly) A módszerek megválasztását befolyásolják: A nevelés és az oktatás célja. Az aktivizáló, önállóságra ösztönző módszereket célszerű előnyben részesítenünk. Tanulóink fogalmazzák meg a végső következtetést. pl: a nedvesség, a levegő, megfelelő hőmérséklet a csírázás feltétele. 9
Az oktatás tartalma: Vannak olyan tananyagtartalmai, amelyek jobban igénylik a szemléltetést, megfigyeltetést, máskor az elbeszélés, leírás a meghatározó. A virág részeinek megtanítása megköveteli a szemléltetést, a hortobágyi hídi-vásárról elbeszélésben nyújtunk új ismeretet tanulóinknak. A didaktikai feladatoktól: Az új anyag feldolgozása más módszerekkel történik, mint a gyakorlati órán. A témazáró dolgozat írásakor pedig más módszerek kerülnek előtérbe. A tanulók életkora, fejlettsége, az osztály összetétele: Ha több ismerettel rendelkeznek a tananyagrésszel kapcsolatosan - ők mondják el tapasztalataikat, míg a kevesebb ismeret esetén a beszélgetés módszere lehet célravezetőbb. A tantárgy sajátosságai: Az ökológiai részek tanításánál a megfigyelésnek, az élettani részek tanításánál a kísérletezésnek lehet nagyobb szerepe. Az iskola felszereltségétől: Ha bizonyos eszközeink hiányoznak a magyarázat módszerére többször lehetünk ráutalva. A nevelő személyiségétől: A tananyagot az a pedagógus tudja eredményesen megtanítani, aki ért a módszerek megválasztásához, és élményszerűen, a didaktikai feladatoknak megfelelő módszerkombinációkat tudja alkalmazni. A tanítás-tanulás folyamatában használatos módszerek csoportjai Elbeszélés során kaphatnak betekintést a kékfestő, a bognár a gerencsér munkájába. Az is felkelti az érdeklődésüket, hogy hogyan védi meg a vadkacsa a kicsinyeit a támadóitól. A leírás során bemutathatjuk településünk régi képét, vagy a Bükk-fennsíkját. Ha fényképpel is illusztráljuk, megmarad tanítványaink emlékezetében. A magyarázat az összefüggéseket, ok-okozati viszonyokat tudja akkor tanítványainknak bemutatni, ha ezt nem sikerült nekik más módon meglátni. Ennek segítségével gondolkodási műveleteket hajtanak végre. Például milyen összefüggés van a lejtős területeken történő erdők irtása és a folyók vízjárása között? A tanítói kísérlet is ide tartozik akkor, ha a veszélyes a bemutatás. Lezárt, párás belsejű lombik melegítése, a lombik könnyen elpattan ha láng felett mozgatjuk. Megfigyeltetés és az ellenőrzés, értékelés szintén alapulhat csak a tanító munkáján. 10
A tanulók önálló munkáján alapuló módszerek közé tartozik a munkatankönyvvel, feladatlappal, munkafüzettel végzet feldolgozás, ha ezeket előtte előkészítjük a tanulókkal. Ez fontos szerepet tölt be az alkalmazás, rögzítés és az ellenőrzés területén. A tanító és a tanulók közös munkáján alapul a beszélgetés, beszéltetés és a vita. Mai világunkban ennek nagy hangsúlyt kell kapnia, mivel a legtöbb tanulónak szűkös a szókincse, nehezen fogalmazza meg mondanivalóját, otthon sem hallgatják meg élményeiket. A szóbeli felelet felépítéséhez ezek a megnyilvánulások elengedhetetlenek. A kérdéseink közül azok a fejlesztők, amelyek gondolkodást, véleménynyilvánítást igényelnek. A személyiségüket a kulturált, és más véleményét is meghallgatni képes tanulócsoportok vitája egyaránt fejleszti. A vita során érvelni tanulnak, fejlődik a lényegkiemelésük, és kölcsönös tiszteletük. Fontos, hogy be tudják látni, ha nincs igazunk. A tanítónak kell megfelelő keretek között tartani a vitát, és megnyugtatóan lezárni.
4. A környezetismeret tanításánál kiemelkedően fontos módszerek - a természettudományos tantárgyak megalapozásának segítője A valóság tényeinek megfigyeltetését jelenti a szemléltetés. Ennek segítségével tanulóink képesek a fogalomalkotásra és az összefüggések feltárására. Az információszerzés kiemelt tevékenységi formája a megfigyelés, amelynek jelentős szerepe van a tájékozódó képesség alakításában. A különböző természettudományos ismeretszerzési módszernek (mérésnek, kísérletnek) lényeges eleme. A megfigyelés segítségével elkülöníthetők a jelenségek, folyamatok, tárgyak lényeges és lényegtelen elemei is. Például a földrajzi kísérleteknél a külső erők munkáját tanulmányozva a pusztítás, szállítás, építés. A megfigyelés algoritmusa A megfigyelést alapos előkészítésnek kell megelőzne. Ki kell választanunk a megfigyelés szempontjából lényeges élőlényeket, tárgyakat vagy a kísérletek során érzékeltethető jelenségeket és folyamatokat. Tanulóinkkal meg kell beszélni a lényeges mozzanatok megfigyeltetésének szempontjait. A megfigyelési szempontokra választ kell keresniük, alaposan el kell végezniük a vizsgálódást és erre nagyon fontos, hogy elegendő idő álljon rendelkezésre.
11
A megfigyelés során, amennyiben lehetséges minden érzékszervüket foglalkoztatni kell. Például az égéssel kapcsolatosan a hallásuk, látásuk, szaglásuk mind-mind a megfigyelést segítheti. Minden tanuló jól érzékelhesse a megfigyeltetés minden részletét. Az alapvető változásokat is pontosan próbáljuk meg megfigyeltetni, ha szükséges több lépésben. Például a növények növekedése, vagy a madáretetés folyamata télen. Tárgyak megfigyelése esetén a tárgyakat lehetőség szerint adjuk kézbe, alak, szín, nagyság, felület, szag, íz, hang és a halmazállapot vizsgálata tartozik a megfigyeléshez. (1. kép) A megfigyelés módszere az élővilág vizsgálatára is kiterjeszthető. Figyeljék meg az alakját, színét, méretét, tapintással a felületét, keménységét, szaglásukkal az illatát, fogyaszthatósága esetén az ízét. Az élővilág esetében gondolnunk kell az életjelenségekre, élőhelyekre, szerepükre az ökológiai rendszerekben. A megfigyelés alapvető tudományos kutató módszer, melynek segítségével leírható egy növény vagy egy állat. Alsó tagozatban a szóbeli feleleteknél a növények és állatok bemutatása a következő vázlat segítségével kérhető: •
• •
növények bemutatása (megfigyelés alapján) megnevezés, élőhely külső megjelenés, tulajdonságok
• • • • •
részek, funkciók szaporodása, fejlődése haszna, kára kártevői, védekezés rendszertani helye
• • • • •
•
• •
állatok bemutatása (megfigyelés alapján) megnevezés, élőhely külső tulajdonságai: forma, szín, kültakaró testrészek, szerepük táplálkozás, egyéb szervek szaporodás, fejlődés haszna, kára rendszertani helye
A megfigyeléshez kapcsolódó manipulációs tevékenységekre épül és gondolkodási műveletet is magába foglal a csoportosítás. Ezt először a tanulók a saját maguk szempontja alapján végzik el, majd később már a tanítói szempontok alapján. Jelentős szerepe van az összehasonlításnak több tárgy vagy több élőlény között. Ennek során megfogalmazhatók a különbségek és a hasonlóságok. A rész és egész kapcsolatának tudatosításához tarozik a megfigyelésre épülő manipulációs tevékenység. A tárgyak és az élőlények részekből épülnek fel. A feladatok során a hiányzó részeket meg lehet nevezni és pótolni. 12
Hosszabb ideig tartó folyamatos megfigyelésre adnak lehetőséget a tananyagban: (megteremtik az élményközpontú pedagógia alapjait és lehetőséget adnak az alsó tagozaton a természettudományos kutatás "csíráinak" kibontakoztatására) Élősarokban hosszabb idejű megfigyelése a növények növekedésének, fejlődésének •
Akvárium és terrárium gondozása
•
Az iskolakert vagy gyakorlókert növényeinek gondozása
•
Madáretetők kihelyezése és ott a madarak megfigyelése, madáretetés
•
Természeti naptár készítése
•
Az időjárás elemeinek megfigyelése, időjárási naptárban az adatok feljegyzése
•
Környezetvédelemmel és természetvédelemmel kapcsolatos megfigyelések a lakóhely környékén (tanulmányi séta a hulladékgazdálkodó vállalatoknál)
•
Természeti és társadalmi környezet változásainak megfigyelése
•
Komplex megfigyelések erdei iskolákban, kirándulásokon, tanulmányi sétákon
A matematika- és a környezettananyag fontos részét képezi, hogy tanulóink közvetlen tapasztalatokat szerezzenek a fizikai mennyiség és a fizikai objektumok (testek, állapotok, folyamatok) megmérhető tulajdonságainak számszerű és minőségi leírásával kapcsolatosan. Ezt mérésnek nevezzük. Méréskor a vizsgált, ismeretlen nagyságú mennyiséget hasonlítják össze ugyanazon mennyiség alapjául választott mennyiségével, a mértékegységgel. (Az ugyanazon mennyiség jelen esetben azt jelenti, hogy a hosszúságot csak hosszúságegységgel hasonlíthatunk össze.) A mérendő mennyiséget és a mértékegységet tanulóink mérőeszközzel hasonlítják össze. Magát a mérőeszközöket és a mértékegységeket matematikából és technikából is megismerik, és ennek a természettudományos ismeretszerző módszernek az elsajátítását e tárgyak keretében is gyakorolják. (2.kép) Alsó tagozatban hosszúságot, időt, hőmérsékletet, tömeget, területet, területet (felületet) mérnek a tanulóink, ezáltal jártasságot szereznek, és a környezetükben lévő dolgokról is végezhetnek méréseket. Tanulóinkban a mérések segítségével azt is tudatosítanunk kell, hogy az anyagi világ megismerését nemcsak az érzékszerveinkkel, hanem mérés segítségével is szükséges elvégezniük. Tapasztalataink szerint szívesen mérnek hosszúságot, tömeget, űrtartalmat. Az űrtartalom méréséhez kapcsolódóan játékos feladat a "vízívó verseny", (ki tud meginni egy liter innivalót a két decis műanyag poharakból adott idő alatt) vagy a "hajhosszúság mérő verseny" (Mérd meg a padtársad hajának a hosszát!). Minden osztállyal
13
ellátogatunk ahhoz a családhoz, akik különböző mérlegek beállításával és karbantartásával foglalkoznak és bemutatják mérőeszközeiket és azok működését. A mérés algoritmusa •
a mennyiség nagyságának viszonyítása, megbecsülése (először alkalmi, majd törvényes egységben is)
•
a mennyiség megmérése alkalmi mértékegységgel
•
becslésünk és a mértékegységgel való mérés eredményének az összehasonlítása
•
a mennyiség megmérése törvényes mértékegységgel
•
a becslésünk és a törvényes egységgel mért eredmény összehasonlítása
•
a mérés eredményének grafikonon történő ábrázolása, táblázatban történő lejegyzése
A közvetlen tapasztalatszerzésre és megfigyelésre ad lehetőséget a tanulmányi séta vagy kirándulás és az erdei iskola. Tanulóink itt a természetes környezetben "élhetik meg" a tananyag megállapításait és törvényszerűségeit. Fontos lehetőséget kínálnak mindezek mellett a környezet és a természet védelmére, a természet szépségeinek bemutatására, és annak megfigyelésére, hogy az ember milyen hatást gyakorol a természetre. Az élményalapú pedagógia megteremtésének fontos eszköze. A tanulmányi kirándulások szervezésénél figyelembe kell vennünk az eddigi kirándulások tapasztalatait, a tanulmányi kirándulás célját és tematikáját, a megfigyelési szempontokat, és a kirándulás időpontját. (5.kép) Kollégáinkkal az erdő, a vízpart, a közlekedés témaköréhez kapcsolódóan minden alkalommal szervezünk tanulmányi kirándulásokat. Itt lehetőség nyílik madárgyűrűzésre, állatnyomok felismerésére, iránytű és tájoló használatára, vízparti megfigyelésekre, gyógynövények gyűjtésére. A didaktikai játékok A szimulációs játékot sokszor alkalmazzuk az alsó tagozaton. Maga a szimuláció szó tettetést, színlelést jelent. Tanulóink valakinek a személyén keresztül élhetnek meg különböző szerepeket
és
hozhatnak
döntéseket.
A
baleset-megelőzés
témakörben
rendőrök,
mentőorvosok, járókelők lehetnek és így szerezhetnek új információkat. A környezetvédelem témakörében
gyárigazgatók,
erdőmérnökök,
14
környezetvédelmi
őrök
lehetnek,
akik
véleményüket elmondva a tárgyaláson képviselik a természetvédelem ügyét. A játékban mindenkinek van szerepe, fejlődik véleményalkotása, problémamegoldó-képessége. A szimulációs játékoknál kell megemlíteni a Csodák Palotájában tett látogatásokat. A játszóházban a gyermekek nagy-nagy örömére minden kísérleti eszköz megfogható és működtethető. Tanulóink őszinte lelkesedéssel, elismeréssel beszélnek az itt eltöltött időről. Az itt tapasztaltak nagyon megragadták őket, és szinte azonnal jönnének újra. A játszóház megálmodója, Öveges József professzorral kapcsolatban mindig felhívjuk figyelmüket zalai származására, és amikor Pákán kirándulunk a szülőfaluja iskolájában berendezett kiállítását is megtekintjük. Tanulóink mindig nagy örömmel nézik a kísérleteit a fekete-fehér képkockákon.
5. A speciális módszerek közé tartozik a projektmunka Az utóbbi években a hagyományos munkaformáktól eltérően projektmunkában dolgoztuk fel a VÍZ témakört. A projektben a tanulók szorosan együttműködtek és előtérbe került az interdiszciplinaritás. Azt tűztük ki célul, hogy az alsó tagozatos tanulóink életkori sajátosságuknak megfelelően ismerkedjenek meg a víz tulajdonságaival és körforgásával, a növények az állatok és a víz kapcsolatával, a víz és az egészségük összefüggéseivel. A projekthez kapcsolódik, hogy minden évben különböző osztályok tesznek látogatást a ZALAVÍZ
oktatóbázisán,
ahol
sok
érdekes
természettudományos
vizsgálatba
kapcsolódhatnak be, és új információkra tehetnek szert a témával kapcsolatban. 1-2 évfolyam programjai Mit tehetek a víz és az egészség védelméért? Takarékoskodom a vízzel: fogmosáshoz egy pohár vizet használok, nem folyó vizet, fürdés helyett inkább zuhanyozom, nem folyóvízben mosogatok, mosáskor teletöltöm ruhával a mosógépet, ha csöpög a csap szólok, hogy javítsák meg. Óvom egészségemet: sok vizet fogyasztok, inkább vizet iszom, mint cukros üdítőket, rendszeresen úszok, többször megmosom a kezem (a helyes kézmosás szabályainak megbeszélése), a fogyasztandó zöldségeket és gyümölcsöket alaposan megmosom. A környezet védelme: télen a járdákat nem sózzuk, hanem síkosság mentesítő anyagot használunk, gyógyszereket és étolajat nem a lefolyóba öntjük, ha van rá lehetőségünk
15
öntözéshez esővizet gyűjtünk, a mosáshoz mosódiót használunk, nem szennyezzük a természetes vizeinket. A fürdőzés szabályinak betartása: felhevült testtel nem megyek a vízbe, mielőtt bemennék a vízbe lezuhanyozom, a vizet nem szennyezem, betegen nem megyek a strandra, strandolás után alaposan letusolok, csak a kijelölt helyen fürdök, csak akkor fürdöm mély vízben, ha jól tudok úszni. A víz testünkben Védőnői foglalkozás az emberi szervezet és a víz kapcsolatáról. (nyál, könny, vízhiány tünetei, gyógyítás vízzel témákhoz kapcsolódóan. A növények az állatok és a víz kapcsolata Ismerkedés jellegzetes vízi növényekkel és állatokkal, találós kérdések,
képek és
filmrészletek segítségével. (nád, fehér tündérrózsa, gyékény, békalencse, szúnyogok, halak, szitakötők, levelibékák, teknősök, vidrák, hódok). A növények az állatok és a víz kapcsolata - kézműves foglalkozás Térbeli akvárium, ezüstpikkelyes hal, béka és csónak hajtogatása Vízzel kapcsolatos mesék feldolgozása drámapedagógiai eszközökkel Mese más-más befejezéssel, Folytasd a mesémet! Mese más-más befejezéssel, Mesejelentek (Két kecske találkozott egy pallón, Mese a kislányról, aki belepottyant a sárba, A gomba alatt) A 3-4 évfolyam programja Totó a vízről •
Melyek a víz alkotórészei?
•
Bolygónk felszínének kb. hány százalékát borítja víz?
•
Sorolj fel három vízzel kapcsolatos szólást vagy közmondást!
•
A felnőtt ember testének átlagosan hány % víz?
•
Sorolj fel öt magyarországi folyót!
•
Hogyan takarékoskodhatunk a vízzel? Válaszd ki a jó megoldást!
•
Keveset igyunk. Ne mosogassunk folyóvízzel! Inkább fürödjünk és ne zuhanyozzunk! Az összegyűjtött esővízzel locsoljunk! Folyasd a vizet fogmosás közben! 16
•
Mi történik, ha túl kemény a víz? o Magas lesz a víz káliumtartalma o Megrepedhet a fogzománc o Lerakódik a vízkő a mosógép alkatrészeiben
Plakátkészítő verseny a Víz Világnapja témakörében Az elkészült plakátokat az aulában kiállítás keretében megtekinthették. Nagyon ötletes munkák születtek. (4.kép) Vízivó verseny Adott idő alatt hány pohár csapvizet tudsz elfogyasztani? Egyénileg és csapatban is versenyeztek. Mindenki egyféle megmérettetésben indulhatott. Fotópályázat - Kedvenc vizes fotóm címmel Mindenki pályázhatott egy olyan fényképpel, amely valamilyen módon kapcsolódik a víz témakörhöz. Természetfotó nem lehetett és a személyiségi jogok valamint a jó ízlés tiszteltben tartása nevezési feltétel volt. Ezekhez a feladatokhoz a jutalmakat a ZALAVÍZ ajánlotta fel. Alsós tanulóink nagy lelkesedéssel vettek részt a programokon és nagy örömmel vették kézbe jutalmukat (kulcstartó, toll, táska, kitűző, oklevelek). A projektet a "Kísérletezzünk a vízzel" délután zárta, amikor bemutató- és tanulókísérleteket végeztünk. A természettudományos tanterem adott ennek otthont, és a kémia szakos tanárkolléga volt a kísérletek elvégzésében a segítségünkre. Több csoportban és az életkori sajátosságok figyelembe vételével választottuk ki és valósítottuk meg a kísérleteket. A
megismerő
módszerekhez
tartozó
kísérletnek
a
környezetismeret
tananyag
természetismereti részénél van jelentősége. A kísérletezés során tovább bővítjük tanítványaink élő és élettelen anyagokkal kapcsolatos ismereteit, úgy, hogy megtapasztalják a kölcsönhatások során létrejövő tulajdonságaikat is. A kísérletezés tehát a különböző kölcsönhatások lényegének megismerését szolgálja, olyan módszer, amely kutatási és természetmegismerő. Ennek során tanulóinkban pontosabb képzetek és fogalmak alakulnak ki, és jobban érthetővé válnak számukra a törvényszerűségek.
17
"A kísérlet mesterségesen létrehozott és megfigyelt történés." 4 A jelenséghez nélkülözhetetlen tényezők külön-külön megváltoztathatók és a változások megmérhetők. A kísérletet bármikor, ha szükséges többször is megtudjuk ismételni úgy, hogy az eredmény nem változik. Aszerint, hogy ki végzi a kísérletet két fajtáját különböztethetjük meg:
bemutató vagy
demonstrációs kísérlet (pedagógus végzi), és a tanulókísérletek. Ezeket végezheti tanulóink egyénileg, párban vagy csoportban. (3.kép)
6. A kísérletezés algoritmusa a bemutató kísérletek esetén: •
Mire vagyunk kíváncsiak? A kísérlet céljának meghatározása, a probléma felvetése.
•
A kísérlethez szükséges anyagok és eszközök megnevezése, a használatuk szabályainak megismertetése.
•
A megfigyelési szempont(ok) megbeszélése, ennek rögzítése ha szükséges írásban. Utasítások adása az eredmény megfigyelésével és rögzítésével kapcsolatban.
•
A kísérlet bemutatása. A lényeges mozzanatok kiemelése.
•
A tanulók beszámolója a kísérlettel kapcsolatos tapasztalataikról. A kísérlet értelmezése, következtetések levonása.
•
A kísérlet rögzítése rajzban vagy írásban. Lehetőség szerint a munkatankönyvben, füzetben, táblán.
•
Kapcsolatok keresése a természeti jelenségek vagy folyamatok, és a kísérlet között. A gyakorlatban hol és hogyan hasznosul a megfigyelt kísérleti eredmény?
Ha az algoritmust és a tanulóink által végeztetett kísérleteket végiggondoljuk, akkor a gondot a hipotézis megfogalmazása és a bizonyítás okozza legtöbbször. Akkor tudnak önállóan elvégezni tanulókísérletet, ha az eszközhasználattal, a figyelmük irányításával és a kapott eredmények lejegyzésével már nincsen problémájuk. A kísérlet során az összefüggések, a törvényszerűségek és a megtapasztalás útját járják végig, és legtöbbet abból tanulnak, amit maguk csinálnak, maguk fedeznek fel. Ők is végighaladnak egy kutató útján, és maradandó ismereteket szereznek. Közben fejlődik önállóságuk, problémamegoldó gondolkodásuk, türelmük, egymásra figyelésük.
4
Dr. Borvendég Márta - Doba László - Dr. Harag Ferenc - Dr. Jámbor Balázs - Szabó Péter: A környezetismeret tanításának módszertana, Dávid Oktatói és Kiadói Bt., Kaposvár, 2000.47. old.
18
A tanulókísérleteknél betartandó rendszabályok •
Tanulóink szigorúan csak azt csinálhatják, amit előzetesen megbeszéltünk velük.
•
Csak az engedély megadása után kezdhetik el a kísérletet.
•
A vegyszereket (sót, cukrot) megízlelni vagy megkóstolni szigorúan tilos!
•
A vegyszereket csak úgy szagolhatják meg, hogy kezükkel a vegyszert tartalmazó edény felől az orruk felé legyezik a levegőt.
•
A vegyszerekhez kézzel hozzáérni tilos! Adagolás mindig kanál segítségével történik.
•
A kísérletezéshez pontosnak, óvatosnak és figyelmesnek kell lenniük!
•
Ollóval és késsel különösen körültekintően kell bánniuk!
•
A kísérletezés után kezet kell mosni!
7. Az alsós reál munkaközösségünk az alsó tagozatban a környezetismeret tantárgy kísérleteihez kapcsolódóan a következőket tartja fontos teendőnek: Csak olyan kísérletet mutassunk be a tanulóinknak, amit előzetesen kipróbáltunk. A próba során ugyanazokat az anyagokat és eszközöket használjuk, mint a tanítási órán. A kísérleteket a padon egy tálcán végeztessük. Az eszközök tiszták, hibátlanok legyenek. A bemutató kísérleteknél nagy figyelmet fordítunk arra, hogy minden tanítványunk jól lássa a kísérletet. Az ilyen kísérlet során a pedagógus mondja is, hogy mit csinál és milyen eszközt és anyagot használ. A kísérlet eredményét és a tapasztalatokat azonban tanulóink fogalmazzák meg. A kísérlet előtt a tanító pontosan ismerteti a gyerekekkel a megfigyelési szempontokat. A kísérlet eredményét mindig a tanulókkal kell megfogalmaztatni. A kísérletek befejeztével, az összefoglalás során a következő kérdések segítségével idéztetjük fel a gyerekekkel a megtapasztaltakat: •
mit csináltunk?
•
milyen eszközökkel, anyagokkal végeztünk kísérletet?
•
mit tapasztaltunk?
•
tapasztalatainkat hogyan tudtuk értelmezni?
19
A csoportos és párban végzett kísérletek esetén minden tanulónak adunk feladatot, a csoportos kísérletnél szükség esetén csoportvezetőt is kijelölünk. A többváltozós kísérleteket egyszerűbb, egyváltozós kísérletekre osztjuk fel, a különböző tényezők egyenkénti vizsgálata után térünk rá a több tényezőktől függő változások megfigyeltetésére. A kutató kísérleteken kívül léteznek bizonyító kísérletek is. Az ilyen jellegű kísérleteket a megtanult tananyaggal kapcsolatosan alkalmazzuk valamilyen más összefüggés igazolására és feltétel bizonyítására. Megkérdezhetjük tanítványainkat, hogy az állításodat milyen kísérlettel tudnád bizonyítani?
A
kísérletek
során
fejlesztendő
készségek, fejlesztési területek
kompetenciák Problémamegoldó gondolkodás:
Matematikai kompetencia:
Vállalkozói kompetencia: Anyanyelvi kompetencia:
Digitális kompetencia: Szociális és állampolgári kompetencia:
• • • • • • • • • • • • • • • • • • •
20
döntéshozatal, szervezőképesség, képi információfeldolgozás, érvelés, vita, szervezőképesség mérés, összehasonlítás, stratégiai gondolkodás, akcióterv készítés kezdeményezőképesség fejlesztése együttműködés szóbeli és írásbeli kommunikáció kezdeményezőképesség tapasztalatok megfogalmazása párbeszédre törekvés képi információfeldolgozás információ keresése az interneten önállóság az interperszonális kapcsolatok életkoruknak megfelelő szintű működtetése közösségi összetartozás értékének megalapozása
8. Kísérletezzünk a vízzel A tanító kollégák és a kémia szakos kolléga bevonásával megbeszélést tartottunk, amely során megfogalmaztuk, hogy ennek a délutáni programnak fő célja, hogy az alsó tagozatosok érdeklődését felkeltsük, és bepillantást nyújtsunk a természettudományok izgalmas világába. A gyerekeket nagyon motiválta a természettudományi szaktanterem. Az új padok, érdekes szemléltetőeszközök, kísérletezéshez előkészített anyagok és eszközök. Izgalommal és türelmesen várták a tudományos-fantasztikus kísérleteket. A megbeszéltek szerint voltak bemutató kísérletek, és tanulói kísérletek is az életkori sajátosságoknak megfelelően. A kolléga
"varázslatként" mutatta be a kísérleteket,
megpróbálta kérdésekkel rávezetni a tanulókat a kísérletek magyarázatára. Természetesen a kísérletekhez kapcsolódó rendszabályokat előtte megbeszéltük, és ha a gyerekek segítségünket kérték azonnal meg is kapták azt. A kísérletekhez szükséges anyagok és eszközök megfelelő mennyiségben rendelkezésre álltak, időben mindent sikerült előkészíteni.
8.1. Az 1-2. évfolyamon a következő kísérleteket készítettük elő: •
A csapvíz vizsgálata - bemutató és tanulói kísérlet
•
Hogyan vándorol a víz? - bemutató és tanulói kísérlet
•
Térítsd el a csapvizet! - bemutató és tanulói kísérlet
•
Szeretnél mazsolát táncoltatni? - bemutató és tanulói kísérlet
•
Mennyire gyorsak a vízmolekulák? - bemutató kísérlet A csapvíz vizsgálata
A kísérlethez szükséges anyagok és eszközök: tálca, négy üvegpohár, 1 db hőmérő, csapvíz, szén-dioxiddal dúsított ásványvíz A kóstolást egy tanuló végezte, a mérésben minden tanuló részt vett. Előtte megbeszéltük a hőmérővel kapcsolatos tudnivalókat. Nézd meg a pohárban lévő vizet! Milyennek látod a színét? Milyen az illata? Kóstold meg a vizet! Milyen ízűnek érezted? Milyennek láttad az ásványvizet? Milyen a színe és az illata? Milyen az íze? Hőmérővel mérjétek meg a víz hőmérsékletét! Melyik víz a leghidegebb? Melyik víz a legmelegebb? Állítsátok sorba a poharakat a víz hőmérséklete szerint! 21
Lassan idd meg a szén-dioxiddal dúsított ásványvizet! Mit éreztél? Meséld el! Magyarázat: A tiszta víz színtelen és szagtalan kellemes ízű folyadék. A víznek lehet széndioxid tartalma, ekkor buborékokat látunk benne. A víz, frissít, és kiváló szomjoltó. Hogyan vándorol a víz? (6. kép) Azt nem látjuk szabad szemmel, hogy hogyan jut el a tápanyag és a víz a talajból a növények leveléig vagy a virágukig és a termésükig. Ebben a kísérletben megpróbáljuk megnézni, hogyan mozognak a víz részecskéi. A kísérlethez szükséges anyagok és eszközök: tálca, 2db üvegpohár, csapvíz, háztartási papírtörlő A kísérlet leírása: A papírtörlőt hajtsátok össze úgy mint egy tekercset! Az egyik poharat töltsétek tele vízzel, a másik pohár maradjon üresen! Az összehajtogatott papírtörlő egyik végét rakjátok bele a vízzel teli pohárba, a másik végét pedig az üres pohárba! Figyeljétek meg mi fog történni! Magyarázat: A papírtörlő egyre nedvesebb lett, majd az üres pohárba is megjelent a víz. Lassan növekedett a víz mennyisége az üres pohárban, a másik pohárban pedig kevesebb lett a víz. A víz a papírtörlőn haladt át, a folyamat addig zajlik, amíg a két pohárban azonos mennyiségű lesz a víz. A víz és a papírtörlő közti adhéziós erő erősebb, mint a vízmolekulák közötti kohéziós erő. Ez a folyamat játszódik le a növények belsejében is, a gyökerektől a növényi részekig. Térítsd el a csapvizet! (6.kép) A kísérlethez szükséges anyagok és eszközök: tálca, fésű, (a tisztasági felszerelésben van minden tanulónknál) vízsugár (természettudományi teremben a padok mellett beépített csap és csapvíz áll rendelkezésre) A kísérlet leírása: Fogjátok a kezetekbe a fésűtöket és dörzsölje mindenki a hajához! Nyissátok meg gyengéden a vízcsapot! Tartsd a fésűdet a vízsugár közelébe, de ne érjen hozzá a vízhez! Figyeld meg mi történik! Magyarázat: A víz a fésű irányába eltérült. Amikor a hajadon végighúztad a fésűdet, az feltöltődött elektromossággal. (Negatív lett a töltése.) Ahogy a vízsugár közelébe tetted a 22
fésűdet, a vízmolekulák negatív része elfordult, s a fésű felöl a pozitív töltések helyezkedtek el. A pozitív és a negatív töltések vonzzák egymást, és így a vízsugár elhajlott a fésű felé. Volt olyan tanuló, akinek többször meg kellett próbálnia (hozzáért a vízsugárhoz), de mindenkinek sikerült a tanulói kísérlete. Szeretnél mazsolát táncoltatni? (6.kép) A kísérlethez szükséges anyagok és eszközök: tálca, üvegpohár, néhány szem mazsola, szénsavas ásványvíz A kísérlet leírása: Tegyél a buborékos ásványvizet tartalmazó pohárba néhány szem mazsolát! Várj egy kicsit és figyeld meg mi történik? Magyarázat: A buborékokban levegő van, ami könnyebb mint a víz, ezért felfelé igyekszik. A buborékok rátapadnak a mazsolaszemekre, felemelik a víz színe felé, a felszínen kipukkadnak a buborékok, a mazsola pedig elsüllyed. Ezután újabb buborékok tapadnak a mazsolaszemekhez, felemelik őket a felszínre, és a tánc folytatódik tovább. Ez nagyon tetszett a tanulóknak, szenzációként élték meg, hogy "Táncolnak a mazsolák!" Mennyire gyorsak a vízmolekulák? - bemutató kísérlet A kísérletben azt mutattuk be, hogy a meleg víz molekulái gyorsabban mozognak, mint a hideg víz molekulái. A kísérlethez szükséges anyagok és eszközök: tálca, 2 db üvegpohár, hideg és meleg víz, céklalé (ételszínezék), szemcseppentő A kísérlet leírása: Azonos mennyiségű vizet töltök a poharakba, csak az egyik pohárba hidegvizet, a mások pohárba pedig meleget. Egy tanuló a víz hőmérsékletét tapintással "ellenőrizte" is. Mind a két pohárba szemcseppentővel 6-6 csepp céklalevet cseppentek, amelyen gyorsan csak tudok! Figyeljük meg, mi történik a céklalével mindkét pohárban! A meleg vízben gyorsabban terjedt a céklalé. A kísérlet magyarázata: A céklalé vízben oldódik, és mivel nagyobb a sűrűsége, mint a víznek a vízben lefelé vándorol. A meleg vízben azonban gyorsabban terjed, ennek oka, hogy a molekulái gyorsabban mozognak magasabb hőmérsékleten, mint az alacsonyabbon.
23
A tapasztalataink azt mutatják, hogy ezek a kísérletek megvalósíthatók az 1-2. évfolyamon, egyszerűek, de meg tudják fogalmazni már ők is, hogyan hajtották végre a kísérletet. A kolléga pedig az ő szókincsüknek és ismereteiknek megfelelően próbálta elmondani a magyarázatot. Rendkívüli érdeklődéssel figyeltek, kérdeztek és tisztelettudóan hallgatták a válaszokat. Utána még napokig a látottak "varázsa" alatt voltak, és kérdezgették: "Mikor lesz ilyen kíséretezés legközelebb?" Mi úgy gondoltuk, hogy a látottakat nem rögzítjük még írásban, hanem szóban mesélnek és beszélgetnek róla.
8.2. A 3-4. évfolyamon a következő kísérleteket készítettük elő: A 3-4. évfolyamon olyan kísérleteket választottunk, amelyek felkeltik az érdeklődésüket, kapcsolódnak a vízhez, a tanagyagot kiegészítik. A kísérletekhez szükséges anyagok és eszközök könnyen beszerezhetők. Tanulóink már feljegyzéseket is készítettek a környezet füzetben a kísérletekhez kapcsolódóan. A tanulói kísérleteket csoportban végezték el. A kísérletek után megpróbálták megfogalmazni a magyarázatot, ahol szükségesnek láttuk ezt a kolléga kiegészítette. •
Gumimacik a vízben - bemutató és tanulói kísérlet (az eredmény megtapasztalása érdekében több nappal előtte előkészítettük a kísérletet, és a jól látható eredményt ott is bemutattuk)
•
Egy pohár víz és a gravitáció - bemutató és tanulói kísérlet
•
Pezsgőtabletta különböző hőmérsékletű vízben - bemutató és tanulói kísérlet
•
Lebegtesd a tojásodat a vízben! - bemutató és tanulói kísérlet, bemutató kísérlet - 2. kísérlet
•
Miért lesz púpos a víz a pohárban? - bemutató és tanulói kísérlet
•
Építsünk sóhidat! - bemutató kísérlet (az eredmény megtapasztalása érdekében több nappal előtte előkészítettük a kísérletet, és a jól látható eredményt ott is bemutattuk már) Gumimacik a vízben (6.kép)
A kísérlethez szükséges anyagok és eszközök: tálca, 5 db macis gumicukor, üvegpohár, digitális konyhamérleg, víz, háztartási papírtörlő A kísérlet leírása: Töltsetek vizet az üvegpohárba! Vegyél 5db gumimacit és mérd le a digitális konyhamérlegen a súlyukat! Jegyezd fel a mért eredményt! Tedd bele a vizet tartalmazó pohárba a gumicukrokat! Figyeld meg mit tapasztalsz! 24
Ezeket, a tegnap óta vízben tárolt gumimacikat is mérd meg a digitális konyhamérlegen! Jegyezd fel a súlyukat! Milyen változást tapasztalsz a kétféle gumimacik között? Fogalmazzátok meg a tapasztalatotokat! A kísérlet magyarázata: A gumicukor a legtöbb cukorkával szemben nem oldódik fel a vízben, mivel a fő alkotóelemük a zselatin. Ennek az anyagnak a molekulái nem oldódnak vízben. A gumicukrot zselatin és víz összekeverése és felmelegítése során állítják elő. Amikor a keverék hűlni kezd, a víz kiszorul a gumicukorból, a zselatin pedig megkeményedik. Amikor a cukorkákat beletettük a vízbe, az ozmózis jelensége játszódott le, amely során a gumicukrok belsejébe elkezdett beáramlani a víz. Egy pohár víz és a gravitáció A kísérlethez szükséges anyagok és eszközök: tálca, üvegpohár, kartonpapír, víz A kísérlet leírása: A kísérlet elvégzése a tálca felett történik. Töltsétek tele a poharat vízzel! Tegye egyik tanuló a kartonpapírt az üvegpohár szájához úgy, hogy levegőbuborék ne kerüljön közéjük! Fordítsd fel az üvegpoharat! Vedd le a kezedet a kartonpapírról! Figyeld meg mi történik! A kísérlet magyarázata: Ha ügyes voltál, és jól végezted el a kísérletet, akkor a kartonpapír az üvegpohárra tapadt, és a víz nem folyt ki a pohárból. Mivel az üvegpohárban nincs levegő, így az üvegpoháron kívül a levegő nyomása nagyobb volt, mint a víz nyomása a poháron belül. Amennyiben levegőbuborék van a vízréteg és a kartonlap között, akkor a kísérlet nem működik, és az üvegpohárból kiölik a víz. Erre is volt példa, de legközelebb már ügyesen végrehajtották a tanulók a kísérletet. Pezsgőtabletta különböző hőmérsékletű vízben A kísérletezéshez szükséges anyagok és eszközök: tálca, 2 db üvegpohár, 2 db egyforma pezsgőtabletta, hideg víz, forró víz A kísérlet leírása: Tegyétek egymás mellé a két üvegpoharat! Az egyik pohárba hideg, a másik pohárba forró vizet öntsetek azonos mennyiségben! Mindkét pohárba egyszerre dobjatok egy-egy pezsgőtablettát! (Valaki mondja: most!) Figyeljétek meg, melyik tabletta oldódik fel gyorsabban! 25
A kísérlet magyarázata: A pezsgőtablettában citromsav (ez egy sav) és sütőszóda (ez egy bázis) található. A víz jelenlétében a sav és a bázis reakcióba (hatásba) lépett egymással a víz jelenlétében. A reakció során szén-dioxid gáz keletkezett. Ezért pezsgett a tabletta. Azért oldódott fel a forró vízben gyorsabban, mert az oldódás beindulásához hőre van szükség. A hideg vízben lassan ment az oldódás, míg a forró vízben azonnal elindult a folyamat. Lebegtesd a tojásodat a vízben! A kísérletezéshez szükséges anyagok és eszközök: tálca, egy üvegpohár, egy üvegtál, víz, sötét színű szörp, több evőkanálnyi só, különböző frissességű tojások (1 db friss tojás, 1 db több mint egyhetes, szobahőmérsékleten tárolt tojás) A kísérlet első részének leírása: Öntsetek kevés vizet a tálba és tegyétek bele a tojásokat! Öntsetek lassan tömény sós vizet a tojásokra! Figyeljétek meg mi történik! A kísérlet magyarázata: A friss tojás átlagsűrűsége nagyobb, mint a víz sűrűségek, ezért lesüllyed a víz aljára. A tojás egyik végében van egy kis levegővel telt üreg, minél régebbi a tojás, annál nagyobb ez a légkamra, vagyis több benne a levegő, ezért csökken a sűrűsége. Ezért minél régebbi a tojás, annál hamarabb feljön a víz színére. A záptojás már a csapvízben is azonnal felemelkedik a víz színére. A kísérlet második részének leírása: Egy fél pohár vízben alaposan elkeverek két evőkanál sót. Amikor a só feloldódott bele teszem a tojást. A tojás félig a vízbe merülve lebegni fog. Most a pohár belső falán sötét színű szörpöt csorgatok végig. A víz rétegződik, vagyis nem keveredik össze a szörp és a víz. A tojás nem jön fel a víz felszínére, akár napokig is lebegni fog a víz közepén. A kísérlet magyarázata: Minél sósabb a víz, annál nagyobb a benne lévő felhajtó erő. A Holttengernek annyira sós a vize, hogy el sem lehet merülni benne. Miért lesz púpos a víz a pohárban? A kísérletezéshez szükséges anyagok és eszközök: tálca, üvegpohár, 30-40 db gémkapocs A kísérlet leírása: Öntsétek meg az üvegpoharat színültig vízzel! Oldalról, szemmagasságból nézzétek meg, hogy valóban színültig van-e a pohár vízzel! Most valaki közületek óvatosan tegyen bele egy gépkapcsot! Mit tapasztaltatok? A víz nem borul ki a pohárból. Mit gondoltok, mennyi gémkapcsot tudnátok így beletenni még? Jegyezzétek fel a becsléseteket! Most pedig kezdjétek el egyenként beletenni a gémkapcsokat! Ha már nagyon sokat 26
beletettetek nézzétek meg óvatosan oldalról az üvegpoharat! Mit láttok? Látni fogjátok, hogy púpos lett a víz, de egy csepp víz sem csordul ki. A kísérlet magyarázata: A vízcseppek részecskéi ügyesen és erősen kapaszkodnak egymásba. Ez a jelenség a vízmolekulák kölcsönhatásából eredő felületi feszültség eredménye. Építsünk sóhidat! A kísérlethez szükséges eszközök és anyagok: tálca, tányér, 2 szál pamutfonal (tiszta pamut), 2 db üvegpohár, 2 evőkanál só A kísérlet leírása: A poharakat a tálcára helyezem. Mindkét pohárba öntök 100 ml forró vizet, majd feloldok benne két-két kanál sót. Így nagyon tömény sóoldat lesz a poharakba. A fonalak egyik végét az egyik, a másikat pedig a másik pohárba teszem. A tálcát meleg helyre helyezem és több napig várok. Mi fog történni? Mit gondolsz? A kísérletet előre elvégeztük, így azt is be tudtuk mutatni, mi fog történni pár nap múlva. A kísérlet magyarázata: A pamutfonal felszívja az oldatot, középen az oldatból egyrészt elpárolog, másrészt a tálcára csöpög a víz, a fonalon pedig kicsapódik a kristályos só. A cseppkőbarlangokban is hasonlóképpen keletkeznek a cseppkövek. Tanulóink minden kísérletről és a tapasztalataikról feljegyzést készítettek a környezet füzetükben. A szorgalmi feladatot papírra nyomtattuk, és ezzel is sokan foglalkoztak otthon. A kísérletek közül leginkább a sóhidat, a "púpos vizes poharat" és a gravitáció és a vizespohár kapcsolatát találták érdekesnek és izgalmasnak. A tanulói kísérleteket meg tudták valósítani, minden tanuló aktívan részt vett a kísérletezésben.
27
9. Összegzés A természettudományok iránti érdeklődés felkeltése az alsó tagozatos oktató-nevelő munka fontos feladata. Az új szemléletformálással, változatos módszerekkel és a motiváció fenntartásával hozzájárulhatunk ahhoz, hogy megújuljon a természettudományok oktatása hazánkban. Az
oktatással
foglalkozó
szakemberek
fontos
gondolatokat
vetettek
fel
a
természettudományos nevelés pedagógiai hátterével kapcsolatosan, helyzetelemzést adtak és megoldási javaslatokat terjesztettek elő a természettudományok eredményes oktatásához. Az alsó tagozatban a környezet tantárgy tananyaga, változatos feldolgozási módszerei mindmind hozzájárultak és hozzá fognak járulni, hogy a tanulók kedvet kapjanak a természettudományokkal
való
foglalkozással.
Az
elbeszélés,
leírás,
megfigyeltetés,
beszélgetés, vita, mérés, tanulmányi séta, didaktikai játékok, és kísérletezés sikeressége a környezetismeret tananyagának elsajátításában és a természettudományok iránti érdeklődés felkeltésében már eddig is sikeresnek bizonyultak és fontosságukat ezt követően sem lehet kétségbe vonni. Az utóbbi időben a természettudományok társadalomorientált oktatása új szemléletmódot követel meg a pedagógusoktól. Előtérbe került a környezeti nevelés fontossága, a természettudományos
tudáselemek
társadalmi
kontextusba
történő
tanítása,
s
problémamegoldó gondolkodás érvényesítése egyre fontosabb feladat lesz a jövőben. E feladatoknak az alapozásához járul hozzá az alsó tagozaton elvégzett alapozó munka. A felső tagozat erre tud építeni a természetismeret, földrajz, biológia, fizika, kémia és matematika tantárgyak tananyagában. Az érdeklődés felkeltéséhez már ezen a tagozaton új módszerek és munkaformák alkalmazása jelent meg. Kedvező tapasztalatunk van a projekt módszer, a páros és csoportmunkában történő tananyag feldolgozásban és az erdei iskolákkal kapcsolatosan. A felsős kollégákkal együttműködve dolgozunk azon, hogy a természettudományok oktatása és tanulása valódi élményt és kalandot jelentsen mindegyikünk számára.
28
10.
Felhasznált irodalom:
Dr. Borvendég Mária - Doba László - Dr. Harag Ferenc - Dr. Jámbor Balázs - Szabó Péter: A környezetismeret tanításának módszertana, Kaposvár, 2000. Lénárd Gábor: Természet-játék-tapasztalat (Természetismereti vizsgálatok 1-3. osztályosok számára), OKM-MKM Bp., 1991. Radnóti Katalin: A természettudomány tanítása (Szakmódszertani kézikönyv és tankönyv), Szeged, 2014. David Burnie: Barangolás a természet világában, Bp., 1992. Heather Amery: Mindentudó könyvek - Kísérletek, Bp., 1989. Rainer Köthe: Első kísérletek könyve, Bp., 2006. Sonja Floto-Stammen, Ulrike Berger: Kísérletek konyhai alapanyagokkal, Bp., 2010. Dr. Gyarmati Zsuzsanna: A kísérletezés varázslatos világa, Bp., 2014. Antal Judit: Mi lennék, ha VÍZ-ből lennék?, Győr, 2013. Falus Katalin - Vajnai Viktória: Kompetenciafejlesztés projektmódszerrel, Bp., 2008. Falus Iván: Didaktia, Bp., 2003. Béni Kornél - László Ádám: Természettudomány 4. Bp., 2014.
29
Mellékletek
1.Élőlények megfigyelése
2.Mérés 30
3.A csírázás feltételeinek vizsgálata
4.Plakát készítése
31
5.Tanulmányi kirándulás
32
6.Kísérletek
Hogyan vándorol a víz?
Térítsd el a csapvizet!
Mazsolatáncoltatás!
Gumimacik a vízben!
Felhasznált irodalom: Dr. Gyarmati Zsuzsanna: A kísérletezés varázslatos világa Bp., 2014. Sonja Floto-Stammen - Ulrike Berger: Kísérletek konyhai alapanyagokkal Cser Kiadó, Bp., 2010.
33
7.Szorgalmi feladat
Béni Kornél - László Ádám: Természettudomány 4. Napvilág Kiadó, Bp., 2014.
34
