Ministerul Educaţiei şi Cercetării, Facultăţii de Psihologie şi Ştiinţe ale Educaţiei Pedagogia Învăţământului Primar şi Preşcolar,
Învăţământul la Distanţă
ŞTIINŢE. METODICA ŞI PRACTICA PREDĂRI ŞTIINŢELOR ÎN ÎNVĂŢĂMÂNTULUI PREŞCOLAR ŞI PRIMAR
Tudományok és környezetismeret. A tudományok és környezetismeret módszertana az óvodában és az elemi oktatásban.
Carmen TICĂ 2007 Átdolgozta, javította, szerkesztette Dr. László Enikő 2008
TARTALOMJEGYZÉK Bevezetés .............................................................................................................................4 1. TANULÁSI EGYÉG - Fizikai és kémiai jelenségek...................................................5 1. 1.Tanulási egység követelményei ........................................................................5 1. 2. Tömeg.Térfogat. Sürüség.................................................................................5 1. 2. 1. Testek tömege ...........................................................................................5 1. 2. 2. Testek térfogata........................................................................................ 6 1. 2. 3. Testek sűrűsége.........................................................................................7 1. 3. Halmazállapotok. Halmazállapot-változások ..................................................9 1. 3. 1. Olvadás.Szilárdulás.............................................................................…10 1. 3. 2. Párolgás. Lecsapódás ..............................................................................10 1. 3. 3. A víz körforgása a természetben.............................................................11 1. 4. Anyagok és keverékek ...................................................................................13 1. 5. A keverékek összetevőinek elkülönítése .......................................................15 1. 5. 1. Dekantálás...............................................................................................15 1. 5. 2. Szűrés......................................................................................................16 1. 5. 3. Kristályosítás...........................................................................................17 1. 5. 4. Desztilláció (lepárlás.) ...........................................................................17 1. 6. Oldatok...........................................................................................................17 1. 7. Önértékelő tesztek és gyakorlatok megoldása, magyarázata ........................21 1. 8. Ellenőrző dolgozat .........................................................................................23 Válogatott könyvészet............................................................................................24 2. TANULÁSI EGYSÉG - Növények .............................................................................25 2. 1. Tanulási egység követelményei .....................................................................25 2. 2. Virágos növény felépítése..............................................................................26 2. 3. Gyökér............................................................................................................26 2. 4. Szár ................................................................................................................29 2. 5. Levél ..............................................................................................................31 2. 6. A levél szerepe...............................................................................................34 2. 6. 1. Fotoszintézis ...........................................................................................34 2. 6. 2. Légzés .....................................................................................................36 2. 6. 3. Párologtatás.............................................................................................36 2. 7. A virág ..........................................................................................................39 2. 8. A termés és a mag .........................................................................................40 2. 9. A növények érzékenysége és mozgása .........................................................43 2. 10. Fontosabb növénycsoportok ........................................................................46 2. 11. Önértékelő tesztek és gyakorlatok megoldása, magyarázata.......................47 2. 12. Ellenőrző dolgozat ......................................................................................49 Válogatott könyvészet............................................................................................50
2
3. TANULÁSI EGYSÉG - Állatok .................................................................................51 3. 1. Tanulási egység követelményei .....................................................................52 3. 2. Az állati szervezet felépítése .........................................................................52 3. 3. Kapcsolatteremtő életműködések ..................................................................53 3. 3. 1. Mozgás....................................................................................................53 3. 3. 2. Érzékenység ...........................................................................................54 3. 4. Anyagforgalmi életműködések ......................................................................57 3. 4. 1. Emésztés .................................................................................................57 3. 4. 2. Légzés ....................................................................................................58 3. 4. 3. Vérkeringés .............................................................................................58 3. 4. 4. Kiválasztás ..............................................................................................59 3. 5. Szaporodási életműködések ...........................................................................60 3. 6. Állatvilág-gerinctelenek.................................................................................62 3. 6. 1. Szivacsok ................................................................................................62 3. 6. 2. Tömlősök ................................................................................................62 3. 6. 3. Férgek ....................................................................................................63 3. 6. 4. Puhatestűek ............................................................................................64 3. 6. 5. Ízeltlábúak..............................................................................................65 3. 6. 6. Tüskésbőrűek ..........................................................................................67 3. 7. Állatvilág- gerincesek ....................................................................................68 3. 7. 1. Halak .......................................................................................................69 3. 7. 2. Kétéltűek ................................................................................................69 3. 7. 3. Hüllők .....................................................................................................70 3. 7. 4. Madarak ..................................................................................................71 3. 7. 5. Emlősök .................................................................................................72 3. 8. Önértékelő tesztek, gyakorlati alkalmazások megoldásai, magyarázatok .....75 3. 9. Ellenőrző dolgozat .........................................................................................78 Válogatott könyvészet............................................................................................80 4. TANULÁSI EGYSÉG- A tudományok és környezetismeret módszertana az óvodában és az elemi oktatásban....................................................................................81 4. 1. Tanulási egység követelményei .....................................................................81 4. 2. Környezetismeret / természetismeret tanításának módszertana.....................82 4. 3. Az iskoláskorú gyermek pszichológiai sajátosságai .....................................82 4. 4. Tantárgyak bemutatása, Környezetismeret ( I osztály és II osztály) és Természetismeret (III osztály és IV osztály ) ...................................................................84 4. 5. Didaktikai tevékenység tervezése .................................................................85 4. 5. 1. Iskolai tanterv..........................................................................................85 4. 5. 2. Kalendarisztikus tervezés........................................................................91 4. 5. 3. Tanulási egység tervezése.......................................................................94 4. 5. 4. Környezetismeret / természetismeret leckék tervezése..........................99 4. 6. Környezetismeret az óvodában ....................................................................108 4. 6. 1. Környezetismereti tevékenységek jelentősége az óvodában ................108 4. 6. 2. Az óvodáskorú gyermek pszichológiai sajátosságai.............................109 4. 6. 3. Környezetismereti tevékenységek jelentősége, követelményei és tartalma az óvodában ..........................................................................................109
3
4. 6. 4. Környezetismereti tevékenységek tervezése ........................................113 4. 7. Önellenőrző tesztek megoldásai és magyarázata ........................................121 4. 8. Ellenőrző dolgozat .......................................................................................121 Válogatott könyvészet..........................................................................................122 Általános könyvészet..........................................................................................122
BEVEZETÉS A jegyzet a vidéki oktatási program keretében távoktatáson, óvodai és iskolai pedagógia területén szakosodó hallgatók számára készült. A jegyzet 4 tanulási egységből áll, mindenik ellenőrző dolgozattal végződik. Az ismeretanyag két fontos területet ölel fel. A tudományok és környezetismeret fejezet ( 1, 2, 3 tanulási egység) alapvető ismereteket nyújt a természettudomány területéről, a Tudományok és környezetismeret tanításának módszertana fejezet pedig ötleteket kínál változatos, tanítási-tanulási tevékenységek megszervezésére az óvodában és az iskolában. Minden tanulási egység tartalmaz: . - alapvető ismereteket; . - gyakorlati alkalmazásokat . - önértékelő teszteket . - ellenőrző dolgozatot. •.A tanulási egységek tartalmánál figyelembe vettük a rendszeresség, érthetőség és fokozatosság elvét. A javasolt gyakorlati alkalmazások kevés, könnyen beszerezhető anyaggal megvalósíthatók és az a szerepük, hogy a természettudományokra jellemző kutatási, kísérletezési technikákban jártassá tegyenek. Az önértékelő tesztek a tanulási egységek követelményeivel összhangban készültek, céljuk az ismeretek elmélyítése, alkalmazása. A válaszok és magyarázatok lehetővé teszik a periodikus önellenőrzést. A fejezetek végén levő ellenőrző dolgozatok (30, 70, 110, 163 oldal) világos követelményeket, utasításokat és értékelési kritériumokat tartalmaznak. A papírra szerkesztett dolgozatokat a tutor értékeli. A végső jegy 50%-át az ellenőrző dolgozatok képezik, a másik 50%- ot a vizsgajegy teszi ki. Hatékonyabb tanulás érdekében a hallgatók használhatják a könyvészetben megjelölt más információforrásokat is (botanikai atlasz, zoológiai atlasz, anatómiai atlasz, enciklopédiák, szakfolyóiratok, Internet stb.).
4
Bevezetés .............................................................................................................................4 1. TANULÁSI EGYÉG - Fizikai és kémiai jelenségek...................................................5 1. 1.Tanulási egység követelményei ........................................................................5 1. 2. Tömeg.Térfogat. Sürüség.................................................................................5 1. 2. 1. Testek tömege ...........................................................................................5 1. 2. 2. Testek térfogata........................................................................................ 6 1. 2. 3. Testek sűrűsége.........................................................................................7 1. 3. Halmazállapotok. Halmazállapot-változások ..................................................9 1. 3. 1. Olvadás.Szilárdulás.............................................................................…10 1. 3. 2. Párolgás. Lecsapódás ..............................................................................10 1. 3. 3. A víz körforgása a természetben.............................................................11 1. 4. Anyagok és keverékek ...................................................................................13 1. 5. A keverékek összetevőinek elkülönítése .......................................................15 1. 5. 1. Dekantálás...............................................................................................15 1. 5. 2. Szűrés......................................................................................................16 1. 5. 3. Kristályosítás...........................................................................................17 1. 5. 4. Desztilláció (lepárlás.) ...........................................................................17 1. 6. Oldatok...........................................................................................................17 1. 7. Önértékelő tesztek és gyakorlatok megoldása, magyarázata ........................21 1. 8. Ellenőrző dolgozat .........................................................................................23 Válogatott könyvészet............................................................................................24 1. 1. Tanulási egység követelményei A tanulási egység alatt és végén a hallgató képes lesz: . - szakszerű magyarázatot adni a fizikai és kémiai folyamatokra; . - alkalmazni az irányított kísérletezést és kutatást a fizikai és kémiai folyamatok kimutatására, magyarázatára; - elméleti és gyakorlati feladatokat megoldani. 1. 2. Tömeg. Térfogat. Testek sűrűsége. 1. 2. 1. Testek tömege Egy test bármely időintervallumban nyugalomban van, ha az adott időintervallum minden pillanatában ugyanazt a helyet foglalja el egy vonatkoztatási testhez képest. Egy test bármely időintervallumban mozgásban van, ha az adott időintervallum különböző pillanataiban más-más helyet foglal el a vonatkoztatási testhez képest. Ahhoz, hogy egy testet mozgásba hozzunk, megállítsunk, vagy megváltoztassuk pályáját hatnunk kell rá. A test ellenáll, visszahat minden külső hatásra amely nyugalmi állapotát, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását megváltoztatja. Az egyenes vonalú egyenletes mozgás esetén a test pályája egy egyenes, sebessége állandó. A tehetetlenség a test azon tulajdonsága, hogy megtartja nyugalmi állapotát, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását külső ráhatás hiányában és ellenáll minden olyan hatásnak, amely egyenes vonalú egyenletes mozgási irányának megváltoztatására kényszeríti.
5
A tömeg a test tehetetlenségének mértéke. Mértékegysége a kilogramm. A testek tömegének meghatározása A testek tömegét mérleggel mérjük. Leggyakrabban az egyenlőkarú mérleget használjuk. Mérés során egy test tömegét összehasonlítjuk a hitelesített mérőtömegekkel (ismert tömegű testek, amelyeken fel van tüntetve tömegük értéke). Az egyenlőkarú mérleg tányérjára helyezett testek akkor vannak egyensúlyban, ha a tömegük egyenlő. Figyelem! Nem tévesztendő össze a test tömege a test súlyával! A test súlya az az erő, amellyel a Föld vonzza a testet. Gyakorlati alkalmazások Próbálj meg minél több kísérletet elvégezni a javasoltak közül. Az eredményeket, magyarázatokat csak azután olvasd el, miután lejegyezted saját megfigyeléseidet. Kísérlet: Testek tehetetlenségének kimutatása Szükséges anyagok: egy pohár víz Mit kell tenned? -mozgasd a poharat vízszintes irányban az asztalon; -figyeld meg mi történik a víz felületével ha növeled, vagy csökkented a pohár haladási sebességét; Mit figyeltél meg? Megfigyeléseidet írd a pontozott helyre! ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………. Ha a poharat hirtelen mozgásba hozzuk a víz hátul, a mozgással ellentétes irányban kiömlik, mivel tehetetlensége folytán megpróbálja megőrizni nyugalmi állapotát. A pohár hirtelen megállításakor a víz elől ömlik ki, mivel folytatni próbálja egyenes vonalú egyenletes mozgását. Tehát a testek ellenszegülnek azoknak a külső hatásoknak, amelyek próbálják nyugalmi- vagy mozgásállapotukat megváltoztatni. 1. 2. 2. Testek térfogata Minden test helyet foglal el a térben, tehát térfogata van. A térfogat 3
mértékegysége a m . A szabályos mértani testek térfogatát matematikai képletek segítségével számíthatjuk ki ( kocka, henger, gömb, stb. térfogata). A szabálytalan testek térfogatát mérőhenger segítségével határozzuk meg a következőképpen: - a mérőhengerbe vizet öntünk, majd leolvassuk a vízszintet; ez mutatja a víz térfogatát; - beletesszük a vízbe azt a testet, amelynek meg szeretnénk határozni a térfogatát, majd leolvassuk a vízszintet. Megkapjuk a hengerben levő víz és a test össztérfogatát; - ebből az értékből kivonjuk az előző értéket és így megkapjuk a test térfogatát.
6
Gyakorlati alkalmazások Kísérlet: Szilárd testek térfogatának meghatározása. Szükséges anyagok: mérőhenger, víz, burgonya. Határozd meg a burgonya térfogatát az előzőekben ismertetett módszer szerint. Megfigyeléseidet írd a pontozott helyre! ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 1.2.3. Testek sűrűsége Gyakorlati alkalmazások Kísérlet: Testek tömege Szükséges anyagok: két különböző anyagból készült kocka (fa és ólom), egyenlőkarú mérleg, vagy rugósmérleg. Mit kell tenned? -mérd meg a két test tömegét! Mit figyeltél meg? Megjegyzéseidet írd a megjelölt helyre. ................................................................................................................................................ A két kocka mérése után megállapíthattad, hogy az ólomból készült kocka tömege sokkal nagyobb a fakockáénál Ez azzal magyarázható, hogy az ólom részecskéi sokkal közelebb vannak egymáshoz, mint a fáé. Tehát az ólom sűrűsége nagyobb, mint a fa sűrűsége. A sűrűség az a fizikai mennyiség, amely a testet felépítő anyagot jellemzi. A sűrűség a test tömegének és térfogatának az aránya. ρ-vel jelöljük (ro), a 3
3.
mértékegysége kg/m vagy g/ cm 3
3
1 kg/m a sűrűsége annak az 1 m térfogatú testnek, amelynek tömege 1 kg. 3
3
A víz sűrűsége 1000 kg/m , vagyis 1 m víz tömege 1000 kg. Az 1.1. táblázat segítségével összehasonlíthatod a különböző anyagok sűrűségét. Anyag Étolaj Benzin Jég Víz Tej Üveg Alumínium Acél Vas
Sűrűség kg/ m 800 800 917 1000 1030 2500 2700 7800 7880
3
7
Ezüst Ólom Higany Arany Platina
10500 11350 13550 19310 21460
1. Táblázat Az ólom nagyobb sűrűségű, mint az ezüst, a vas, az acél, az alumínium és az üveg, de kisebb, mint a platina, az arany és a higany sűrűsége. Tekintettel nagy sűrűségére, az ólom sugárzás elleni védőpajzsok készítésére is alkalmas (a rádioaktív anyagokat ólommal bélelt különleges tárolóedényekben szállítják). Az alumínium sűrűsége kicsi, ezért nagyon könnyű. Más fémekkel ötvözve alkalmas olyan, gépek, berendezések gyártására, amelyeknél feltétel az alacsony tömeg, mint például a repülőgépek. . Testek úszása és merülése. Valószínűleg észrevetted, hogy egy test könnyebbnek tűnik a vízben, mint a levegőben; hogy egy vasból készült test elmerül a vízben, míg egy fából készült fennmarad a víz színén. Ahhoz, hogy egy labdát a víz alatt tartsunk, erővel kell hatnunk rá. Amikor az erőhatás megszűnik, a labda azonnal a felszínre jön. Úszás/ merülés, Arkhimédesz törvénye. Gyakorlati alkalmazások A hidrosztatikus nyomás következtében a folyadékok nyomást gyakorolnak azokra a testekre, amelyekkel kölcsönhatásba kerülnek. A folyadékban található testekre ható hidrosztatikai nyomásból származó nyomóerők eredőjét hidrosztatikai felhajtóerőnek (archimédesi erőnek) nevezzük.Ez függőleges irányú, és lentről felfelé hat. A hidrosztatikai felhajtóerő támadópontját nyomásközéppontnak nevezzük. Ha a test homogén és teljesen a folyadékba merül, akkor ez a pont egybeesik a test súlypontjával. Arkhimédesz törvénye. Minden folyadékba merülő testre felhajtóerő hat, amely számszerűen egyenlő az általa kiszorított folyadék súlyával. Vízbe merülés esetén is hat minden testre a gravitációs erő (a Föld vonzereje). Ha a test súlya kisebb a hidrosztatikai felhajtóerőnél, a felszínre emelkedik, miközben egy része a vízbe süllyedve marad. Az elmerült rész akkora térfogatú folyadékot szorít ki, hogy annak súlya egyenlő legyen a test súlyával. Ebben az esetben a test úszik a felszínen. A hajók is úsznak a vízen, bár a víznél sokkal nagyobb sűrűségű anyagból készülnek. Alakjuk, valamint számos levegővel teli térségük miatt nagyon nagy térfogatú vizet szorítanak ki, nagyobbat, mint a felépítésükre használt anyagok térfogata. Így a hajó sűrűsége a víz sűrűségénél kisebb lesz. A túlterhelés a hajók elsüllyedéséhez vezet. Ennek elkerüléséért a hajók oldalára egy vonalat festenek, amely a megrakott hajó maximális merülését jelöli (merülési vonal). A folyadékok sűrűségét sűrűségmérővel mérjük. A sűrűségmérésnek számos alkalmazási területe van. Ezzel állapítjuk meg a tej és
8
a fagyálló folyadék minőségét, az italok alkoholtartalmát, az autók akkumulátorának állapotát. A gyógyászatban sűrűségméréssel szerzünk tudomást a testfolyadékok (vér, vizelet) állapotáról. Mivel a vér sűrűségét a benne található vörös vértestek koncentrációja befolyásolja, a vér sűrűségének csökkenése vérszegénységre utal. Bizonyos betegségek az ásványi sók fokozott ürítésével járnak. Ezekre a vizelet sűrűségének növekedése hívja fel a figyelmet. Arkhimédesz törvénye a gázokra is érvényes. Hidrogénnel, vagy héliummal (levegőnél kisebb sűrűségű gázok) töltött ballonok a felhajtóerő következtében a magasba emelkednek. 1. Önértékelő teszt 1. Két azonos térfogatú test tömege különböző. Melyiküknek nagyobb a sűrűsége? 2. Két azonos tömegű test térfogata különböző. Melyiküknek nagyobb a sűrűsége? A választ írd a kijelölt helyre. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ 3. A folyadékokra vonatkozó kijelentések közül melyik helyes? a. A folyadék tömegét megduplázva a sűrűsége is megduplázódik; b. Egy folyadék sűrűsége nem függ a tömegétől c. Egy folyadék sűrűsége nem függ a térfogatától; d. A folyadék térfogatát megduplázva duplázódik a sűrűsége is; e. Megduplázva a folyadék térfogatát sűrűsége kétszeresen csökken. 4. Olvasd el figyelmesen a következő kijelentéseket és állapítsd meg melyik helyes és melyik helytelen válasz (I – Igaz, H – Hamis): a. Az ólom sűrűsége nagyobb, mint a műanyagé. I / H 3
3
b. Egy cm fa súlya ugyanannyi, mint egy cm vasé. I / H; c. A sűrűség egy fizikai mértékegység, amely a testek anyagát jellemzi. I / H A válaszok és magyarázatok a 21. oldalon találhatók. 1. 3. Halmazállapotok. Halmazállapot-változások A természetben az anyagok különböző halmazállapotban fordulnak elő. A halmazállapotok lehetnek: szilárd, cseppfolyós és gáz. Az anyagi testek, halmazállapotuk függvényében különböző tulajdonságokkal rendelkeznek: a szilárd testeknek meghatározott alakjuk és térfogatuk van, a cseppfolyós testek alakja változó, térfogata állandó (felveszik annak az edénynek az alakját amelyben találhatók). A gázoknak sem meghatározott alakjuk (felveszik annak az edénynek az alakját, amelyben találhatók), sem meghatározott térfogatuk nincs (kiterjednek).
9
Ezek a tulajdonságok a test molekulái (szabad szemmel nem látható, parányi részecskék) közti kölcsönhatásoknak tulajdoníthatók Egy anyagi test létezhet szilárd, cseppfolyós vagy gáz halmazállapotban. Ez azonban olykor megváltozhat. Például a víz szilárd (jég), cseppfolyós (víz) vagy gáz halmazállapotú (vízpára) is lehet. A halmazállapot-változást a test és környezete közötti hőcsere okozza. 1. 3. 1. Olvadás. Megszilárdulás. Olvadás Egy anyag szilárd halmazállapotból cseppfolyós halmazállapotba való átalakulását olvadásnak nevezzük (például a naftalin szilárd halmazállapotúból cseppfolyóssá válása, a jég olvadása). Az olvadáshoz a testek hőt vesznek fel. Megszilárdulás Egy anyag cseppfolyós halmazállapotból szilárd halmazállapotba való átalakulását megszilárdulásnak (fagyásnak) nevezzük. Ez az olvadással ellentétes folyamat. A megszilárdulás hőleadással jár (például a víz szilárd halmazállapotúvá válik – jég, a naftalin cseppfolyós halmazállapotúból szilárd lesz). Azt a hőmérsékletet, amelyen egy anyag olvadásnak indul vagy megszilárdul olvadáspontnak vagy fagyáspontnak nevezzük. Ez minden anyagra jellemző: 0
- a naftalin olvadási (megszilárdulási) hőmérséklete: -80 C 0
- a jég olvadási (megszilárdulási) hőmérséklete: 0 C. Az olvadás (megszilárdulás) alatt az anyag térfogata változik. Olvadással általában nő a térfogat, megszilárdulással pedig csökken. Kivételt képez a víz, amelynek térfogata fagyással (megszilárdulással) növekszik. Ez a térfogatnövekedés okozza a vízvezetékcsövek elrepedését, ha azokat nem ürítik ki, mielőtt a hőmérséklet 0
0 C alá csökken. A nehéziparban a fémek olvadásának, megszilárdulásának jelenségét különböző alkatrészek és tárgyak öntésére alkalmazzák. 1. 3. 2. Párolgás. Lecsapódás. Valamely folyadék gáz halmazállapotúvá való átalakulását párolgásnak nevezzük. Ez a folyadékok szabad felszínén történik. Amikor a folyadék egész tömegében történik a párolgás, akkor forrásról beszélünk. Forrás következtében a víz gázhalmazállapotba megy át. Minden folyadék egy meghatározott hőmérsékleten kezd forrni (például a víz 0
0
forráspontja100 C, az alkoholé 78 C). A lecsapódás Bizonyos folyadékok (aceton, alkohol) szobahőmérsékleten könnyen elpárolognak. Ezeket illékony anyagoknak nevezzük. A párolgás gyorsabb, ha a folyadék felülete nagyobb (egy széles edényből hamarabb elpárolog az alkohol mint egy kémcsőből). A párolgás felgyorsul, ha a levegő mozgása eltávolítja a képződött vízpárákat (például megszáradnak a nedves ruhák). A párolgás gyorsabb, ha a környezet hőmérséklete magasabb (tavak, folyók, tengerek és óceánok 10
gyorsabban párolognak meleg napokon). A párolgás hőelvonással járó folyamat. Egy anyag gáz halmazállapotúból szilárd halmazállapotúvá való alakulását lecsapódásnak nevezzük. Ha a konyhában vizet forralunk egy edényben, az ablakon vékony vízréteg jelenik meg. Ha hideg ablakra, szemüveglencsére vagy tükörre lehelünk, az bepárásodik. Tehát a kilélegzett levegő vízpárái lecsapódnak a tárgyakon, cseppfolyósakká válnak. A lecsapódás hőleadással jár. Egyes anyagok (jód, naftalin, kámfor) szilárd halmazállapotúból képesek közvetlenül gázhalmazállapotba átalakulni, ezt a folyamatot szublimációnak nevezzük. A fordított folyamatot a deszublimáció, és ez a gázhalmazállapotból szilárd halmazállapotba való átalakulást jelenti. A széndioxid kondenzációja révén mesterséges hó nyerhető. Következésképpen: hőleadás vagy hőelvonás révén a testek változtatni tudják halmazállapotukat. 1. 3. 3. A víz körforgása a természetben A légkör hőmérséklet-változásainak függvényében a természetben a víz egyik halmazállapotból a másikba alakul. A Nap melegének hatására a tavak, tengerek, óceánok vize párolgásnak indul. A vízpárák felemelkednek a levegőbe és felhőket hoznak létre. A szél különböző magasságokba viszi a felhőket. A felhőkből a csapadék eső, vagy hó formájában hull le. A csapadékot a lecsapódó vízpárák hozzák létre, amikor hideg levegőréteggel találkoznak. Hideg éjszakákon a levegő vízpárái a hideg testekkel 0
érintkezve lecsapódnak, így keletkezik a harmat, 0 C alatt pedig a dér. 0
Télen, 0 C alatti hőmérsékleten a vízcseppek különböző alakú és méretű jégkristályokká alakulnak, így keletkeznek a hópelyhek. Az esőből valamint a hóolvadásból származó víz újból a tengerekbe, óceánokba, folyókba vagy a talajba kerül. A víz a természetben, egyik halmazállapotból a másikba alakulva, állandó körforgásban van. Ezt a víz körforgásának nevezzük. Évente mintegy 3
450000- 500000 km víz párolog el és hull vissza a földre csapadék formájában. Gyakorlati alkalmazások Kísérlet: A gázhalmazállapot kimutatása. Szükséges anyagok: kémcső, mindkét felén nyitott cső, vízzel telt pohár Mit kell tenned? - próbálj meg behelyezni egy szájával lefelé fordított kémcsövet egy vízzel telt pohárba! - ismételd meg a kísérletet mindkét végén nyitott kémcsővel! . Mit tapasztalsz? Magyarázd meg a jelenséget. Megfigyeléseidet írd a pontozott helyre! . ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… ……………
11
Következtetés A víz nem hatol be a kémcsőbe, mert azt levegő tölti ki. A levegő egy gázhalmazállapotú anyag. Mint minden gáznak, a levegőnek sincs önálló alakja, ezért felveszi annak az edénynek az alakját, amelyben található. A mindkét végén nyitott kémcső esetében a víz felemelkedik a kémcsőben, és kiszorítja a levegőt a külső környezetbe. Kísérlet: Az olvadás jelenségének kimutatása. Szükséges anyagok: két kémcső, kémcsőfogó, borszeszégő, naftalin kristályok, viasz. Mit kell tenned? - egyik kémcsőbe tegyél naftalinkristályokat, a másikba viaszt; - borszeszégő lángjánál melegítsd a kémcsöveket és mérd meg a két anyag olvadásához szükséges időt. Mit tapasztalsz? Megfigyeléseidet írd a kijelölt helyre! .…………………………………………………………………………………………… …………………………………………............................................................................. .................… .....................................................................................................………………………… … Következtetés A naftalin és a viasz olvadási ideje nem azonos, mivel az olvadásukhoz szükséges hőmennyiség különböző. Kísérlet: A folyadékok párolgási sebességének kimutatása. Szükséges anyagok: három kémcső, három tányér, aceton, alkohol, víz Mit kell tenned? -tölts azonos térfogatú (5 ml ≈1 kiskanál) acetont, alkoholt és vizet a három azonos méretű tányérba; - jegyezd fel a párolgás idejét. - ismételd meg a kísérletet kémcsövekkel is. Mit tapasztaltál? Megfigyeléseidet írd a pontozott helyre! . ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… Következtetések: az alkohol gyorsabban párolog a víznél és lassabban az acetonnál. A párolgási sebesség a folyadék természetétől és a párolgási felülettől függ.(a tányérban levő folyadék gyorsabban elpárolog, mint a kémcsőben levő).
12
2. Önértékelő teszt I. Társítsd a számokat a megfelelő betűkhöz! 1 2 3
Olvadás Lecsapódás Megszilárdulás
a. cseppfolyós halmazállapotból szilárdba való átmenet b. gázhalmazállapotból cseppfolyósba való átmenet c. szilárd halmazállapotból cseppfolyósba való átmenet d. cseppfolyós halmazállapotból gázhalmazállapotba való átmenet II. Válaszolj a következő kérdésekre: 1. A ruhásszekrénybe naftalint teszünk a molyok ellen. Bizonyos idő elteltével a kristályok eltünnek, bár a naftalin szaga még érződik. Mivel magyarázható a jelenség? ……………………………………………………………………………………… ……………… ……………………………………………………………………………………………… ……… …………………………………………………………………………………………….. 2.Miért száradnak meg gyorsabban a ruhák, ha fúj a szél? ……………………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… ……………… …………………………………………………………………………………………….. 3.Miért törik el a vízzel teli üveg, ha fagyasztóba tesszük? ……………………………………………………………………………………… ……………… …………………………………………………………………………………………… ………… …………………………………………………………………………………………….. III. Magyarázd meg a víz körforgását a természetben! . A válaszok és magyarázatok a 21. oldalon találhatók. 1. 4. Anyagok és keverékek Környezetünkben minden anyagból van. A testek az anyag körülhatárolt részei (például egy kő, egy pohár víz, egy léggömbben levő levegő, stb.). A változatos összetételű, heterogén anyagot összetett anyagnak nevezzük (például
13
fa, üveg, cement). Az egyszerű anyagok homogének, állandó összetételűek (például : oxigén, széndioxid, nitrogén, víz, arany, ezüst stb.). Az anyagok parányi, szabad szemmel nem látható részekből, ún. molekulákból állanak. A molekulákat egy vagy több atom építi fel. A körülöttünk levő minden test atomokból és molekulákból áll, amelyek állandó mozgásban vannak. Még a szilárd testek molekulái is folytonosan mozognak, de ez szabad szemmel nem látható, mivel a molekulák által megtett távolság igen kicsi. A levegő is molekulákból (oxigén, nitrogén) és atomokból (pl. argon) áll. Ezek meglehetősen gyorsan mozognak anélkül, hogy észrevennénk őket. Állandó mozgásuknak köszönhetően egyik anyag molekulái könnyen keverednek más anyag molekuláival. Azt a jelenséget, amelynek eredményeként egy anyag molekulái behatolnak egy másik anyag molekulái közé, diffúziónak nevezzük. Ezzel magyarázható, hogy a benzinkutak közelében állandóan jellegzetes benzinszag érződik. A diffúziónak köszönhetően a forró vízbe tett teafűvel illatos teát készíthetünk. A diffúziót befolyásolja a hőmérséklet és az anyag halmazállapota. (Lásd a gyakorlati alkalmazásokat). Diffúzió Gyakorlati alkalmazások Kísérlet: A diffúzió kimutatása. Szükséges anyagok: két azonos méretű üveg alkohollal és olajjal. Mit kell tenned? - nyisd ki egyszerre mind a két üveget, majd pár lépésre távolodj el. Mit érzel? Megfigyeléseidet írd a pontozott helyre. . …………………………………………………………………………………………… ……… …………………………………………………………………………………………… ……… …………………………………………………………………………………………… ……… Következtetés Az alkohol szagát hamarosan megérzed, de az olajét nem. Miért? Megfigyeléseidet írd a kijelölt helyre. ……………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………… …… Kísérlet: A diffúziót befolyásoló tényezők kimutatása(hőmérséklet) Szükséges anyagok: melegvízzel teli pohár, hideg vízzel teli pohár, tinta, pipetta. Mit kell tenned? -pipetta segítségével cseppents tintát a hideg, illetve a melegvízzel teli pohárba! - figyeld meg a tinta diffúzióját a hideg és a melegvízben. Mit tapasztaltál? Megfigyeléseidet írd a pontozott helyre!. …………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………
14
……… …………………………………………………………………………………………… ……… …………………………………………………………………………………………… … Következtetés Míg a melegvizes pohárban a tinta egyenletesen elkeveredett, addig a hideg vizes pohárban a keveredés nem homogén. A diffúziót tehát befolyásolja a hőmérséklet (magasabb hőmérsékleten gyorsabban lejátszódik). A halmazállapot is befolyásolja a diffúziót. A gázok részecskéi sokkal gyorsabban mozognak, mint a folyadékok részecskéi (a parfüm vagy az alkohol illata azonnal keveredik a levegővel, míg a tinta vízzel való keveredése több időt igényel). A természetben vannak tiszta anyagok, melyek összetétele nem változik fizikai ráhatás révén sem (például oxigén, hidrogén, nitrogén). Az anyagok lehetnek egyszerűek (oxigén, szén, higany) és összetettek (két vagy több anyagból állanak – a higany-oxid oxigénből és higanyból épül fel, az alumínium-oxid pedig oxigénből és alumíniumból). Keverékek Anyagkeveréket két vagy több anyag elegyítése révén nyerünk (például levegő, ásványvíz). A keverékek lehetnek: - homogén keverékek (teljes tömegében ugyanaz az összetétele és ugyanazok a tulajdonságai) - heterogén keverék (tömegében különböző összetételű és különböző tulajdonságok jellemzik). 1.5. Az anyagok keverékekből való elkülönítése. 1. 5. 1. Dekantálás Gyakorlati alkalmazások Kísérlet: A homok szétválasztása a víztől. Szükséges anyagok: pohár, víz, homok. Eljárás: - Tégy homokot egy vízzel teli pohárba! - Keverd össze egy üvegbottal.. Milyen keveréket nyertél? A keveréket hagyd állni néhány percig. Mit tapasztaltál? Megfigyeléseidet írd a kijelölt mezőbe! . ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………………………………………
15
…………… Következtetés A víz és a homok keveréke nem homogén. A homok lerakódik a pohár aljára, mivel sűrűsége nagyobb a vízénél. A dekantálás olyan elkülönítési módszer, amelynek során szilárd anyagot különítünk el heterogén szilárd-cseppfolyós keverékből. Akkor használható, amikor a szilárd anyag sűrűsége nagyobb, mint a folyadéké. Dekantálás A gyakorlatban dekantálással tisztítjuk az ivóvizet, a sóbányából nyert sót, különleges dekantorokban szétválasztjuk az aranyat és ezüstöt az ércekből. Gyakorlati alkalmazások Kísérlet: Szénpor elkülönítése a víztől. Szükséges anyagok: két pohár, tölcsér, víz, szénpor, szűrőpapír. Mit kell tenned? - tégy kevés szénport egy pohár vízbe. - rázd fel a keveréket, vagy keverd össze egy üvegbottal. Milyen keveréket nyertél? - szűrd át a keveréket tölcsérbe tett szűrőpapíron. Mit tapasztaltál? Megfigyeléseidet írd a pontozott helyre! . ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… ……… Következtetés A víz és a szénpor nem homogén szilárd-folyadék keveréket alkot. A szénpor fennmarad a szűrőpapíron, a víz pedig lecsöpög a pohárba. 1. 5. 2. A szűrés A szűrés olyan elkülönítési módszer, melynek során szilárd anyagot különítünk el heterogén szilárd- cseppfolyós keverékből, a folyadékot áteresztő porózus anyag segítségével. Akkor használható, ha a szilárd anyag sűrűsége kisebb, vagy egyenlő a folyadék sűrűségénél. A szűrőpapíron átjutott folyadék a szűrlet. Az ivóvizet úgy állítjuk elő, hogy többrétegű homok-kavics szűrőn szűrjük át. A szennyezett levegő tisztítására levegőszűrőket használnak.
16
1. 5. 3. Kristályosítás Gyakorlati alkalmazások Kísérlet: Konyhasó nyerése sósvízből. Szükséges anyagok: porcelán tégely, vasháromláb, azbesztháló, víz, konyhasó, borszeszégő. A kísérlet elvégezhető égetőkanál és borszeszégő segítségével is. Mit kell tenned? -tegyél vizet és konyhasót egy porcelán tégelybe. -borszeszégő lángjánál melegítsd a keveréket, míg a víz teljesen elpárolog. Mit tapasztalsz? Megfigyeléseidet írd a pontozott helyre! …………………………………………………………………………………………… ……… …………………………………………………………………………………………… ……… Következtetés Melegítés hatására a víz elpárolog, a tégelyben pedig ott marad a só. A kristályosítás olyan elkülönítési módszer, melynek során oldatban levő szilárd anyag kristályos állapotba megy át. A kristály szilárd, homogén test, jól meghatározott mértani alakkal. A kristályosítás módszerével cukornádból cukrot, tengervízből konyhasót állítanak elő. A kristályosítás nem alkalmazható gyúlékony folyadékok esetében. A Föld mélyében is történhet kristályosodás, ennek eredményeként a magma megszilárdul, a jelenség magmatikus kőzetek kialakulását eredményezi (gránit, bazalt). 1. 5. 4 A desztilláció A desztilláció olyan elkülönítési módszer, melynek során homogén, cseppfolyós keverék összetevőit különítjük el a forrást követő lecsapódás segítségével. Ezt a módszert alkalmazzák az alkohol előállításánál, valamint a kőolafinomítókban a benzin, gázolaj és petroleum nyerésére. Más lehetőségek - Az anyagok szétválaszthatók még mágnesezéssel és elektromos feltöltéssel. (Tanulmányozd a javasolt könyvészetet! ) 1. 6. Oldatok Azokat a két, vagy több anyagból álló homogén keverékeket, amelynek összetevői között nem megy végbe kémiai folyamat oldatoknak nevezzük. A mindennapi életben gyakran készítünk oldatokat. A vízbe szilárd, cseppfolyós, vagy gáznemű anyagokat keverünk. Például: cukrot, konyhasót, ecetet, alkoholt, koncentrált gyümölcsleveket, széndioxidot. Azt a jelenséget, melynek során valamely szilárd cseppfolyós vagy gáz halmazállapotú anyag részecskéi egyenletesen elkeverednek egy másik anyag részecskéi között oldásnak nevezzük. Bármely oldat két összetevőből áll: oldószerből (az anyag, amelyben oldanak-szolvens)
17
és oldott anyagból (a feloldott anyag). Például: a cukor és víz oldatában a víz az oldószer, a cukor az oldott anyag. A víz a leggyakrabban használt oldószer. Oldószerként más anyagok is használhatók: alkohol, benzin, aceton, éter. Két folyadékból álló oldat esetében azt tekintjük oldószernek, amelyik nagyobb mennyiségben található az oldatban. Valamely anyagnak azt a tulajdonságát, hogy feloldódik más anyagban oldhatóságnak nevezzük. Egy adott oldószerben való oldhatóságuk alapján az anyagok lehetnek: jól oldódó, nehezen oldódó és oldhatatlan anyagok (a só oldható a vízben, a homok nem oldódik a vízben). Az anyagok oldhatóságát befolyásoló tényezők az oldószer és az oldott anyag természete, valamint a hőmérséklet. Kísérlet: Az oldhatóságot befolyásoló tényezők kimutatása (az oldószer és az oldott anyag természete ) Szükséges anyagok:átlátszó poharak, víz, aceton, körömlakk Mit kell tenned? - Cseppents körömlakkot egy pohár vízbe! Mit tapasztaltál? Milyen keveréket nyertél? Megfigyeléseidet jegyezd le a pontozott helyre! ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… - Cseppents körömlakkot egy kevés acetonba! Mit észlelsz? Milyen keveréket nyertél? Megfigyeléseidet jegyezd le a pontozott helyre! ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… Következtetés Az oldhatóságot befolyásolja az oldószer és az oldott anyag természete. A körömlakk nem oldódik vízben, de jól oldódik acetonban. Kísérlet: Az oldhatóságot befolyásoló tényezők kimutatása (hőmérséklet). Szükségesanyagok: -két átlátszó pohár, melegvíz, hideg víz, kiskanál. Mit kell tenned? -Egy pohárba önts hideg vizet, egy másikba ugyanannyi melegvizet! -Mindkét pohárba tegyél egy-egy kiskanál cukrot! Mit tapasztalsz? Megfigyeléseidet jegyezd le a pontozott helyre!. ……………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………… …… ………………………………………………………………………………………………
18
…… Következtetés A cukorkristályok gyorsabban oldódnak a meleg vízben. A szilárd anyagok oldhatósága a hőmérséklettől függ: az oldódás sebessége a hőmérséklet növekedésével nő. A koncentráció (töménység) kifejezi az adott mennyiségű oldatban levő feloldott anyag mennyiségét. Töménységük alapján az oldatok lehetnek: híg oldatok (kevés oldott anyagot tartalmaznak) és tömény oldatok (nagy mennyiségű oldott anyagot tartalmaznak). Kísérlet:Tömény oldat nyerése. Szükséges anyagok: átlátszó pohár, víz, cukor, kiskanál. Mit kell tenned? - vízzel teli pohárba tegyél egy kiskanál cukrot! -keverd össze a kiskanállal!.. Mit tapasztalsz? -majd adj az oldathoz egyre több cukrot, folyamatosan keverjed! Mit észlelsz? Megfigyeléseidet jegyezd a pontozott helyre!.. ……………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………… Következtetés Ha egyre több cukrot adagolunk a vízhez egy idő után a cukor már nem oldódik fel. Azt az oldatot, amely egy adott hőmérsékleten maximális mennyiségű feloldott anyagot tartalmaz, telített oldatnak nevezzük. A telítetlen oldat még képes újabb anyagmennyiséget feloldani. A százalékos koncentráció kifejezi azt, hogy 100 g oldatban hány gramm feloldott anyag található. mf= feloldott anyag tömege mo= oldat tömege mf+ m víz= oldat tömege c= (mf × 100)/ mo Például: 1. Milyen töménységű oldatot kapunk, ha 20g citromsót 80g vízben oldunk fel ? mf = 20g mvíz= 80g c= (mf × 100)/ mo mo= mf + m víz c= (20 × 100)/ (20+ 80) c= 20% 2. Mennyi a százalékos koncentrációja annak az oldatnak, amelyet 30g marószódának 270g vízben való oldásával nyerünk? c= (mf × 100)/ mo, mo= mf + mvíz c= (30× 100)/ (30+ 270) c= (30× 100)/ (30+ 270), c= 10% Figyelem! A feloldott anyag, az oldat tömege, a víz tömege ugyanolyan tömegegységben
19
legyen kifejezve (g, kg, stb.)! 3. Önértékelő teszt I. Karikázd be a helyes választ!. 1. Ha egy oldat mindkét alkotóeleme azonos halmazállapotú (folyadék), azt tekintjük oldószernek, amelynek mennyisége: a) kisebb; b) nagyobb; c) bármelyik lehet közülük. ………………………………………………………………………………… ………………… ………………………………………………………………………………… ………………… 2. Az oldatok a) homogén keverékek: b) tiszta anyagok; c) nem homogén keverékek……………………………………………………………………… ……………………… ………………………………………………………………………………… ………………… 3. Ha bizonyos mennyiségű oldatot kiöntünk a pohárból, az oldat a) töményebb lesz; b) hígabb lesz c) töménysége nem változik.………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………………… ………………… 4. Annak az oldatnak a töménysége, amelyet 40g marószódának 260g vízben való oldásával nyerünk: : a) 20%; b) 13,33%; c) 10%. ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… II. Magyarázd meg, hogyan választhatod szét összetevőire a homok, só és víz keverékét!.………………………………………………………………………………… ……………………… ……………………………………………………………………………………………… …… III. Kísérlet. Háromnegyed részig tölts vizet a pohárba, majd helyezz bele egy tojást!. Mit tapasztalsz? Utána vedd ki a tojást és oldj fel a vízben minél több sót! Tedd a tojást a sósvízbe!... Mit tapasztalsz? ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… ……………
20
1.7. Önértékelő tesztek megoldásai 1.sz. Önértékelő teszt 1. A nagyobb tömegű test sűrűsége nagyobb. 2. A kisebb térfogatú test sűrűsége nagyobb. 3. a 4. a)igaz; b)hamis; c)igaz Figyelem! Ha a kérdésekre helyesen válaszoltál tovább léphetsz. Gratulálunk! • Ha nehézségbe ütköztél a feladatok megoldásánál, vagy ha kérdéseid vannak, lapozz a megfelelő oldalra!.. 2.sz. Önértékelő teszt I. 1c, 2b, 3a II. 1. A naftalin szublimálás révén szilárd halmazállapotból gázhalmazállapotba megy át (elpárolog). 2. A víz gyorsabban párolog, ha a levegő mozgása folyamatosan eltávolítja a képződött vízpárákat. 3. A víz térfogata fagyáskor megnő. III. Lásd a 11oldalon. Figyelem! • Ha a kérdésekre helyesen válaszoltál tovább léphetsz. Gratulálunk! • Ha nehézségbe ütköztél a feladatok megoldásánál, vagy ha kérdéseid vannak lapozz a megfelelő oldalra! 3. sz. Önértékelő teszt I. 1. b 2. a 3. c 4. b c= (mf × 100)/ m, mf= feloldott anyag, mo= oldat tömege, mf+ mvíz= oldat tömege, c= (40 × 100)/ (40+ 260) c= 13,33% II. Az anyagok szétválasztása két szakaszban történik. Dekantálással szétválasztjuk a sósvizet az edény aljára lerakódott homoktól, majd kristályosítással a sót a víztől. III. A tojás sűrűsége kicsit nagyobb a víz sűrűségénél, ezért a tojás elmerül a vízben. A sósvíz sűrűsége nagyobb a tojás sűrűségénél, ezért a tojás úszik a vízben. Figyelem! • Ha a kérdésekre helyesen válaszoltál tovább léphetsz. Gratulálunk ! • Ha nehézségbe ütköztél a feladatok megoldásánál, vagy ha kérdéseid vannak lapozz a megfelelő oldalra! .
21
1 sz. Tanulási egység összefoglalása A tehetetlenség - a test azon tulajdonsága, hogy megtartja nyugalmi állapotát, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását, amíg külső erő mozgási állapotának megváltoztatására nem kényszeríti. A tömeg - az a fizikai mennyiség, amely a test tehetetlenségét méri; a test súlya –az az erő, amellyel a Föld vonzza a testet.; a térfogat- a test által elfoglalt tér; a sűrűség-az a fizikai mennyiség, amelyet a test tömege és térfogata közötti arány határoz meg. Arkhimédész törvénye - a folyadékba süllyesztett testre függőleges irányú felhajtóerő hat, amely számszerűleg egyenlő a test által kiszorított folyadék súlyával. A szilárd testeknek - önálló alakja és önálló térfogata van; A folyadékok - önálló térfogattal rendelkeznek, de nincs önálló alakjuk (felveszik annak az edénynek az alakját, amelyben találhatók), folyékonyak. A gázok-nem rendelkeznek sem önálló alakkal, sem önálló térfogattal, kiterjednek Az olvadás - szilárd halmazállapotból cseppfolyós halmazállapotba való átalakulást jelent; Megszilárdulás (fagyás) - cseppfolyós halmazállapotból szilárd halmazállapotba való átmenet; Párolgás - cseppfolyós halmazállapotból gázhalmazállapotba való átmenet; Lecsapódás - a gőz cseppfolyós halmazállapotúvá való alakulása; Szublimálódás - szilárd halmazállapotból gázhalmazállapotba való átmenet; Kondenzálás (deszublimálás) - gázhalmazállapotból szilárd halmazállapotba való átalakulás; Diffúzió - egyik anyag molekuláinak a másik anyag molekulái közé való jutása; Dekantálás - szilárd anyag szétválasztása cseppfolyós-szilárd, nem homogén keverékből; Szűrés - szilárd anyag szétválasztása szilárd-cseppfolyós, nem homogén keverékből, a folyadék számára áteresztő szűrő segítségével; Kristályosítás - egy oldat szilárd anyagának kristályos állapotba való átalakítása; Desztilláció - homogén folyadék alkotóelemeinek szétválasztása forralás, majd kondenzáció révén; Oldódás - az a folyamat, melynek során egy szilárd, cseppfolyós, vagy gázhalmazállapotú anyag részecskéi egyenletesen elkeverednek egy másik anyag részecskéi között, oldatot hozva létre; Oldószer - az az anyag, amelyben oldanak; Oldott anyag – az az anyag, amit feloldanak; Oldékonyság - valamely anyagnak az a tulajdonsága, hogy feloldódik más anyagban; Telített oldat - bizonyos hőmérsékleten maximális mennyiségű oldott anyagot tartalmaz; Százalékos töménység – 100 g oldatban feloldott anyag mennyisége.
22
1. 8. Ellenőrző dolgozat I. Kösd össze a két oszlop találó tagjait! 1p (0,25 ×4) a. Hópelyhet alkotó, jégkristályokból álló csapadék. 1. Eső 0
2. Dér
b. Eső és hó keveréke, amely 0 C körüli hőmérsékleten keletkezik.
3. Havaseső
c. Esőcseppekből álló, folyékony csapadék.
4. Havazás
d. Hideg reggeleken keletkezik, mikor a levegő vízpárái a talaj- felszín közelében lecsapódnak. e. Hideg évszakban keletkezik, mikor az esőcseppek a talaj felszínén megfagyva átlátszó jégréteget hoznak létre.
II. Egészítsétek ki a mondatokat! 1p (0,25 ×4) A folyók, tengerek, óceánok és a talaj felületéről a víz ...............................révén a légkörbe jut. A légkör hidegebb rétegeiben az esőcseppek...................................révén hópelyhekké alakulnak. Egy testnek gázhalmazállapotból cseppfolyós halmazállapotba való átalakulását......................................nevezzük. A naftalin......................................révén szilárd halmazállapotból gázzá alakul. III. Gyakorlatok és feladatok. 2p (0,50 ×4) Állva utazol az autóbuszon. Mi történik, ha a gépkocsivezető hirtelen fékez? Hát akkor, amikor hirtelen elindul? Magyarázd meg! 3
Egy mérőhengerben 150 cm víz van. Ha beleteszünk egy 31,2g tömegű testet, a 3
mérőhenger 154 cm - t mutat. Milyen anyagból készült a test? Használd a 9. odalon levő táblázatot. Mennyi a térfogata annak az ólomból készült testnek, amelynek tömege 452g, 3
sűrűsége pedig 11,3g/ cm . Mennyi a töménysége annak az oldatnak, amelyet 20g maroszóda 180g vízben való feloldásával nyertek? IV. Írj esszét “A víz a természetben” címmel. Az esszé a következőket kell tartalmazza: 5p - a víz halmazállapot-változásai; - a víz körforgása a természetben és ennek jelentősége - fontosabb csapadéktípusok; - a víz körforgásának vázlata; 23
-a víz jelentősége (energiaforrás, életfenntartó stb.) -a víz káros hatása (áradások). Bármilyen információforrás felhasználható (könyvek, folyóiratok, Internet). Terjedelem: max. 3-4 oldal. Hivatalból jár 1 pont. Az 1.sz tanulási egység befejezése utáni felkészültségi szintet az 1. ellenőrző dolgozat tükrözi. A dolgozatot a tutornak írásban kell elküldeni, aki elemzi, pontozza, majd visszaküldi. Értékelési szempontok és osztályozás: - egyes fizikai és kémiai folyamatok azonosítása és magyarázata I-1p (0,25×4), II- 1p (0,25×4); - feladatmegoldás: III- 2p (0,50×4); - tantárgyközti kapcsolatok megvalósítása (fizika, kémia, biológia), - következtetések szakszerű megfogalmazása. - kiegészítő információforrás felhasználása. IV-5p. Hivatalból jár 1 pont. Az ellenőrző dolgozatok a végső jegy 50%-át teszik ki.
Válogatott könyvészet: Bogheanu Maria Magdalena, Ilarion Niculina - Ştiinţe ale naturii, clasa a IV- a experimente, evaluare, autoevaluare, Editura Humanitas Educaţional, 2002; Corega C., Haralamb Dorel, Talpalaru Seryl - Fizică, manual pentru clasa a VI- a, Editura Teora, 1998, pag. 22- 46; Corega C., Haralamb Dorel, Talpalaru Seryl - Fizică, manual pentru clasa a VIII- a, Editura Teora, 2000, pag. 20- 27, 47- 59; Crocnan Daniel Ovidiu, Huţanu Elena - Manualul învăţătorului, clasa a III- a, Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2001, p.5-14; Crocnan Daniel Ovidiu, Huţanu Elena- Manualul învăţătorului, clasa a IV- a, Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2002, p. 4- 10; Fătu Sanda, Stroe Felicia, Stroe Constantin - Chimie, manual pentru clasa a VII- a, Editura Corint, 1999, pag. 3- 25; PacearcăŞtefan, Constantinescu Rodica, Popescu Maria - Luiza-Ştiinţe, clasa a IV-a, Editura Cartea Universală, 2003; Pârâială Viorica, Pârâială Dumitru, Filoti Carmen - Ştiinţe ale naturii, auxiliar pentru elevi, cadre didactice şi părinţi, Editura Euristică, Iaşi, 2002. Turcitu Doina, Pop Viorica - Fizică manual pentru clasa a VIII a, Editura Radical, 2000, pag. 7- 47;
24
2. TANULÁSI EGYSÉG - Növények .............................................................................25 2. 1. Tanulási egység követelményei .....................................................................25 2. 2. Virágos növény felépítése..............................................................................26 2. 3. Gyökér............................................................................................................26 2. 4. Szár ................................................................................................................29 2. 5. Levél ..............................................................................................................31 2. 6. A levél szerepe...............................................................................................34 2. 6. 1. Fotoszintézis ...........................................................................................34 2. 6. 2. Légzés .....................................................................................................36 2. 6. 3. Párologtatás.............................................................................................36 2. 7. A virág ..........................................................................................................39 2. 8. A termés és a mag .........................................................................................40 2. 9. A növények érzékenysége és mozgása .........................................................43 2. 10. Fontosabb növénycsoportok ........................................................................46 2. 11. Önértékelő tesztek és gyakorlatok megoldása, magyarázata.......................47 2. 12. Ellenőrző dolgozat ......................................................................................49 Válogatott könyvészet............................................................................................50
2.1. Tanulási egység követelményei A tanulási egység alatt és végén a hallgató képes lesz: – azonosítani a növények fontosabb alkotóelemeit és életműködéseit; – szakszerűen leírni a növényi szervek jellegzetességeit; – alkalmazni a kísérletezés és vizsgálódás módszerét a növényi szervezetek életműködéseinek kimutatására; – feltárni az ok-okozati összefüggéseket szerkezet-működés, növényi szervezetkörnyezet, egységesség-változatosság között; – leírni a fontosabb növénycsoportok jellegzetességeit.
25
2.2. Virágos növények felépítése Az élővilág öt országból áll: – Monerák (Prokarióták) országa, amelybe a baktériumok és a kékbaktériumok (kékeszöld moszatok) tartoznak; – Protiszták országa, mely növényekhez (algák) és állatokhoz (zöldostoros, amőba, papucsállatka, stb.) hasonló szervezeteket foglal magába; – Gombák országa; – Növények országa; – Állatok országa. A virágos növények a növényvilág legfejlettebb szervezetei. Szerveknek nevezett alkotóelemekből állnak. A magasabbrendű növények legfontosabb szervei a következők: gyökér, szár, levél, virág, termés és mag. Mivel a gyökér, a szár, a levél, elsődlegesen a növény táplálását végzi, vegetatív szerveknek nevezzük. A virág a növény szaporító szerve, mert ebből fejlődik ki a termés és a mag. A növény szerveit különböző alakú és méretű, szövetekbe szerveződött sejtek építik fel. A sejt a növény szerkezeti és működési alapegysége. A sejtben lejátszódó folyamatok biztosítják a növény életét. A sejt sejthártyából, citoplazmából és sejtmagból áll. A sejthártya védi a sejtet és szelektivitása révén meghatározza, milyen anyagok jutnak ki/be a sejtbe. A citoplazmában található sejtszervecskék közül egyesek a fényenergia elnyelésére (klorofill tartalmú kloroplasztisok), mások különböző anyagok termelésére, raktározására, eltávolítására alkalmasak. A sejtmag irányítja a sejt működését, valamint a sejtosztódást. Más sejtektől eltérően, a növényi sejteket a sejthártyán kívül elhelyezkedő sejtfal is védi. Az azonos alakú, szerkezetű és működésű sejtek szöveteket hoznak létre. A legfontosabb növényi szövetek a következők: védőszövetek (bőrszövet), amelyek beborítják a növény szerveit és védik a környezeti tényezőktől, kártevőktől; szállító szövetek – biztosítják az anyagok szállítását a növényben; támasztó, szilárdító szövetek – szilárdságot, rugalmasságot kölcsönöznek a növénynek; alapszövetek, asszimiláló és raktározó szövet – elnyeli a fényenergiát és előállítja a táplálékot (fotoszintézis), – tartalék tápanyagokat raktároz (keményítő, olajok); kiválasztó szövetek – különböző anyagokat termelnek (gyanta, nektár, tejnedv stb.); osztódó szövetek- biztosítják a növény hosszanti növekedését és vastagodását. 2. 3. A gyökér A gyökér a talajban fejlődő vegetatív szerv. A növények gyökere különböző alakú és méretű lehet. Általában vastag főgyökérből és vékonyabb mellékgyökerekből áll. Gyökértípusok (2.1. ábra) – a bojtos gyökér, egyforma hosszúságú, vastagságú elágazásokból áll (gabonafélék, tulipán); – elágazó gyökere van a fáknak és cserjéknek; – a karógyökér, amelynél a főgyökér karó alakú (bab, sárgarépa, lóhere).
26
2.1. ábra – Gyökértípusok A gyökér külső felépítésében a következő övezeteket találjuk (2.2 ábra): – gyökérsüveg (1), védi a gyökér csúcsát; – a sima övezet (2) szintjén történik a gyökér hosszanti növekedése; – a felszívó övezet (3) gyökérszőröcskéi a víz és ásványi sók felvételét biztosítják; – érdes övezet (4), a 10-20 napig működő, már lehullott gyökérszőröcskék nyomait viseli.
2.2. ábra – A gyökér külső felépítése A gyökér életműködései A gyökér rögzíti a növényt, felszívja a vízben oldott ásványi sókat (nyers táplálék) és egyes növényeknél (sárgarépa, répa, retek) tartaléktápanyagot raktároz. 1. Önértékelő teszt 1. Sorold fel a növényi szerveket: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… 2. Húzd alá azokat a növényneveket, amelyeknek gyökere tápanyagok raktározására alkalmazkodott! bab, zeller, búza, retek, kukorica, cékla 3. Figyeld meg a Botanikai Atlaszban a különböző gyökértípusokat. Írj példát néhány karógyökerű: ........................................................................................................., bojtosgyökerű:.………………………………….……………………………………....., elágazó gyökerű …………………………………....................................................... növényre!
27
4. Nevezd meg a gyökér övezeteit:
2.3. ábra 1- …………….…… 2- …………….…. 3- ………....……….. 4- …………............. 5. Karikázd be a helyes választ! A gyökér hosszanti növekedését biztosítja a: a. gyökérsüveg b. sima övezet c. gyökérszőröcskék övezete d. érdes övezet (A megoldások és magyarázatok az 47. oldalon találhatóak.) Gyakorlati alkalmazások Próbálj elvégezni minél több kísérletet. A magyarázatokat és következtetéseket csak azután olvasd el, miután lejegyezted a saját megfigyeléseidet! Kísérlet: Ásványi sók kimutatása a vízben. Szükséges anyagok: égetőkanál, borszeszégő, víz, pipetta. A munka menete: Pipettával cseppents néhány csepp vizet az égetőkanálba, melegítsd borszeszégőn, míg a víz teljesen elpárolog, majd vizsgáld meg a kanál felületét! Mit tapasztaltál? Megfigyeléseidet jegyezd le a pontozott helyre! …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………….... Eredmények: A víz elpárolgása után a kanálban ásványi sók nyomai láthatók. Ha a kísérlethez desztillált vizet használunk, a kanál felülete tiszta marad, mivel a desztillált víz nem tartalmaz ásványi sókat. Kísérlet: A gyökér felszívó szerepének kimutatása. Szükséges anyagok: gyökeres növény, üvegedény, olaj. A munka menete: 28
A növény gyökerét helyezd egy olyan vízzel teli edénybe, amelynek a felszínére egy vékony réteg olajat töltöttél! Jelöld meg a vízszintet, majd 2-3 nap múlva ellenőrizd a vízszint változását! Mit jelent a vízszint különbsége? Mi az olaj szerepe? Készítsd el a kísérlet vázlatát! Megfigyeléseidet jegyezd a pontozott helyre! ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… Eredmények: A szintkülönbség a gyökér által felszívott víz mennyiségét mutatja. Az olaj megakadályozza a víz párolgását az edényből. Kísérlet: Vízfelvétel kimutatása a felszívó övezetben. Szükséges anyagok: csírázott babnövénykék (gyökere legalább 4-5 cm legyen), két kémcső, olaj, víz. A munka menete: A babnövényeket tedd két, olajat és vizet tartalmazó kémcsőbe! Az egyik kémcsőben a növény gyökerének felszívó övezete vízben, a másik kémcsőben pedig olajban legyen! Figyeld meg a növényeket 2-3 nap múlva! Mit tapasztaltál? Megfigyeléseidet jegyezd le a pontozott helyre! ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Eredmény: Az a növény, amelynek felszívó övezete az olajban volt, elhervadt. A felszívó övezet gyökérszőröcskéi tehát a vízfelvételben játszanak szerepet. 2. 4. A szár A növények szára az életkörülményektől függően változik. Lehetnek föld feletti (lágy, fás) és föld alatti szárak. A legtöbb növény szára egyenes (ortotrop), jól fejlett támasztószövettel. Ilyen szára van a lágyszárú növényeknek (búza, kukorica, napraforgó), ugyanakkor a legtöbb fásszárúnak is (fák és cserjék). A fák szára törzsből, koronatengelyből, főágakból, mellékágakból és termőágakból áll. A fák koronája különböző alakú lehet: gömb, kúp, henger, lecsüngő. Egyes növényeknek kúszó (földieper), futó (támasztószövete kevésbé fejlett – bab, liánok) és kapaszkodó (levelei, vagy ágai kacsokká alakultak –borsó, szőlő) szára van. A föld feletti szár más szerepet is betölthet, például a kaktuszok szára vizet képes tárolni, klorofilltartalmánál fogva pedig fotoszintetizál. A föld alatti szárak lehetnek: hagyma (hagyma tulipán, liliom) gumó (burgonya),
29
gyöktörzs (páfrány, nőszirom). Ezek nemcsak a tápanyagok raktározásában játszanak fontos szerepet, hanem – egyes növényeknél – a szaporodásban is (vegetatív szaporodás). A száron különböző alakú, szerepű és elhelyezkedésű rügyek vannak. A rügyek típusai: – csúcsrügyek – a szár csúcsán a növekedést biztosítják; – levélrügyek – levelek fejlődnek ki belőlük; – virágrügyek – virágokat hoznak létre; – vegyes rügyek – levelet vagy virágot hoznak létre. A növények felépítésében a víz és ásványi sók szállítását specializált sejtek tömege, a faedények végzik. Ezek a megnyúlt sejtek egymás folytatásában helyezkednek el, anélkül, hogy közöttük elválasztó sejtfal volna. Bennük szállítódik a nyers táplálék. A levél által előállított kész táplálék vizes oldatát a háncsedények szállítják a növény minden szervébe. Így valósul meg a szár szállító szerepe. Támasztószövetének köszönhetően a szár fenntartja a leveleket, virágokat és terméseket. A szár hosszában növekszik és vastagodik. A fás szárúak vastagodását évgyűrűk biztosítják, melyek újonnan keletkezett szállító edények, számuk a növény életkorát mutatja. Az évgyűrűk nem egyforma színűek: a tavasszal keletkezők világosabbak, az ősziek pedig sötétebbek. Az évgyűrűk vastagsága alapján következtethetünk azokra a környezeti feltételekre, amelyek keletkezésükkor voltak (széles évgyűrűk – esős év, keskeny évgyűrűk – száraz év). 2. Önértékelő teszt 1. Társítsd a szártípust a növénnyel! (Szükség esetén használd a Botanikai Atlaszt). kapaszkodó szár
burgonya
egyenes szár
kukorica
gumó
szőlő
gyöktörzs
páfrány
futó szár
bab hagyma
2. Olvasd el figyelmesen az alábbi kijelentéseket, majd jelöld I-vel az igazakat és H-val a hamisakat: a. A faedények nyers táplálékot szállítanak. I / H b. A szár vegyes rügyeiből virágok képződnek. I / H c. A szár biztosítja a nyers és kész táplálék szállítását. I / H . d. A gumók módosult gyökerek, amelyek tápanyagok raktározására alkalmazkodtak. I / H.
30
3. Keresd a helyes választ! A fa évgyűrűi: a. a kéreg megvastagodása b. a faedények c. a faedények és háncsedények d. a bél megvastagodása. 4. Föld alatti szára van a : a. fenyőnek b. nősziromnak c. búzának d. rózsának. 5. A gumó: a. föld alatti gyökér b. kúszó szár c. föld alatti szár d. tápanyagot raktározó módosult gyökér. (A megoldások és magyarázatok az 47. oldalon találhatóak.) 2. 5. A levél A levél a száron található szerv, a levélrügyekből fejlődik ki. Felépítése: – levéllemez – a levél kiszélesedő része, levélerei szállítóedényekből állnak; – levélnyél –fenntartja a levelet; – levélalap (levélhüvely) – a levélnyél megvastagodott része, amellyel a szárhoz kapcsolódik.
2.4. ábra Muskátli levele A levél külső felépítése Egyes növényeknél hiányzik a levélnyél (búza, kukorica), a levélhüvely részben körülöleli a szárat. Olyan növények is vannak, amelyeknél a levélnyél és a levélhüvely is hiányzik, a levéllemez közvetlenül a szárhoz kapcsolódik (borsó levele). A levelek nagyon változatosak. Különbözhetnek a levéllemez széle szerint, amely lehet: karéjos (2.5. a ábra) fogazott (2.5. b ábra) vagy ép (2.5. c ábra).
31
a
b 2.5. ábra A levéllemez széle
c
A levéllemez alakja is változatos (2.6 ábra). A levelek lehetnek: a. tűlevelek – lucfenyő, erdei fenyő, jegenyefenyő; b. szalag alakúak – búza, kukorica; c. tojásdadok – körte, szilva; d. szív alakúak – muskátli, hárs; e. vese alakúak – kapotnyak; f. nyíl alakúak – nyílfű.
2.6. ábra Egyszerű levelek Egyszerű és összetett levelek Az egyszerű leveleken kívül léteznek összetett levelek is (2.7 ábra), amelyek több levélkéből állnak. Ilyen pl. a hármasan összetett (lóhere), tenyeresen összetett (gesztenye), szárnyasan összetett (akác) levél.
32
2.7. ábra
2.8. ábra A levél belső szerkezete a fotoszintézis, a légzés és a párologtatás elvégzéséhez alkalmazkodott. Mikroszkóppal vizsgálva a levéllemez keresztmetszetét, megállapíthatjuk, A levél belső hogy szerkezetét az alsó és felső bőrszövet (védő szerep), valamint a kettő között elhelyezkedő mezofillum alkotja. Ennek sejtjei sok klorofillt szerkezete tartalmaznak. A bőrszövet jellegzetes képződményei a gázcserenyílások,
33
amelyeknek a légzésben és párologtatásban van szerepük. A gázcserenyílás két babszem alakú, egymással homorú felükkel szemben álló zárósejtből áll. A zárósejtek közrezárják a légrést. Itt valósul meg a gázcsere. A gázcserenyílások száma növényenként változik, a levéllemez bőrszövetének 1 mm2-én számuk 100 és 1000 között lehet . A gázcserenyílások nyitását és bezáródását a környezeti feltételek és a növény szükségletei határozzák meg. 3. Önértékelő teszt Vizsgáld meg a következő növények levelét: tölgyfa, búza, erdei fenyő! Használhatsz természetes anyagot vagy Botanikai Atlaszt. Minden levél esetében jegyezd fel a következőket: a levél típusa (egyszerű levél, összetett levél), a levél felülete (sima, szőrös, viaszos stb.), a levél alakja, a levéllemez széle (ép, fogazott, karéjos stb.), a száron való elhelyezkedésük, állásuk, más megjegyzések. Megfigyeléseidet írd be a pontozott helyre! ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………….. (A megoldások és magyarázatok az 51. oldalon találhatóak.) 2.6. A levél életműködései 2. 6.1. Fotoszintézis A levél a természet nagy laboratóriuma, benne szintetizálódik a növény tápláléka. A gyökérszőröcskék által felvett víz és ásványi sók a faedényekben a gyökérbe, szárba, majd a levélereken át a mezofillumba jutnak. A gázcserenyílásokon át bejut a széndioxid is. A fotoszintézishez fény is szükséges, hiányában nem képződik klorofill. A klorofill képes elnyelni a fényenergiát, amely kémiai energiává alakítva nélkülözhetetlen a fotoszintézishez. Tehát a levél vízből, ásványi sókból és széndioxidból szerves anyagokat (cukrokat, zsírokat, fehérjéket) szintetizál. Ezeket az anyagokat a növény testében a háncsedények szállítják. A keletkezett szerves anyagok egy része tartalék tápanyagok formájában a gyökerekben, levelekben, gumókban, gyöktörzsben, hagymában magvakban raktározódik. A burgonya, búza, répa szénhidrátokat (keményítőt, cukrokat), míg a szója, napraforgó, dió, repce magja zsírokat raktároz. A lencse, borsó és a bab fontos növényi fehérjeforrás.
34
A fotoszintézis során a légzés számára nélkülözhetetlen oxigén (O2) szabadul fel. Fontos ! Fotoszintézis során a növények felhasználják a légköri széndioxidot és oxigént szabadítanak fel. A gázcsere a levelek gázcserenyílásai révén valósul meg. A fotoszintézist befolyásoló tényezők: A fotoszintézist befolyásoló legfontosabb környezeti tényezők a fény, a víz és a hőmérséklet. A víz és ásványi sók a fotoszintézis nyersanyagai. A fotoszintézis intenzitását növeli a víz mennyiségének növekedése, ám túlsúlyba kerülve gátolja azt. A talaj ásványi sói a növényi és állati maradványok lebomlásából származnak. A légköri nitrogén egy része az esővel és a hóval jut a talajba. A talajba ásványi anyagok juthatnak természetes trágyák (istállótrágya) és műtrágyák (nitrátok, foszfátok, szulfátok) révén is. A fotoszintézis már gyenge fénynél (az első napsugarakkal) megindul és a fény erősödésével fokozatosan növekszik. A túl erős fény ellemben, a fotoszintézist gátolja. Tehát a fotoszintézis a reggeli és délelőtti órákban a legintenzívebb. 0
A fotoszintézis 0 C-nál indul meg és fokozatosan erősödik, amíg a hőmérséklet eléri a 30 0
0
- 35 C-ot, utána fokozatosan csökken, majd 45 - 52 C-nál teljesen leáll. 0
A télen is zöldellő növények (fenyőfélék, búza) 0 C alatt is képesek fotoszintetizálni. A hőmérséklet fotoszintézisre gyakorolt hatását fontos megismernünk a mezőgazdasági munkálatok, nevezetesen a különböző termesztett növények vetési időpontjának meghatározása érdekében. Táplálkozási módok a növényvilágban A zöld növények előállítják önmaguknak az életműködéseikhez szükséges szerves anyagokat, ezért autotróf növényeknek nevezzük. A heterotróf növényeknek nincs klorofilljuk, fotoszintézisre képtelenek, ezért a környezetük kész szerves anyagát hasznosítják. A heterotrofók közé tartoznak a paraziták, félparaziták és a szimbionta növények. Az élősködők (paraziták) más növényeken élősködnek, sem zöld levelük, sem klorofilljuk nincs, sajátos szervek (szívógyökerek - hausztoriumok) révén táplálkoznak. Általában sok virágot, termést és magot hoznak létre. Élősködők: - kónyavicsorgó - erdei fák gyökerén élősködik; - aranka – a lucerna, szőlő, lóhere élősködője. A félparaziták klorofillal rendelkező növények, fotoszintézisre képesek, mégis szerves anyagaik egy részét más növényekből nyerik. Ilyen a fagyögy, amely táplálékának egy részét abból a fából szívja fel, amelyen élősködik. A szimbionta (vegyes) táplálkozási mód egy autotróf és egy heterotróf élőlény, kölcsönösen előnyös együttélése következtében jön létre. Szimbiózisra jó példa a hüvelyesek (lóhere, lucerna) gyökere és a nitrogénmegkötő baktériumok közötti együttélés. A hüvelyes növény ellátja a baktériumot a fotoszintézisből származó szerves anyaggal, míg a baktérium a levegőben levő molekuláris nitrogént leköti és a növény
35
rendelkezésére bocsájtja. A két élőlény közti kölcsönösen előnyös együttélés a szimbiózis. Ezek a növények azért fontosak a mezőgazdaság számára, mert a talajt nitrogénben gazdagítják. 2. 6. 2. A légzés A többi élőlényhez hasonlóan a növényeknek is oxigénre van szükségük. Oxigén jelenlétében a sejtek szintjén szerves anyagok égnek el, miközben a különböző életfolyamatokhoz (növekedéshez, virágzáshoz, termésképzéshez stb.) szükséges energia szabadul fel . A növények minden szerve lélegzik, mégis a levél a legfontosabb légzőszerv. Gázcserenyílásain keresztül állandóan (éjjel-nappal) oxigént vesz fel és széndioxidot bocsájt ki. Fontos ! Légzés során a növények felhasználják a levegő oxigénjét és széndioxidot távolítanak el. A folyamat állandó. A gázcsere, a gázcserenyílásokon át történik. 2.6.3. Párologtatás A fotoszintézis során elnyelt fényenergiának a növény csak kis részét képes kémiai energiává alakítani. Az energia jelentős része hőenergiává alakul. Ennek eredményeként megnő a levelek hőmérséklete, ami pára formájában történő vízleadást eredményez. A párologtatás az a folyamat, amelynek során a növények a vizet pára formájában bocsájtják ki. A vízpára a gázcserenyílásokon át távozik. A párologtatás következtében fellép egy szívóerő, amely lehetővé teszi újabb vízmennyiség és ásványi só felvételét a talajból. Gyakorlati alkalmazások (fotoszintézis, légzés, párologtatás) Kísérlet: Gázcserenyílások működésének kimutatása. Szükséges anyagok: levél, benzin, pipetta. Mit kell tenned? - tegyél egy csepp benzint pipettával a levél alsó felületére! Mit tapasztalsz? Magyarázd meg! ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Eredmények és következtetések A leveleken a környezet és szervezet közti anyagcserét lebonyolító specializálódott szerkezetek, gázcserenyílások találhatók. Ha nyitva vannak a gázcserenyílások a benzin a levélbe jut és sötét színű foltokat hoz létre. Ha a gázcserenyílások zártak, a levélen nem észlelhető módosulás.
36
Kísérlet: Nyers táplálék szállításának kimutatása a szárban és a levélben. Szükséges anyagok: 2-3 leveles babnövényke, edény vízzel, tinta. Mit kell tenned? Tölts tintát a vízbe, majd állítsd bele a palántát. 2 nap múlva figyeld meg az eredményt. Mit tapasztaltál? Magyarázd meg!. …………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Következtetés A színes víz a faedényeken át a szárba , majd a levélerekbe jutott megszínezvén a levelet. Kísérlet: Fotoszintézis kimutatása a keletkezett oxigén alapján. Szükséges anyagok: vízinövény (átokhínár), kémcsövek. Mit kell tenned? - kanadai átokhínár hajtását állítsd a vízzel teli kémcsőbe, ferde metszési síkjával felfelé. A kémcsövet tedd fénybe. Ismételd meg a kísérletet úgy, hogy a kémcső 20 cm-re legyen a fényforrástól. Mit tapasztaltál? Magyarázd meg! ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Eredmények Az átokhínár metszési felületéről levegőbuborékok (oxigén) emelkednek fel. Az oxigén keletkezése arra utal, hogy a levelek fotoszintetizálnak. A fotoszintézishez fény szükséges. Ha nő a fényerősség, nő a fotoszintézis intenzitása (nő az oxigénbuborékok száma). Kísérlet: A fotoszintézis kimutatása a keletkezett keményítő alapján. Szükséges anyagok: burgonyagumó, cserepes muskátli, sztaniollemez, 96%-os etilalkohol, jód, pipetta. Eljárás: - a burgonyagumó metszett felületére cseppents 2-3 csepp jódot. A kék színeződés a keményítő jelenlétét mutatja. - muskátli levelének mindkét felületére ragassz sztaniolcsíkot, hogy ne érje a fény. - néhány órára helyezd a növényt fénybe, utána vedd le a sztanillemezt , s a levelet vízben és alkoholban főzve színtelenítsd. Figyelem ! A levél főzése úgy történik, hogy az etil-alkoholos edényt vízfürdőbe tesszük. - az így előkészített levélre tegyél pár csepp jódot.
37
Mit tapasztalsz? Magyarázd meg! ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ….. Következtetések A levél szabadon hagyott felszínén kék és barna színű foltok jelentek meg, ami azt bizonyítja, hogy a fénynek kitett részeken keményítő keletkezik. A sztaniollal lefedett rész színtelen marad (fény hiányában fotoszintézis szünetel, nem képződik keményítő). Kísérlet: Légzés kimutatása az elhasznált oxigén alapján. Szükséges anyagok: csírázó bab- vagy búzamagvak, üvegedény, gyertya, huzal. Mit kell tenned? - jól záródó üvegedénybe tegyél 20-30 csírázó magot. 2 nap múlva huzalra erősített égő gyertyát dugj az edénybe. Mit tapasztalsz? Magyarázd meg!. ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ….. Következtetések A gyertya kialszik, mert az üvegben nincs oxigén. A magvak légzésük során elhasználták az üvegben levő oxigént. Kísérlet: Párologtatás kimutatása. Szükséges anyagok: cserepes növény, műanyag zacskó. Mit kell tenned? - a növény földfeletti részeit helyezd műanyag zacskóba és zárd le egy órára. Mit tapasztalsz? Magyarázd meg! ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………… Eredmények A zacskón vízcseppek jelennek meg. A növény által párologtatott víz lecsapódott.
38
2.7. A virág A virág a növény szaporító szerve. A virágból fejlődik ki a termés és a mag. A száron elhelyezkedhetnek egyesével (egyszerű virágok), vagy csoportosan, virágzatot alkotva. A virágzatok lehetnek pl.: - fürtvirágzat (akác, pásztortáska); - kalász (búza, árpa, rozs); - fészekvirágzat (napraforgó, pitypang, búzavirág); - torzsavirágzat (kukorica női virágzata); - ernyő (kapor, sárgarépa); - barka (fűzfa, diófa, tölgy). A virág felépítése A virág több alkotórészből áll. A kocsány a szárhoz kapcsolja a virágot. Kiszélesedő része a vacok, ehhez rögzülnek a többi virágelemek. Az almafa virágán kehely, más virágokon kúp, vagy henger stb. alakú vackot láthatunk.
2.9 ábra Almafa virága A virág és virágzat felépítése A vacokhoz virágtakaró kapcsolódik, amelyet zöld csészelevelek (védő szerepe van), és színes sziromlevelek alkotnak. A csészelevelek együttese a csészét hozza létre. A sziromlevelek alakja, színe és mérete különböző. Együttesen alkotják a pártát. Akárcsak a csészelevelek lehetnek szabadon állók, vagy összenőttek. A porzók ugyancsak a vacokhoz kapcsolódnak. Ezek a hímjellegű szaporító szervek porzószálból és virágporral teli portokból állanak. Minden pollenszemcsében két hímjellegű csirasejt van. A virág közepén helyezkedik el a körte alakú termő, a virág nőjellegű szaporító szerve. Alsó, kiszélesedő része a magház, középen a magkezdeménnyel, amelyben a petesejt fejlődik ki. A magház vékony csőben, bibeszálban folytatódik, végén a bibével. Nem minden virágnak ilyen a szerkezete. A búzánál például, nem találunk sem csésze, sem sziromleveleket. Kalászba tömörült, zöld virágai csak porzóból és termőből állanak. A virágzatok felépítése lényegesen más. A napraforgó virágzata egy széles fészektányérból áll, szélén zöld murvalevelekkel. A sárga nyelves virágok kívül helyezkednek el, meddők (belőlük nem fejlődik mag). A fészektányér belsejében a forrt sziromlevelű sárga csöves virágok vannak. Ezek termő virágok, belőlük fejlődik ki a termés és a mag Ahhoz, hogy a virágból termés képződjön két folyamatnak feltétlenül le kell játszódnia, 39
ezek a megporzás és a megtermékenyítés. Megporzás során a pollenszemcse a bibére kerül a szél, vagy rovarok (méhek, lepkék, stb,) által. A pollen csírázni kezd és hajt egy pollentömlőt, amely lefelé haladva eléri a magkezdeményt. A pollentömlő végén levő két hím gaméta egyesül a petesejttel és az embriózsák másodlagos sejtmagjával, ezt nevezzük megtermékenyítésnek. A megtermékenyítés eredménye a zigóta, amelyből embrió lesz. Megtermékenyítés után a csészelevelek, a sziromlevelek, a bibe, a bibeszál elhervadnak és lehullanak, a magház megnő és terméssé alakul. A termésben a magkezdeményekből magok fejlődnek. 2. 8. A termés és a mag Megtermékenyítés után a magházból termés lesz, ez védi a csíranövénykét magába foglaló magot. Termések osztályozása: A száraz termések fala kemény, nem tartalmaznak tartalék anyagokat. Egyesek éréskor felnyílnak és szabaddá teszik a magvakat: hüvelytermés (bab, akác) és toktermés (mák). Zárt száraz termések: makk (tölgy, bükk, mogyoró), kaszat (napraforgó), szemtermés (búza, kukorica, stb.). A húsos termések fala lédús, tápanyagokban és vitaminokban gazdag. Lehetnek: bogyótermés - sok maggal (paradicsom, egres, szőlő), - csonthéjas termés- egyetlen magja kemény “csonthéjba“ van zárva (barack, szilva, cseresznye).- almatermés, húsos áltermés, ahol a termésképzésben a magházon kívül más virágelemek is részt vesznek, például az almánál, körténél, birsnél a vacok. - csoportos áltermések találhatók a szamócánál, málnánál, földiepernél. A zárvatermő virágos növények magja termésbe van zárva. A magvak változatos alakúak és méretűek lehetnek. A bab magját (2.19 ábra) kívül maghéj (1) védi, van két húsos sziklevele (2), ebben találhatók a mag tartaléktápanyagai, és egy csíranövényke, amely gyököcskéből (3), száracskából (4) és rügyecskéből (5) áll. A csíranövénykéből új növény fejlődik ki. Az első levelek kifejlődéséig a csíranövényke a sziklevelek tápanyagait használja. A kétszikű növények magjában két szíklevél van. A búza egyszikű növény, mert a csíranövénykét egy sziklevél táplálja, tartaléktápanyagai a szikleveleken kívül találhatók a búzaszemben (2.10 ábra).
2.10 ábra A bab magjának szerkezete
40
A magvak csírázása Kedvező körülmények között a magvak kicsíráznak, az embrióból pedig kifejlődik a növény. A csírázóképesség a mag tartaléktápanyagaitól függ. Csírázás csak megfelelő hőmérsékleten, víz és oxigén jelenlétében történhet, A folyamat fény hiányában is lejátszódik. A csírázás szakaszai: - a mag vízzel szívja meg magát és megduzzad. - a maghéj meghasad, kibújik a gyököcske; - kialakulnak a gyökérszőröcskék, a gyököcskéből gyökér lesz; - növekedésnek indul a száracska, megjelennek az első levelek.; - a sziklevél elszárad. Fontos! Csírázás során a magban levő embrió latens állapotból aktív állapotba kerül, növekedni kezd. 4. Önértékelő teszt 1. Írd a bab alkotórészeit a megjelölt helyre. Mi hiányzik a szerkezetéből?
Fig. 2.11 ábra A bab magja ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… 2. Számozd a rajzokat a babnövény fejlődési szakaszainak megfelelően.
2.12.ábra 41
3. Helyezd megfelelő sorrendbe a növény fejlődési szakaszait: virágzás, megporzás, gyökér kialakulása, mag, megtermékenyítés, szár kialakulása, csírázás, levelek kialakulása. a. …………………………….e.………………………………. b. ……………………………..f..……………………………… c. …………………………….g……………………………...... d. …………………………….h...……………………………... Megoldások és magyarázatok az 52. oldalon találhatók. Gyakorlati alkalmazások (virág, termés, mag) Kísérlet: Virágelemek modellezése. Szükséges anyagok: különböző színű gyurma, képek különböző virágokról. Eljárás: - készítsd el gyurmából a virágelemeket. - az elemekből állíts össze különböző virágokat Kísérlet: A babszem alkotórészeinek vizsgálata. Szükséges anyagok: 4-5 babszem, kistányér, vatta. Eljárás: - a magvakat tedd nedves vatta közé csírázni. 2 nap múlva figyeld meg a mag részeit. Mit tapasztalsz? ……………………………………………………………………………………………… …......... ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ….......... Eredmények Láthatóvá válik a könnyen eltávolítható fehér maghéj, a két sziklevél és az embrió, amely gyököcskéből, száracskából, rügyecskéből áll. Kísérlet: A csírázás szakaszaira és a csírázást befolyásoló feltételekre vonatkozó megfigyelések. Szükséges anyagok: búza-, bab-, vagy kukoricaszemek, virágcserép földdel. Mit kell tenned? - tedd csírázni a magvakat és jegyezd fel naponta az észlelt változásokat (gyökér, szár megjelenése, stb.) - figyeld meg mi történik, ha:
42
- naponta kevés vízzel öntözöd, - naponta háromszor bőven öntözöd - egyáltalán nem öntözöd - fényben - sötétben - szobahőmérsékleten - hidegben Megfigyeléseidet jegyezd le a pontozott helyre! ……………………………………………………………………………………………… ...........… ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ..........…. .. ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………… …………………………………………………………………………………………….... .........….. Eredmények A csírázáshoz meleg és víz szükséges. Egyes növények alacsony hőmérsékleten is kicsíráznak (búza). A fény nem szükséges a csírázáshoz. A fényre az első levelek megjelenése után van szüksége a növénynek. 2. 9. A növények érzékenysége és mozgása. Az érzékenység a növényeknek az a tulajdonsága, hogy válaszol a környezet ingereire (fény, hőmérséklet, stb.). A válasz leggyakoribb formája a mozgás. A mozgás az egész élővilágra jellemző, nem csak az állatoknál, a növényeknél is megfigyelhető. A növényeknél leginkább egyes szervek mozognak. A mozgások lehetnek: - Autonóm mozgások: a kúszó és kapaszkodó szárú növények csavarodó mozgása, amit a növényi szervek egyenlőtlen növekedése vált ki (bab, hajnalka, borsó, szőlő). - Ingermozgások (tropizmusok és nasztiák) külső tényezők (fény, hőmérséklet, gravitációs erő) által kiváltott irányult (orientált) mozgások. Fototropizmus: a növényi szervek fény felé való görbülését jelenti (a levelek, virágok a fény felé irányulnak).
43
A termonasztia a hőingadozások által kiváltott mozgás (virágok nyílása, csukódása a hőmérséklet hatására). Geotropizmus: a Föld vonzereje által kiváltott irányult mozgás (a gyökerek lefelé, a Föld vonzereje irányában nőnek, a szárak éppen ezzel ellentétesen). Fontos! Egyes növényeknél olyan mozgásokat is megfigyelhetünk, amelyeket a nappalok és éjszakák váltakozása idéz elő. Ebben az esetben a mozgásokat a fény és a hőmérséklet ingadozása egyaránt befolyásolja (a dohányvirág este kinyílik, reggel becsukódik, a gyermekláncfű virágzata fényben nyílik ki és sötétben csukódik be). Tudtad, hogy elsőként indai kutatók bizonyították be a növények zenére való érzékenységét? A zenével “kezelt “ növények növekedése felgyorsul, s a betegségekkel szemben is ellenállóbbakká válnak. Próbáld ki te is! Gyakorlati alkalmazások (növények érzékenysége és mozgása) Kísérlet: Fototropizmus kimutatása. Szükséges anyagok: cserepes növények (muskátli). Mit kell tenned? - helyezd a cserepeket néhány napig az ablakba. Mit tapasztalsz? …………………………………………………………………………………………….... ......…… ……………………………………………………………………………………………… ………… …………………………………………………………………………………………….... ......…… Eredmények A levelek a fény felé fordultak A kísérlet bebizonyította, hogy létezik a fototropizmus. Kísérlet: A termonasztia kimutatása. Szükséges anyagok: tulipán, edény, víz. Mit kell tenned? 0
- a tulipán virágát tedd 30 C-os vízbe. Mit tapasztalsz? ……………………………………………………………………………………………… ..........… ……………………………………………………………………………………………… ………… ………………………………………………………………………………………………
44
- ugyanazt a virágot tedd hideg vízbe ( 2-3 jégkockával) Mit tapasztalsz? ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………… ………………………………………………………………………………….................... ..……… Eredmények 0
A 30 C-os vízben a virág azonnal kinyílik, hideg vízben viszont becsukódik. A hőmérsékletingadozások által kiváltott mozgások a termonasztiák. Kísérlet: A csírázó bab gyökerének geotropizmusa. Szükséges anyagok: magvak, befőttesüveg, szűrőpapír. Eljárás: - egy befőttesüveg aljára helyezz nedves szűrőpapírra néhány csírázó babot. - az üveget fektesd az oldalára (2.13 ábra) - figyeld meg a gyökerek irányulását 2 nap múlva.
Fig. 2.13 Mit tapasztalsz? ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………… Eredmények A gyökerek lefelé nőnek a nehézségi erő irányába. Kísérlet: A szár geotropizmusának kimutatása. Szükséges anyagok: bab, virágcserép földdel. Eljárás: - csíráztatott babszemeket ültess virágcserépbe. - a növények kikelése után fektesd a cserepet 2-3 napra az oldalára. Mit tapasztalsz?
45
……………………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………… ………………………………………………………………………………………............ Eredmények A növények szára vízszintesből, a gravitációs erővel ellenkező irányba, felfelé kezdett nőni. 2. 10. A legfontosabb növénycsoportok A növények a legelterjedtebb élőlények a Földön. Rendkívüli változatosságuk ellenére mindenikük közös vonása a klorofill jelenléte, amelynek köszönhetően fotoszintézis révén előállítják önmaguknak a táplálékot. A növényvilágba mohák, harasztok, nyitvatermők és zárvatermők tartoznak. A Földön a mohák voltak az első szárazföldi, zöld növények. Kedvelik a nedves, árnyékos helyeket, megtalálhatók a talajon, sziklákon, valamint a fák kérgén. Felépítésük egyszerű, száracskából, levélkéből, rizoidából állnak. Sem valódi gyökerük, sem szállító edényeik nincsenek, ezért alacsonyabbrendű növények. A harasztok nagyon régen jelentek meg a Földön. Őseik, ezelőtt 400 millió évvel, a földtörténeti ókorban valóságos erdőket alkottak. Árnyékos, nedves helyeken élnek. Testük gyökérből, szárból, levélből áll, bennük szállítóedények haladnak. Ezek az első magasabbrendű növények. Egyes harasztoknak csak földalatti száruk, gyöktörzsük van (erdei pajzsika). Viráguk nincs, szaporodásuk a levél fonákján képződő spórák által történik. Egyes trópusi harasztok fatermetűek. A mérsékelt égövön általában kisebb méretű, lágy szárú harasztok élnek.
s Fig. 2.14 ábra - Erdei pajzsika A fenyőfélék, a szaporodásban szerepet játszó virágokat, hím és női tobozokat hoznak létre. A női tobozban fejlődő magot nem védi termés. Ezért a fenyőket nyitvatermőknek, gimnospermáknak (gymnos - csupasz, sperma - mag) nevezzük. Leveleik általában tűalakúak és a legtöbb fajnál (lucfenyő, erdei fenyő, jegenyefenyő) egész éven át megmaradnak. Kéreg alatti szövetei gyantát termelnek. A virágos növények több, mint 100 millió évvel ezelőtt már megjelentek a Földön. A harasztokhoz hasonlóan gyökérrel, szárral, levéllel rendelkeznek, de különböznek is 46
azoktól, mivel a szaporodásban szerepet játszó virágaik vannak. A zárvatermő növények magvait termés védi, ezért nevezzük őket zárvatermőknek, angiospermáknak ( angios-betakart, sperma-mag). A zárvatermőket két csoportba soroljuk. Egyeseknél a magban csak egy sziklevél található, ezek az egyszikűek (lásd a termés és a mag fejezetet, oldal). Ebbe a csoportba tartoznak a gabonafélék (búza, kukorica), dísznövények (tulipán, liliom, orchideák), de a pálmák is. A kétszikűek magjában a csíranövénykét két sziklevél táplálja, ezért hívjuk őket kétszikűeknek. Ebbe a csoportba tartoznak a gyümölcsfák (alma, körte, szilva, cseresznye), az erdő fái (tölgy, bükk), valamint sok cserje (vadrózsa, rózsa, málna, szeder). 2. Tanulási egység összefoglalása. Növényi sejt-a növények szerkezeti alapegysége; Szövet- azonos szerkezetű és szerepű sejtek társulása; Vegetatív szervek - a növény táplálásában szerepet játszó szervek (gyökér, szár, levél); Virág- a növény szaporító szerve; Nyers táplálék- a talajból felvett vízben oldott ásványi sók; Kész táplálék- a levél által szintetizált szerves anyag (cukrok, zsírok, fehérjék); Fotoszintézis- fény jelenlétében történő szerves anyagok szintézisének folyamata a levelekben; Légzés- energia előállítása a növényi sejtekben, a szerves anyagok oxigén jelenlétében történő égése során; Párologtatás-a levelek vízpára formájában vizet veszítenek. Érzékenység- a növényeknek az a képessége, hogy válaszolnak a környezeti tényezőkre (fény, hőmérséklet) ; Nyitvatermők- azok a növények, amelyeknek magja nincs termésbe zárva; Zárvatermők- azok a növények, amelyeknek magja termésbe van zárva; Egyszikűek- olyan növények, amelyeknek magja egy sziklevelet tartalmaz; Kétszikűek- olyan növények, amelyeknek magja két sziklevelet tartalmaz. 2. 11. Tesztek megoldásai, magyarázatok 1. Önértékelő teszt 1. A virágos növény szervei a: vegetatív szervek (gyökér, szár, levél) és a szaporító szerv (virág), amelyből termés és mag fejlődik ki. 2. Tápanyagok raktározására módosult gyökérrel rendelkezik a zeller, retek, és a cékla. 3. Karógyökere van a: babnak, borsónak, káposztának. Bojtos gyökere van a: búzának, hagymának, fokhagymának, tulipánnak. Elágazó gyökere van a: bükkfának, almafának, tölgyfának, rózsának, vadrózsának stb. 4. A gyökér külső felépítésében találunk: 1-gyökérsüveget; 2- sima övezetet; 3- felszívó övezetet; 4- érdes övezetet.5. b – sima övezet
47
Figyelem ! Ha minden kérdésre helyesen válaszoltál tovább léphetsz..Gratulálunk! Ha tévedtél, vagy nehézségeid vannak a feladatok megoldásában lapozz vissza a megfelelő oldalra. 2. Önértékelő teszt 1. Kapaszkodó szár: szőlő; egyenes szár - kukorica; gumó- burgonya; gyöktörzs-páfrány; futó szár- bab; 2. a- I; b- H; c- I; d- H (a gumók nem gyökerek, hanem földalatti szárak). 3. c. 4. b- nőszirom 5. c. 3. Önértékelő teszt. A tölgy levele- egyszerű levél, levélalapból, levélnyélből, levéllemezből áll, karéjos, felülete fényes stb. Az erdei fenyő levele-egyszerű tűlevél, viaszos felületű, gyantát tartalmaz, kettesével helyezkednek el. A búza levele-egyszerű levél, amely levélhüvelyből és levéllemezből áll (hiányzik a levélnyél). Széle ép, szalag alakú, erezete párhuzamos, érdes felületű. Figyelem ! Ha minden kérdésre helyesen válaszoltál tovább léphetsz.Gratulálunk! Ha tévedtél, vagy nehézségeid vannak a feladatok megoldásában lapozz vissza a megfelelő oldalra. 4. Önértékelő teszt 1. 1- maghéj; 2- sziklevél; 3- gyököcske; 4- száracska; 5- rügyecske. Hiányzik a második sziklevél. 2. 2, 1, 4, 3 3. a. mag; b. csírázás; c. gyökér kifejlődése; d. szár kifejlődése; e. levelek kifejlődése; f. virágzás; g. megporzás; h. megtermékenyítés. Figyelem ! Ha minden kérdésre helyesen válaszoltál tovább léphetsz.Gratulálunk! Ha tévedtél, vagy nehézségeid vannak a feladatok megoldásában lapozz vissza a megfelelő oldalra.
48
2. Ellenőrző dolgozat 1. A gyökér életműködéseire nem jellemző: 1p a. felszívás; b. légzés; c. növény rögzítése; d. fotoszintézis; 2. A növények ebből a folyamatból nyerik az energiát a növekedéshez és a fejlődéshez: 1p a. párologtatás; b. felszívás; c. fotoszintézis; d. légzés. 3. Az A oszlopban levő minden fogalomhoz találtass a B oszlopban 3 fogalmat.. 1p Például: sejt- sejthártya, citoplazma, sejtmag. A B Cseresznye, víz és ásványi sók, Sejt levélnyél, sejthártya, kapaszkodó, Levél sziklevél, széndioxid, sziromlevelek, Termés fény, körte, porzók, egyenes, klorofill, Virág levéllemez, mogyoró, gyökérsüveg, Gyökér kúszó, felszívó szőröcskék, sziklevél, Mag maghéj, sejtmag, levélerek, Fotoszintézis sziromlevelek, citoplazma. Szár 4. Mutass be egy olyan kísérletet a javasoltak közül, amelyet sikerült eredményesen elvégezni. 2p 5. Írjál esszét ”A level életműködései”, témával. Az esszének tartalmaznia kell a következőket: -a levél szerepe; -a levél életműködései; -a fotoszintézis, légzés, párologtatás szerepe; -táplálkozási módok. A megjelölteken kívül még más információforrásokat is igénybe vehet (könyvek, folyóiratok, Internet). Az esszé terjedelme legfennebb 3-4 oldal lehet. 4p Hivatalból jár 1 pont. A 2 ellenőrző dolgozat tükrözi a 2 tanulási egység elsajátítása utáni felkészültségi szintet. A dolgozatot a tutornak kell elküldeni, aki értékeli, majd visszaküldi. Értékelési és osztályozási kritériumok Pontozás: 1- 1 pont; 2- 1 pont; 3- 1 pont; 4- 2 pont; 5- 4 pont (más információforrás felhasználása- 1p). Hivatalból jár 1 pont. Az ellenőrző dolgozatok a végső jegy 50%- át jelentik. 49
Válogatott könyvészet:
Boldor O., Raianu O., Trifu M., Fiziologia plantelor- Lucrări practice, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1983, p. 25- 48. Copil V. şi colaboratorii, Biologie, Manual pentru clasa a V-a, Editura Sigma, 1997, pag.28- 78. Enciclopedia pentru tineri Larousse- Plante şi animale, Editura Rao, 1996, p. 8- 29. Fodorpataki L. si colab., Biológia, X-o, Editura Abel, Cluj-Napoca, 2002. Fodorpataki L., Növényanatómia gyakorlatok I-II, Curs litografiat, Univ. B-B, ClujNapoca, Fac. de Biologie si Geologie, 2001. Gheţe M., Grosu M., Activităţi practice de biologie pentru gimnaziu, Editura Didactică şi Pedagogică, R.A., Bucureşti, 2002, p. 12- 32. Grinţescu I., Botanică, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1985, p. 32- 69. Lucia P., Constata M., Ion T., Atlas botanic, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti. 1985. Opriş T., Bios (Cele mai pasionante probleme ale lumii vii), Editura Albatros, 1988, p. 81- 170. Stelica E., Gheoghita S., Gheorghe G., Biológia, X-o, Editura LVS Crepuscul, 2005. Tatiana T., Sanda L., Cerasela P., Biológia, IX-o, Editura Aramis, 2004. Ţibea F., Atlas şcolar de biologie, Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2004. Todor V. şi colaboratorii, Metodica predării biologiei la clasele V- VIII, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982.
50
3. TANULÁSI EGYSÉG - Állatok ................................................................................ 51 3. 1. Tanulási egység követelményei .................................................................... 52 3. 2. Az állati szervezet felépítése ........................................................................ 52 3. 3. Kapcsolatteremtő életműködések ................................................................. 53 3. 3. 1. Mozgás ................................................................................................... 53 3. 3. 2. Érzékenység .......................................................................................... 54 3. 4. Anyagforgalmi életműködések ..................................................................... 57 3. 4. 1. Emésztés................................................................................................. 57 3. 4. 2. Légzés ................................................................................................... 58 3. 4. 3. Vérkeringés ............................................................................................ 58 3. 4. 4. Kiválasztás ............................................................................................. 59 3. 5. Szaporodási életműködések .......................................................................... 60 3. 6. Állatvilág-gerinctelenek................................................................................ 62 3. 6. 1. Szivacsok ............................................................................................... 62 3. 6. 2. Tömlősök ............................................................................................... 62 3. 6. 3. Férgek.................................................................................................... 63 3. 6. 4. Puhatestűek ........................................................................................... 64 3. 6. 5. Ízeltlábúak............................................................................................. 65 3. 6. 6. Tüskésbőrűek ......................................................................................... 67 3. 7. Állatvilág- gerincesek ................................................................................... 68 3. 7. 1. Halak ...................................................................................................... 69 3. 7. 2. Kétéltűek ............................................................................................... 69 3. 7. 3. Hüllők..................................................................................................... 70 3. 7. 4. Madarak ................................................................................................. 71 3. 7. 5. Emlősök ................................................................................................ 72 3. 8. Önértékelő tesztek, gyakorlati alkalmazások megoldásai, magyarázatok .... 75 3. 9. Ellenőrző dolgozat ........................................................................................ 78 Válogatott könyvészet........................................................................................... 80
51
3.1. A 3. tanulási egység követelményei A tanulási egység alatt és végén a hallgató képes lesz: - azonosítani az állati szervrendszerek szerkezeti elemeit és ezek funkcióit; - megfelelő szaknyelvet használva, leírni a szervrendszerek főbb jellemzőit; - összehasonlítani az élőlények létfontosságú életműködéseit, kihangsúlyozva az élővilág egységességét és változatosságát, az élővilág törzsfejlődését (evolúció); - meghatározni a főbb állatcsoportok fontosabb jellemzőit.
3.2. Az állatok általános felépítése
Az állatok általános felépítése
Az állatok általános felépítését egy emlősállaton mutatjuk be, mivel ez a legbonyolultabb felépítésű. Az emlősök eleven fiakat szülnek, amelyeket az anya emlői által termelt tejjel táplál. Az állat szervezetét szervrendszerek építik fel, olyan szervcsoportosulások, amelyek bizonyos feladatokat, funkciókat látnak el. A szerveket szövetek – hasonló alakú és szerkezetű, azonos működést végző sejtek csoportosulásai – alkotják. A sejt minden állat szerkezeti és működési alapegysége, amely sejthártyából, sejtplazmából (citoplazma) és sejtmagból áll. A szervezetben a szövetek négy alaptípusa található: - a hámszövet – beborítja a szervezetet vagy kibéleli az üreges szerveket ( bőr és nyálkahártya), egyes hámok bizonyos érzékszervek, mások, mirigyek felépítésében vesznek részt. - a kötőszövet – támasztó, zsírraktározó és tápláló feladatokat lát el; megtalálható az inak, vérerek, tüdő, csontvelő, vér, csontok és a porcok felépítésében; - az izomszövet – az izmok szerkezetében vesz részt, összehúzódásra képes, ezáltal biztosítva az egész szervezet vagy a belső szervek mozgásait. - az idegszövet – összehangolja az egész szervezet működését, idegsejtekből (neuron) és gliasejtekből épül fel. Az állati szervezet életműködései
Az állati szervezet életműködései
Az állati szervezet három alapvető életműködést végez: - kapcsolatteremtő életműködések – megvalósítják a szervezet és környezete közötti kapcsolatot ezáltal biztosítva a szervezet beilleszkedését környezetébe és annak alkalmazkodását a környezeti tényezőkhöz; a mozgás és az érzékenység kapcsolatteremtő életműködések; - az anyagforgalmi életműködések – biztosítják a szervezet és környezete közötti állandó anyag és energia forgalmat; az emésztés, a légzés, a keringés és a kiválasztás anyagforgalmi életműködések; - a szaporodási életműködések – biztosítják a faj fennmaradását az utódok létrehozása révén.
52
3.3. A kapcsolatteremtő (relációs) életműködések 3.3.1. A mozgás
A mozgás
A mozgás az egész élővilág alapvető tulajdonsága. A gerinces állatoknál a mozgást a csontrendszer, izomrendszer és az idegrendszer valósítja meg. A csontrendszert a csontok összessége alkotja. A csontok ízületekkel kapcsolódnak egymáshoz. A csontok helyzetét és mozgását az ínszalagok, inak és izmok határozzák meg. Mindezek úgy kapcsolódnak egymáshoz, hogy lehetővé teszik a csontok változatos elmozdulását. A csontok hosszában növekednek és vastagodnak. A csontváz részei: - a fej váza: agykoponya, arccsontok (felső állcsont, alsó állkapocs, stb.); - a törzs váza: gerincoszlop (33-34 csigolya), bordák (12 pár), szegycsont (mellcsont); - a végtagok váza: a felső és az alsó végtagok csontjai. Felső végtag csontjai: felkarcsont, sing- és orsócsont, kéztőcsontok, kézközépcsontok, ujjpercek. Alsó végtag csontjai: combcsont, sípcsont, szárkapocs, lábtőcsontok, lábközépcsontok, lábujjpercek. A felső végtag csontjait a törzs vázához a vállöv kapcsolja, mely a páros kulcs- és lapockacsotból áll. Az alsó végtag csontjait a medenceöv kapcsolja a törzs vázához, mely a páros medencecsontból áll. Az izomrendszert a szervezetben található izmok összessége alkotja. Az izmok többsége a csontokra tapadnak az inak segítségével. A szervezetben háromféle izmot találunk: - harántcsíkolt izom – a csontvázhoz kapcsolódnak (vázizmok) és meghatározzák a csontok mozgását, gyors és hírtelen összehúzódásra képesek (eközben megrövidülnek) és biztosítják a testtartást; nevüket a mikroszkóppal jól látható harántirányú csíkozatukról kapták. - simaizom – a belső szervek szerkezetében találhatók; akaratunktól függetlenül működnek. - harántcsíkolt szívizom – alkotja a szív izomzatát, a miokardiumot; szerkezete sajátos, de hasonló a harántcsíkolt izoméhoz. Fontosabb izomcsoportok: - a fej izmai; - a nyak izmai; - a törzs izmai: a mellkas izmai, a has izmai, a hát és tarkó izmai; - a végtagok izmai: a felső végtagok izmai, az alsó végtagok izmai.
53
3.3.2. Az érzékenység
Az érzékenység
Az idegrendszer
Az érzékszervek
Az érzékenységet az idegrendszer és az érzékszervek biztosítják. A szervezet az érzékszervek révén szerez információkat a külső környezetből. Ezeket az információkat az agy érzetekké alakítja át (látás, hallás, szaglás, stb.). Az idegrendszernek alapvető szerepe van az érzékelésben, mozgások ellenőrzésében és a szervezet összes működésének szabályozásában. A kapcsolatteremtő életműködések a szervezet és a környezete közötti kapcsolatot valósítják meg. Ezáltal az állat elmozdul, tájékozódik és alkalmazkodik a környezeti tényezőkhöz. Az idegrendszer részei: - központi idegrendszer – agyvelőből és gerincvelőből áll; - környéki idegrendszer – idegdúcokból és idegekből áll. Az idegrendszer szerkezeti és működési egysége az idegsejt (neuron). A neuronok szinapszisok révén kerülnek kapcsolatba egymással, olyan hálózatot alakítva ki, amely az egész szervezetre kiterjed és biztosítja az információáramlást. Az érzékszervek a szem, a fül, az orr, a nyelv és a bőr. A szem - a látás szerve A szemek a szemgödörben helyezkednek el és a szemgolyóból, valamint a hozzá tartozó járulékos szerkezetekből épülnek fel (a szemmozgató izmok, könnymirigyek és szemhéjak). A szemgolyót három koncentrikus burok borítja: - a külső burok – az ínhártya – színe gyöngyházfehér, nem átlátszó, elülső részén található az átlátszó szaruhártya; - a középső burok – az érhártya – gazdag vérérhálózattal van ellátva, a szemgolyó táplálását végzi; elülső részén található a szivárványhártya (írisz – a szem színes része, amely körülveszi a pupillát vagy szembogarat) ; - a belső burok - az ideghártya, hátulsó felszíne a retina, mely fényérzékeny sejteket tartalmaz, az általuk felfogott jeleket a látóideg az agyba továbbítja. A szem fénytörő (átlátszó) közegei: - a szaruhártya - a csarnokvíz (a szemgolyó elülső üregében, a szaruhártya és a szemlencse között található folyadék) - a szemlencse – kétszeresen domború lencse - az üvegtest (kocsonyás állagú anyag, amely a szemgolyó hátulsó üregében helyezkedik el a szemlencse és a retina között). A szemgolyó járulékos szervei a következők: - a szemhéjak – kötőhártyának nevezett hártya béleli, amelyen a szem “olajozását” biztosító folyadék terül szét; - a szemmozgató izmok – biztosítják a szemgolyó összehangolt mozgásait a szemgödörben. - a könnymirigyek – a szemgolyó szomszédságában találhatók, termelik a szemet nedvesen tartó folyadékot, a könnyet.
54
A fül - a hallás és egyensúlyérzékelés szerve A fül felépítése: A külső fül – fülkagylóból és a külső hallójáratból áll. A külső hallójáratot a dobhártya határolja. A középfül – kapcsolatban van az orrgarattal az Eustach-kürtön keresztül (így a dobhártya két oldalán a levegő nyomása kiegyenlítődik) és három egymással sorban kapcsolódó hallócsontocskát tartalmaz (kalapács, üllő, kengyel), amelyek átveszik a dobhártya rezgéseit és továbbítják a belső fülhöz. A belső fület több, folyadékkal teli üreg alkotja, amelyek a csontos labirintus nevet viselik, ebben található a hártyás labirintus, amely 3 félkörös ívjáratból, tömlőcskéből, zsákocskából és csigából áll. A félkörös ívjáratokban , tömlőcskében és a zsákocskában helyezkednek el az egyensúlyérzékelés receptorai, míg a csigában a hallás receptorai. A receptorsejtek átalakítják a rezgéseket idegimpulzusokká és a hallóegyensúlyozó idegen keresztül az agyhoz továbbítják, ahol kialakul a hallásérzet valamint a test helyzetére vonatkozó információ. A nyelv – az ízérzékelés szerve Az érzékszervek
A nyelv izmos szerv, amelynek a felszínén kis kiemelkedések, ízlelő szemölcsök vannak. A szemölcsökben számos ízlelőbimbó található – ezek biztosítják a nyálban oldott anyagok ízének érzékelését. A nyelv felszínén 4 alapízt érzékelünk: édes, keserű, savanyú és sós. Az ízérzetek az alapízek kombinálódásának következtében összetettek. Az orr – a szaglás szerve Az orrüregeket az orrnyálkahártya béleli, melynek felső, hátsó részén található a szaglóhám, amelyben szagló-receptorok találhatók, melyek a belélegzett levegő illékony anyagait érzékelik. Az idegimpulzusok az agyba jutnak, ahol kialakul a szagérzet. A bőr – a tapintás, a hőérzékelés és a fájdalomérzékelés szerve
Az endokrin rendszer
A bőr számos receptort tartalmaz. Ezenkívül több más funkciót is ellát (véd, hőszigetel, kiválaszt). Az endokrin rendszert a belső elválasztású (endokrin) mirigyek összessége alkotja, amelyek hormonokat termelnek. A hormonok a vérbe kerülve serkentik vagy gátolják a szervek, szövetek működését. Az endokrin mirigyek feltétlenül szükségesek a növekedés, táplálkozás és szaporodás megvalósításához. Ezenkívül fontos szerepük van a szervezet környezeti tényezőkhöz való alkalmazkodását biztosító mechanizmusok szabályozásában. A legfontosabb belső elválasztású mirigyek: agyalapi mirigy (hipofízis), pajzsmirigy, mellékpajzsmirigyek, mellékvesék, nemi mirigyek és a hasnyálmirigy endokrin része.
55
1. számú önellenőrző teszt I. Válaszd ki a helyes feleleteket! A felsoroltak közül melyek tartoznak az állati sejtekhez? a) sejthártya b) sejtplazma c) szövet d) klorofill e) sejtmag II. Egészítsd ki az összefüggési vázlatot:
A szervezet életműködései
kapcsolatteremtő - ............................ - ............................ .................................. - ............................. - ............................. - ............................ - kiválasztás szaporító
III. Válaszd ki a helyes feleleteket! 1. A törzs vázát alkotják: a) gerincoszlop b) felső végtag csontjai c) mellcsont d) combcsont e) bordák 2. A központi idegrendszer felépül: a) agyvelőből b) idegekből c) idegdúcokból d) gerincvelőből e) ízületekből 3. A szemgolyó burkai: a) ínhártya b) szemlencse c) retina d) szivárványhártya e) érhártya 4. Az egyensúlyérzékelés receptorai megtalálhatók: a) a hártyás csigában b) a középfülben c) a félkörös ívjáratokban d) a tömlőcskében és zsákocskában e) a dobhártyában A válaszok és magyarázataik a 75. oldalon találhatók. 56
3.4. Az anyagforgalmi életműködések Az anyagforgalmi működések az emésztés, a légzés, a keringés és a kiválasztás. 3.4.1. Az emésztés Az emésztés a táplálék tápcsatornában történő átalakulásainak Az összességét jelenti. Az emésztés biztosítja a táplálék átalakulását oldható, emésztés ezáltal felszívható és a szervezet által hasznosítható tápanyagokká. Az emésztést az emésztőkészülék valósítja meg. Az emésztőkészülék részei: tápcsatorna: szájüreg, garat, nyelőcső, gyomor, vékonybél, vastagbél a tápcsatorna járulékos mirigyei: nyálmirigyek, máj, hasnyálmirigy. A szájüregben szakosodott szerveket találunk: a nyelvet és a fogakat. A nyelv egy izmos szerv, amely részt vesz a táplálék megrágásában, A lenyelésében és a beszédben. A nyelv felszínén találhatók az ízérzékelés tápcsatorna receptorai. A fogak a táplálék megragadására, lemetszésére és felaprítására szakosodott szervek. A fogtípusok a következők: metszőfogak, szemfogak, előzápfogak (kis őrlők), utózápfogak (nagy őrlők). A táplálék átitatódik nyállal és kialakul a falat, amelyet lenyelünk. A garat csőszerű szerv, ahol a táplálék és a levegő útjai keresztezik egymást. Nyelés közben a táplálék nem juthat be a légutakba mivel a gégefedő elzárja a légcsövet. A táplálék áthalad a nyelőcsövön és a gyomorba kerül. A gyomor üreges szerv, a nyelőcső és a vékonybél között található kiszélesedett rész. A gyomor raktározza és folyékonyabbá teszi a táplálékot a gyomornedvvel való átitatás révén. Így alakul ki a gyomorkimusz. A vékonybélnek a tápanyagok emésztésében és felszívásában van szerepe. A gyomorkimuszt, amely sósavat tartalmaz, a bélnedv, az epe (a máj terméke) és a hasnyál (a hasnyálmirigy terméke) semlegesítik. Az epe emulgeálja (oldja) a zsírokat. Az emésztés folyamán a táplálék alaptápanyagokká alakul (aminósavak, zsírsavak és glicerin, monoszaccharidok). A tápanyagok átkerülnek a vérbe, amely a sejtekhez szállítja. A meg nem emésztett maradék anyagok a vastagbélbe jutnak. Járulékos A vastagbél a vékonybél folytatásában helyezkedik el. Három részre mirigyek tagolódik: vakbél, remese és végbél. A vastagbélben történik a víz felszívódása. Az erjedési és rothadási folyamatok mellett, a vastagbél baktériumflórája részt vesz a B, B1, B2, B6 és K vitaminok előállításában is. A tápcsatorna járulékos mirigyei A nyálmirigyek nyálat termelnek, amely tartalmaz a keményítő emésztésében résztvevő enzimet is. A nyálmirigyek: nyelv alatti, állkapocs alatti és fültőmirigyek). A máj a szervezet legnagyobb mirigye, több más feladata mellett, az epehólyagban tárolódó epét termeli. A hasnyálmirigy termeli az emésztésben igen fontos szerepet játszó hasnyálat. 57
3.4.2. A légzés
A légzés
Tüdőn kívüli légutak
Tüdőn belüli légutak
Tüdő
A légzés azoknak a biológiai folyamatoknak az összességét jelenti, amelyek révén az élőlények oxigén jelenlétében vagy hiányában, lebontják a szerves anyagokat, felszabadítva ezáltal a bennük raktározott energiát. A légzést a légzőkészülék valósítja meg. A légzőkészüléket a szervezet és környezete közötti gázcserét megvalósító szervek alkotják. A légzőkészülék a légutakból (tüdőn kívüli és tüdőn belüli) és a tüdőkből áll. 1. A légutak: az orrüreg – a légutak első szakasza, amelyen a levegő bejut a szervezetbe - a garat – az a hely, ahol a légutak és a táplálék útja kereszteződik - a gége – a garat és a légcső között helyezkedik el és légző, valamint hangképző szerepe van - a légcső – a nyelőcsővel párhuzamosan, az előtt elhelyezkedő porcos cső amely a levegő vezetéséhez alkalmazkodott, anélkül hogy akadályozná a falat előrehaladását a nyelőcsőben - a hörgők – a légcső kétfelé ágazásából alakultak ki: az első elágazások a főhörgők. A főhörgők behatolnak a tüdőkbe és gazdagon szétágaznak kialakítva a tüdőn belüli légutakat. A hörgők legutolsó elágazásait hörgőcskéknek nevezzük. Ezek tüdőhólyagocskáknak (alveolus) nevezett hólyagszerű képződményekben végződnek, amelyek gazdag vérellátásuknak köszönhetően megvalósítják a gázcserét. Belégzéskor a levegő behatol a tüdőbe. A bejutott oxigén átkerül a vérbe, amely elszállítja a szívbe és onnan a sejtekbe, ahol megtörténik a szerves anyagok egy részének oxidációja (elégetése). Ennek eredményeként széndioxid is keletkezik, amelyet a vér a tüdőbe szállít, ahonnan kilégzéssel távozik a szabadba. - külső légzés – (belégzés, kilégzés) – a szervezet és környezete közötti gázcsere - belső légzés – a légzési gázok (O2 şi CO2) cseréje és szállítása a tüdő és sejtek között - sejtlégzés - sejtszintű életfolyamatok 2. A tüdő páros légzőszerv, a mellüregben helyezkedik el. Mindkét tüdőt egy kettős hártya, a mellhártya borítja. A tüdők lebenyekből és lebenykékből épülnek fel. A tüdőlebenyke a tüdő szerkezeti és működési egysége, amely léghólyagocskákat tartalmaz, ahol megvalósul a gázcsere.
3.4.3. Testnedvek keringése
A vér
A keringést a keringési rendszer (szív és vérerek) valósítja meg. A vér a legfontosabb keringésben levő testnedv az emlősállatok szervezetében. A vér plazmából és alakos elemekből (vérsejtek) áll. A vérplazma, a vér folyékony része szállítja a tápanyagokat, az ásványi sókat és a vizet. Az alakos elemek: vörösvértestek (eritrociták) – hemoglobint tartalmaznak, amely 58
A szív
A vérerek
biztosítja a légzési gázak megkötését és szállítását (oxigén és széndioxid). - fehérvérsejtek (leukociták) – a kórokozók elleni védekezésben vesznek részt (immunitás), ellenanyag (antitestek) termelésével vagy a mikroorganizmusok bekebelezésével (fagocitózis). - trombociták (vérlemezkék) – a vérzés megszűnésében és a véralvadásban vesznek részt. A keringési rendszert a szív és a vérerek (osztóerek, gyűjtőerek, hajszálerek) alkotják. Az emlősállatok szíve négyüregű (2 pitvar és 2 kamra), izmos, üreges szerv amely a mellüregben helyezkedik el. A két pitvar felső helyzetű és az ide torkolló gyűjtőerek töltik fel vérrel. A két, vastagabb falú kamra a szervek és szövetek felé pumpálja a vért az osztóereken keresztül. A bal kamrából indul ki a főosztóér (aorta), a jobb kamrából pedig a tüdőosztóér. A szív falát három réteg alkotja: epikardium (szívkülhártya), miokardium (szívizom) és endokardium (szívbelhártya). A miokardium vagy szívizom egy különleges szerkezetű harántcsíkolt izomszövet – típus. A miokardiumban egy módosult izomsejtekből kialakult specializált szövet található, amely biztosítja a szív automáciáját (még a testből való eltávolítás után is működik egy ideig). A szív összehúzódását szisztolénak, az elernyedést pedig diasztolénak nevezzük. A vérerek (osztóerek, gyűjtőerek, hajszálerek) behálózzák az egész testet és biztosítják a vér szállítását a szervek felé (osztóerek) és vissza a szívbe (gyűjtőerek). A hajszálerek nagyon kis átmérőjű erek, amelyek a különböző anyagok kicserélődését valósítják meg a vér és a szövetek között. A szív összehúzódásai pumpálják a vért a két vérkörbe: - a nagyvérkör (testi vérkör) – amely a szívből az oxigénnel és tápanyagokkal telített vért az aortán keresztül a szövetekig juttatja, majd miután a szövetek szintjén megtörténik a gázcsere, a széndioxiddal telített vér visszatér a szívbe az üres gyűjtőereken át - a kisvérkör (tüdővérkör) – amely a széndioxiddal telített vért szállítja a tüdőbe a tüdőosztóéren keresztül, majd miután megtörtént a gázcsere a tüdőkben, az oxigénnel telített vér visszatér a szívbe a tüdőgyűjtőereken át. Az emlősállatoknál a keringés zárt (a vér saját fallal rendelkező vérerekben kering) és kettős (a vér kétszer halad át a szíven, kialakítva a nagy és kis vérkört).
3.4.4. A kiválasztás
Kiválasztó készülék
A kiválasztás, a fölösleges anyagok eltávolítása a szervezetből a következőképpen történik: - a vesék – vizelet formájában távolítják el a szervezetből a fölösleges anyagokat - a bőr – a mérgező anyagokat verejték formájában küszöböli ki - a tüdők – kilégzéssel széndioxidot juttatnak ki - a vastagbél – a meg nem emésztett anyagokat távolítja el széklet formájában. A kiválasztó készüléket a vesék és a húgyutak alkotják. A vese páros szerv, a gerincoszlop két oldalán helyezkedik el. Színe vörösbarna, alakja babszemre emlékeztet. 59
A vesék szerkezeti és működési egysége a nefron, amely a vért megszűri és vizeletet állít elő. A vizelet a vesén belüli és vesén kívüli húgyutakon (húgyvezetékek, húgyhólyag, húgycső) keresztül távozik a szervezetből.
3.5 A szaporodási életműködések
Szaporító készülék
A szaporodás révén az élőlények utódokat hoznak létre és ezáltal biztosítják a faj fennmaradását. A szaporodást a szaporító készülék végzi. Az emlősállatok ivarosan szaporodnak. Az ivaros szaporodásban két különböző nemű egyed vesz részt melyek ivarsejtjeinek egyesülése során bekövetkezik a megtermékenyítés (a megtermékenyítés az összes emlősöknél a test belsejében történik). A hímek szaporító szervei, a herék spermiumokat (hím csírasejtek) termelnek, míg a nőstények petefészkei petesejteket (női csírasejtek) hoznak létre. Ezenkívül, a szaporító szervek nemi hormonokat is termelnek, amelyek biztosítják a szaporodáshoz szükséges feltételeket. A legtöbb emlősállat méhnyálkahártyája hozzájárul a méhlepény (placenta) kialakulásához, amelyen keresztül valósul meg a különböző anyagok átadása az anya és a fejlődő embrió között (méhlepényes emlősök). Az erszényes emlősöknél a méhlepény gyengén fejlett, a fiókák fejletlenül jönnek a világra és az anyaállat erszényében folytatják fejlődésüket. A legalacsonyabb rendű emlősök kivételével, amelyek tojásokat raknak (ovipara), a legtöbb emlős eleven fiakat szül (vivipara).
2. számú önellenőrző teszt I. Vázold fel az emésztő- és légzőkészülék szerveit! tápcsatorna - szájüreg - ............................. - ............................. - ............................. - ............................. - ............................. 1. Emésztőkészülék ........................ - nyálmirigyek - ............................. - ............................. légutak - .............................. - .............................. - .............................. - .............................. - .............................. 2. Légzőkészülék légzőszervek - ................................ II. Válaszd ki a helyes feleleteket! 1. A gázcsere megvalósul: a) a légutakban b) a léghólyagokban c) a hörgőkben d) a mellhártyában 60
2. Az emlősök szívében található: a) 2 pitvar és 1 kamra b) 2 pitvar és 2 kamra c) fő osztóér (aorta) d) négy üreg III. Társítsd a fogalmakat: 1. vörös vértestek 2. fehér vérsejtek 3. trombociták
a) biztosítják az immunitást b) a véralvadásban vesznek részt c) szállítják a légzési gázokat d) hemoglobint tartalmaznak e) ellenanyagokat (antitesteket) termelnek
Válaszok és magyarázatok a 75. oldalon találhatóak
61
.
3.6. Az állatok országa - GERINCTELENEK A Földet benépesítő állatok összessége alkotja az állatok országát (állatvilág). Ez két nagy állatcsoportot foglal magába: gerinctelenek (belső váz nélküli állatok) és gerincesek (gerincoszloppal ellátott állatok). A gerinctelen állatok rendkívül változatosak (több mint egymillió faj), ide tartoznak a szivacsok, medúzák, korallok, férgek, puhatestűek, rovarok, stb. Sokféleségük miatt nehéz közös jellegzetességeket találni. A gerinctelenek minden élettérben elterjedtek: szárazföldön, édes- vagy sós vizekben. A legváltozatosabb alakokkal a tengerekben találkozunk. A gerinctelenek főbb csoportjai 3.6.1. Szivacsok
Szivacsok
A szivacsok egyszerű testfelépítésű alacsonyabbrendű gerinctelen állatok, amelyek édesvizekben vagy tengerekben élnek. Helyhez kötött életmódot folytatnak, a köves alzathoz rögzülnek. Magánosak, vagy telepekbe tömörülnek. Testük felületén nagyszámú nyílást, pórust figyelhetünk meg. Ezeken állandóan vízáram halad át, amely a szivacs belsejébe szállítja a növényi és állati maradványokat, amelyek a táplálékát képezik, valamint a légzéséhez szükséges oxigént. A szivacsok váza lehet ásványi eredetű, kalciumkarbonát (meszes szivacsok) vagy szilíciumdioxid alapú (kovaszivacsok). Vannak szerves anyagból, szponginból álló vázú szivacsok is (a kereskedelemben kapható mosdószivacsok ilyen állatok vázai).
3.1. Ábra- Tengeri szivacs
3.6.2. Űrbelűek (Tömlősök) Medúzák és korallok
3.2. Ábra- Medúza
Ehhez a csoporthoz a medúzák és korallok tartoznak. A medúzák tengeri állatok, amelyek az áramlatokkal mozognak. Egyes fajok, kisméretűek, mások elérik az egy méteres átmérőt is. Alakjuk esernyőre emlékeztet, szélein tapogatókkal. A medúzák mozgása az ernyő izmainak összehúzódásával történik. A tapogatókarok ezernyi csalánzósejtet tartalmaznak, amelyekkel a medúza megbénítja áldozatát. Egyes fajok mérge néhány perc alatt egy embert is képes megölni. A korallok tengerek és ócenok lakói, magánosan, vagy telepekben élnek. Az állat élő részét egy meszes váz tartja fenn. Alakjuk, színezetük és rögzített életmódjuk miatt sokáig növényeknek tartották őket. Hosszú idő alatt képződő vázaik hozzák létre a korallzátonyokat. Ezek elérhetik a több száz kilométer hosszúságot és élőhelyül szolgálnak nagyszámú más állatnak. Egy koralltelep több millió egyedből épül fel. Leggyakrabban a Csendes-óceán és az Indiai-óceán meleg, sekély vizeiben fordulnak elő, ahol a tenger mélysége soha nem haladja meg az 50 métert. Földünk legnagyobb korallzátonya az Ausztráliától észak-keletre található “Nagy Korallzátony”. 62
3.6.3. Férgek
Férgek
Ebbe a csoportba lágy, megnyúlt testű, váznélküli állatok tartoznak. A férgek három legfontosabb csoportja: a laposférgek, a hengerférgek és a gyűrűsférgek. Szaporító szerveik nagyon fejlettek és nagyszámú petét raknak le. A laposférgek teste lapított, falevélhez hasonló (a tengeri férgek és az élősködők), vagy szalagszerű (galandférgek). A galandféreg, a szervasmarha és az ember testében élősködő laposféreg. A hengerférgek testük hengeres alakjáról kapták nevüket. Ebbe a csoportba is számos élősködő faj tartozik: a közönséges orsóféreg, a hegyesfarkú bélgiliszta és a trichina (a trichinával fertőzött hús fogyasztása nagyon veszélyes lehet). A gyűrűsférgek teste hengeres , egyforma gyűrűkből épül fel. Sok tengeri faj tartozik ide, amelyek az iszapba vagy a homokba fúródva él. A gyűrűsférgek csoportjába soroljuk a földigilisztát és az orvosi piócát is. A földigiliszta a talajban található szerves anyagokkal táplálkozik, amelyeket a földdel együtt nyel le, miközben járatait ássa. A hasznos anyagokat visszatartja, míg a talaj a végbélnyíláson át távozik, így járul hozzá a a talaj fellazításához, puhításához, minőségének javításához. A pióca, gyűrűsféreg, amely kisebb tavakban, pocsolyákban és mocsarakban él. Időszakos élősködő, a vízi állatok vérével táplálkozik. Szájnyílását három szaruképződmény veszi körül, amelyek a gazdaállat kültakarójának felhasítására szolgálnak, valamint egy tapadókorong, amely a vér kiszívását segíti. A pióca hirudininnek nevezett véralvadást gátló anyagot állít elő.
3.3. Ábra- Földigiliszta
Gyakorlati alkalmazások 1.1. Kísérlet A földigiliszta talajlazító szerepének kimutatása. Szükséges eszközök és anyagok: egy nagyméretű befőttesüveg, talaj, száraz levelek, homok, fekete papír, víz. A munka menete töltsd tele az üvegedényt rétegesen földdel, homokkal és újra földdel locsold meg vízzel, hogy a teljes földmennyiség átnedvesedjen válassz ki 2-3 földigilisztát a kertből (eső után tömegesen előjönnek) és helyezd el őket az előkészített edényben - borítsd be az edényt körös-körül fekete papírral, hogy a fény ne hatoljon be - locsold naponta a földet és etesd a gilisztákat felaprított zöldséggel (saláta, murok, stb.) - figyeld meg mi történik az üvegben egy hét alatt. Mit tapasztaltál? Jegyezd le az észrevételeidet a kijelölt helyre. Csak azután olvasd tovább, miután kész vagy a jegyzeteléssel. -
............................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................
63
Eredmények A giliszták számtalan járatot ástak a talajba. A 3 réteg összekeveredett (a földigilisztákat “biológiai ekéknek” tartják, amelyek lazítják a talajt). 3.6.4. Puhatestűek
Csigák
A puhatestűek lágy teste három részből áll : fej, zsigerzacskó (a belső szerveket tartalmazza) és láb, amelyet helyváltoztatásra használnak. A puhatestűek a vízi és a szárazföldi életmódhoz alkalmazkodtak. Ebbe a csoportba tartoznak: csigák (haslábúak), kagylók (lemezes kopoltyúsok) és lábasfejűek (tintahal, polip). A csigák Megközelítőleg 100000 csigafaj ismert. Egyesek szárazföldön (ligeti csiga, csupasz csiga), mások tengerek vízében élnek. Testüket spirálisan felcsavarodó meszes héj (csigaház) borítja. A csupasz csiga héja csökevényes, a köpenybe rejtett. A fejen 2 pár tapogató található. A hosszú tapogatók végén ülnek a szemek. A csigák talpszerűen kiszélesedő izmos lábuk segítségével mozognak. A vízi csigák kopoltyúval lélegeznek, a szárazföldiek “tüdővel”.
3.4. Ábra Csiga
Kagylók
Lábasfejű ek
A lemezeskopoltyúsok csoportjába különböző kagylófajok tartoznak. Kizárólag vízben élő, kopoltyúval lélegző állatok. Héjuk két teknőből áll, innen ered a Bivalvia latin név. A két teknő nyitását és csukását sarokpánt és záróizmok biztosítják. Ezek a puhatestűek a többitől abban különböznek, hogy nincs fejük. Az izmos, balta szerű láb behatol az iszapba, az állatot az alzathoz rögzítve. Egyes kagylók hatalmas ugrásokra képesek a teknők hirtelen összezárása által. A lábasfejűeknél (tintahalak, polipok) a láb két részre tagolódik: az elülső körülveszi a fejet és hosszú, tapadókorongot viselő karokra oszlik; a hátsó létrehozza a tölcsért, amely az állat mozgását biztosítja. Egyes lábasfejűeknél, mélyen a kültakaróba ágyazódva (szépia-csont) megtalálható a váz maradványa. A polipnak nincs váza. Az egyetlen vázzal rendelkező lábasfejű a csigaházas polip (Nautilus). A polipoknak nyolc egyforma hosszú karja van. A tintahalaknak tíz karja van: nyolc rövid és két nagyon hosszú. A karokon található tapadókorongok a zsákmány megragadására szolgálnak. Aktív, ragadozó állatok. A lábasfejűek tapintása és a látása fejlett, így könnyen felismernek bizonyos alakokat. Agyuk más gerinctelen állatokénál fejlettebb és eltérően a többi puhatetstűektől nagyon gyorsan mozognak: erős vízsugarat lövellnek ki a test elülső részén, így ellenkező irányban mozdulnak el. Veszély esetén tintafelhőt bocsájtanak ki. A nagy mélységekben élő fajok védekezésként a karokon elhelyezkedő speciális fényképző szerveikkel fényt bocsájtanak ki. A lábasfejűek egyik hatékony védekezése a homokrómia, vagyis a környezet színébe való beolvadás. A lábasfejűekre jellemző, hogy csak egyetlen egyszer, teljesen kifejlett állapotban, 2-4 éves korukban szaporodnak. 64
3.6.5. Ízeltlábúak Az ízeltlábúak közé tartoznak a pókszabásúak, a rákok, a soklábúak és a rovarok. Testüket külső váz – exoscheleton – borítja. Növekedésük közben kinövik a vázukat, ezért szükséges a többszöri vedlés. Lábaik ízekből állnak, testük szelvényezett. Minden testszelvényen páros számú ízekből álló, mozgékony nyúlványok vannak (csápok,tapogatók, lábak, állkapcsok).
Pókok
Skorpiók
Soklábúak
Rákok
Rovarok
A pókszabásúak (pókok, skorpiók, atkák) teste két részből épül fel: fejtor és potroh. A fejtoron vannak a szemek (4 pár), 2 éles állkapocs, 2 csáprágó (ollószerű nyúlványok) és 4 pár karmokban végződő láb. A potrohon találhatóak azok a nyílások, amelyeken át a pókháló alapanyagát képező ragacsos anyag kikerül a szabadba és a levegővel érintkezve megszilárdul. A pókok hálójukat rejtekhelyként, petéik tárolására vagy rovarok befogására szövik. A nőstények petéiket egy fonalból készült tasakkal (kokkon) borítják be. Ezekből a petékből a kifejlett pókokhoz hasonló apró pókok kelnek ki. Az atkák apró testű pókszabású állatok, többségük növényeken, állatokon vagy az emberen (kullancs, rühatka) élősködik. Más atkák a talajban vagy a házi porban élnek. A skorpiókat szelvényezett potrohukról ismerjük fel. Utolsó testszelvényük végén tüske található, amely egy pár méregmiriggyel van kapcsolatban. Egyes trópusi skorpiók csípése halálos. Éjszaka aktívak, nappal hűvös helyeken rejtőzködnek. Számos skorpiófajnál a nőstények felfalják a hímeket párzás után. A soklábúak nagyszámú lábbal rendelkeznek. Általában a talajban és nedves helyeken élnek (például: barna százlábú). A rákok testét kitines-meszes páncél borítja. Életük folyamán többször is vedlenek. A rákok többsége tengerek vízében él (tarisznyarák, languszta), mások édesvíziek (folyami rák). Kopolyúval lélegzenek. Léteznek szárazföldi fajok is, amelyek tüdőszerű szerkezetekkel lélegeznek. Az alsórendű rákok (vízibolhák) csápjaikat evezőként használva úsznak a tavak, tócsák vizében. Páncéljuk átlátszó. A felsőrendű rákok (tarisznyarák, folyami rák, garnélarák, homár) teste két részből épül fel: elülső része a fejtor , hátulsó része a potroh. 5 pár ízelt lábuk van, amelyeket úszásra vagy járásra használnak. Egyes fajoknál (folyami rák, tarisznyarák, homár) az első pár láb módosul, ollóban végződik. A rákok két pár csápja a rezgések felfogására és az egyensúly fenntartására szolgál. A rovarok a legnépesebb állatcsoportot (több mint 1000000 faj) képezik. A legkülönfélébb környezeti feltételekhez alkalmazkodtak. Az egyetlen gerinctelen csoport, amelyik repülni is képes. A többi ízeltlábúhoz hasonlóan, 65
Háziméh
lábaik ízekből állanak, testüket többé-kevésbé merev kitines váz borítja. A rovarok teste 3 részre tagolódik: fej, tor és potroh. Fejükön két összetett szem (több ezer egyszerű szemből áll), két csáp és a táplálkozáshoz alkalmazkodott szájszervek találhatók. A rovarok tora három szelvényből áll és három pár ízelt láb, valamint két pár szárny található rajta. A potrohon apró légzőnyílásokat találunk, amelyek a levegő beáramlását teszik lehetővé a légzést szolgáló csövecskékbe, a tracheákba. A rovarok osztályozása három szempont szerint történik: - a szárnyak alakja és mérete - a kifejlett egyedek lárvából való kialakulási típusa (metamorfózis) - a szájszervek típusa a. Szitakötők - szárnyaik átlátszóak, egyenlő hosszúságúak, nem csukhatók a test mellé - nagyméretű összetett szemeik vannak - ragadozók, röptében fogják el a rovarokat. - fejlődésük tökéletlen átalakulással történik (pete – lárva - kifejlett egyed) - a lárvák hasonlítanak a felnőttekhez, de nincs szárnyuk. b. Sáskák, szöcskék - legyezőszerűen összecsukható szárnyaik vannak - lábaik ugráshoz alkalmazkodtak - különböző testrészeik (szárny, láb) összedörzsölésével hangokat adnak ki. c. Méhek, darazsak, hangyák - két pár vékony, átlátszó, erezett szárnyuk van - nagy csoportokban élnek (társadalmak) - szájszerveik szíváshoz és nyaláshoz alkalmazkodtak - fejlődésük teljes átalakulással történik (pete – lárva – báb - kifejlett egyed). d. Legyek, szúnyogok - egyetlen pár repülésre alkalmas szárnyuk van, a másik 3.5. 3.5. Ábra csökevényes és az egyensúlyozást segíti repüléskor (billér) - lábaik lágy párnákban végződnek, amelyek megtapadnak a sima vagy fényezett felületeken - szájszerveik szíváshoz, nyaláshoz (legyek) vagy szúráshoz és szíváshoz alkalmazkodtak (szúnyogok) - fejlődésük teljes átalakulással történik. e. Bogarak (fedelesszárnyúak) - két pár szárnyukból az első kitines, kemény (fedeles), a második pedig hártyás - szájszerveik vágáshoz és rágáshoz alkalmazkodtak - fejlődésük teljes átalakulással történik. f. Lepkék (pikkelyesszárnyúak) - két pár nagyméretű szárnyukat apró, gyakran színes pikkelyek borítják - szívócsővé alakult szájszerveik lehetővé teszik a folyadékok felszívását, főként a virágok nektárját - fejlődésük teljes átalakulással történik (pete - lárva /hernyó/ - báb – kifejlett egyed) - léteznek nappali és éjszakai lepkék is. 66
3.6.6. Tüskésbőrűek Tengerekben élő állatok. Ide tartoznak a tengeri csillagok,tengeri uborkák, tengeri sünök és a tengeri liliomok. Külső meszes vázuk van, sugarasan részarányosak (testük öt egyforma részből épül fel, amelyek egy központi tengely körül helyezkednek el, mint a kerék küllői).
3. számú önellenőrző teszt 1. Egészítsd ki a vázlatot! GERINCTELENEK
SZIVACSOK - példák: …………… - példák: FÉRGEK - ……….. - példák: - hengeres - példák: - …………. - példák: ………….. - ………………..- példák: -………………… - példák: kagylók - fejlábúak – példák: ÍZELTLÁBÚAK - ……………….. - példák: - soklábúak – példák: - rákok – példák: - rovarok – példák: TÜSKÉSBŐRŰEK
2. Egészítsd ki a táblázatot, helyezd be az alább felsorolt állatokat a megfelelő rendszertani csoportba: éticsiga, házi méh, szivacs, rák, medúza, szúnyog, kagyló, pióca, fehér korall, szitakötő, garnélarák, tengeri csillag, cserebogár, skorpió, polip, galandféreg. Rendszertani Faj neve Élőhely Általános tulajdonságai csoport Éticsiga puhatestűek szárazföldi Testét váz borítja, helyváltoztatása izmos lába segítségével........
67
3. Egészítsd ki a táblázatot a gerinctelen állatcsoportok általános jellemzőivel. Általános tulajdonságok Szivacsok Űrbelűek Férgek Puhatestűek Ízeltlábúak Tüskésbőrűek
Válaszok és magyarázatok a 75. oldalon találhatók.
3.7. Az állatok országa – GERINCESEK A legfejlettebb állatok, amelyek minden életteret (szárazföldi, levegő, vízi, földalatti) benépesítenek. Nevükben hordozzák fontos tulajdonságukat, a belső váz jelenlétét, amelynek legfontosabb összetevője a gerincoszlop. Legtöbbjük teste fejből, törzsből és a különböző mozgásokhoz alkalmazkodott végtagokból épül fel. A gerincesek osztályozása A gerinceseket 5 osztályba soroljuk: - Halak - Kétéltűek - Hüllők - Madarak - Emlősök 68
3.7.1. Halak
Halak
3.6. Ábra Süllő
A halak vízi állatok, amelyek kopoltyúval lélegeznek, testüket általában pikkelyek borítják. Mozgásuk az úszás, amelyet úszóik (uszonyok) segítségével valósítanak meg. Egy speciális szervük is van, az úszóhólyag (levegővel telt zsák), amely segíti a vízben való fel-le mozgásukat. A cápáknak nincs úszóhólyagjuk. A halak többfélék: a. Porcos halak – egész életükben porcos vázuk van: cápák, ráják. b. Vértes halak – porcos-csontos halak, vázuk egyes részei porcosak, más részei csontosodtak és testüket csontlemezekből álló “vértezet” borítja: viza, tok, kecsege. c. Csontos halak – csontos vázuk van: csuka, sügér, süllő, ponty, pisztráng. A legtöbb halfaj tojásrakó (ovipara), vagyis az ivadék petékből származik. A nőstény a vízbe üríti a petéket (ikra), majd a hím megtermékenyíti őket, ráfolyatva a spermiumokat (haltej) – ez a külső megtermékenyítés. A cápáknál a megtermékenyítés belső, az embrió fejlődése a test belsejében történik (vivipara). Egyes fajok egyedei elpusztulnak, miután életet adnak utódaiknak (angolnák). Testhőmérsékletük változó (poikilotermek).
Gyakorlati alkalmazások Akvárium berendezése Szükséges anyagok: üvegedény, víz, homok, kavics, vízi növények, halak. A munka menete - mosd ki alaposan az üvegedényt; - az aljára helyezz egy vastag (kb. 4 cm), jól megmosott homok és kavics réteget; - ebbe a kavics és homok rétegbe ültess néhány vízinövényt, amelyeket tavak, folyóvizek partközeli vizéből gyűjthetsz be; - töltsd meg az edényt vízzel, vigyázz, ne kavarodjon fel a homok; feltöltés után hagyd a vizet legalább 48 órát ülepedni, csak azután telepítsd bele a halakat; - etesd a halacskákat szárított vízibolhával, amelyet szaküzletben lehet beszerezni. Ha elegendő türelmed van, rendkívül értékes megfigyeléseket végezhetsz a halak felépítésével, környezethez való alkalmazkodásával, viselkedésével stb. kapcsolatosan. Gyakorlati tanácsok - ne etesd túl a halakat, a fölösleges táplálékot távolítsd el egy kis hálóval; - cseréld ki a víz egy részét az edényben kétnaponta, anélkül, hogy a halakat kivennéd. 3.7.2. Kétéltűek
Kétéltűek
A kétéltűek egyaránt alkalmazkodtak a vízi és a szárazföldi környezethez. Testük fejre, törzsre és végtagokra tagolódik (négylábúak – tetrapodák). Egyes kétéltűeknek farka van (szalamandra, gőték), másoknak nincs farka (kifejlett békák). A meleg égövön lábnélküli kétéltű fajok is élnek (gyűrűs gilisztabéka). 69
3.7. Ábra Béka
A legtöbb kétéltűnél a megtermékenyítés külső, fejlődésük metamorfózissal (átalakulás) történik. A nőstény lerakja a petéket a vízbe amelyekből ebihalnak nevezett lárvák bújnak ki, testük megnyúlt, lábnélküli, hosszú farokban végződik, oldalról lapított, hártyás úszó veszi körül. Az ebihalak kopoltyúval lélegeznek (külső kopoltyúk és belső kopoltyúk). Később ezek eltűnnek és kialakulnak a tüdők. Az ebihalak a kétéltűeknek halakkal való rokonságukat bizonyítja. A kétéltűek tüdővel lélegeznek. A légzésben szerepe van a vérerekkel gazdagon ellátott nedves bőrnek is. A “gyilkos békák” – amelyek Dél-Amerikában élnek – bőre nagyon erős méreganyagokat termel. A kétéltűek testhőmérséklete változó (poikilotermek).
3.7.3. Hüllők
Hüllők
A hüllők az első olyan gerincesek, amelyek a szárazföldi életmódhoz alkalmazkodtak. 300 millió éve jelentek meg. Sok fajuk kihalt már (dinoszauruszok). A hüllők szárazföldi életmódhoz való alkalmazkodásukat a következőkkel igazolják: - tüdővel lélegzenek, - bőrük száraz, vastag, szarupikkelyek borítják (a növekedési időszakban a bőr is megújul a vedlés által), - testhőmérsékletük változó, - többségük csúszva mozog, ahonnan a csúszómászó nevet is kapták, - négy végtagjuk a testen oldalt helyezkedik el, karmokkal ellátott ujjakban végződik, - a megtermékenyítés belső, fejlődésük átalakulás nélkül történik. - a hüllők legnagyobb része tojásrakó (ovipara), kevés faj “szüli” meg fiait (vivipara). A hüllők osztályozása a. Gyíkok - testük megnyúlt, farkuk hosszú és hegyes, könnyen leszakad, fürge mozgásúak - példák: fürge gyík, zöld gyík, iguána, kaméleon. b. Kígyók - testük hengeres, végtagjaik nincsenek. - bőrüket életük folyamán vedlés révén váltják, szemeik szemhéj nélküliek, zsákmányukat képesek egészben lenyelni, mivel a négyszögcsontjuk mozgékonyan ízesül a koponyához - példák: sikló (nem mérges), vipera (mérges), piton, csörgőkígyó, boa. c. Teknősök - testüket szarupikkelyekkel borított, vastag teknő, páncél védi, - száját csőrszerű szaruképződmény veszi körül, fogai nincsenek, - egyes teknősök édesvizekben élnek, mások tengerekben, de vannak szárazföldiek is. d. Krokodilok - másodlagosan alkalmazkodtak a vízi életmódhoz, 70
- megnyúlt testüket pikkelyek borítják, erőteljes farkuk kormányozásra és evezőként is használható, - hátsó végtagjaik ujjait úszóhártya köti össze, víz alá merüléskor orrnyílásait bőrredővel elzárja. - fogaik fogmederben ülnek, - példák: nílusi krokodilus, aligátor, gaviál, kajmán. 3.8. Ábra Krokodil
3.7.4. Madarak
Madarak
Magasabbrendű gerincesek, amelyek a repüléshez alkalmazkodtak, ezért testük aerodinamikus. Mellső végtagjaik szárnyakká alakultak, a hátsók pedig különböző mozgásokra alkalmasak (ugrás, járás, úszás). Testüket tollak és pihék borítják amelyek megvédik a hidegtől és segítenek a repülésben. A tollak színezete változik a különböző korú és nemű egyedeknél, még azonos fajon belül is. A madarak váza levegővel telt csontokat tartalmaz (pneumatikus). A szárnyak mozgatását a jól fejlett mellizmok végzik, amelyek a mellcsont nyúlványán (taraj) rögzülnek. A madaraknak nincsenek fogaik, csak egy nagyon kemény szarucsőrük, amelynek alakja a táplálék minőségétől függően változik (hosszú és egyenes a rovarevő madaraknál, hajlított a ragadozóknál, stb.). Légzésük kizárólag tüdővel történik. A két tüdő kapcsolatba kerül a légzsákokkal, amelyek leágazó nyúlványai behatolnak a csontokba. A légzsákok szerepe az, hogy repülés közben szabályozzák a légzést és könnyebbé teszik a testet. A madarak homeoterm (állandó testhőmérsékletű) állatok. Szaporodásuk tojásokkal történik, amelyeket fészekbe raknak és kiköltenek. A fajok többségénél a fiókákat a felnőttek gondozzák. A madarak egy része párzás előtt násztáncot jár. A madarak osztályozása A madarakat két nagy csoportra osztjuk: 1. mellcsonttaréj nélküliek (nincs taraj a mellcsonton) 2. mellcsonttaréjjal rendelkezők (mellcsonjukon van taraj) 1. A mellcsonttaréj nélküli madarak képviselője a strucc. A strucc futómadár, hosszú, erőteljes, izmos lábai a futáshoz alkalmazkodtak. Szárnyai rövidek, teste nehézkes, csontjai velővel teltek. 2. A mellcsonttaréjjal rendelkező madarak számos csoportba sorolhatók: - énekesmadarak: fecske, pacsirta, veréb, fülemüle - tyúkalkatúak: tyúk, fürj, siketfajd
3.9. Ábra Strucc
-
gázlómadarak: gólya, gémek, daru nappali ragadozómadarak: héja, egerészölyv éjjeli ragadozómadarak: baglyok kúszómadarak: harkály, fakopáncs úszómadarak: nyári lúd, tőkés réce. 71
3.7.5. Emlősök A legfejlettebb gerincesek. A madarakhoz hasonlóan az emlősök is képesek szabályozni testhőmérsékletüket (homeoterm állatok), ami lehetővé teszi, hogy megéljenek minden földrajzi övezetben és az összes élettérben: szárazföldön, vízben, levegőben és a talajban is. Az emlősök bőrét szőr borítja, amely bundát alkot. Egyes állatoknál a szőrök tüskékké alakultak át (sün). Nevüket onnan kapták, hogy fiókáikat a nőstények emlőiben termelődő tejjel táplálják. A fiókák fejlődése alapján 3 emlőscsoportot különítünk el: 1. Tojásrakó emlősök 2. Erszényes emlősök 3. Méhlepényes emlősök Tojásrakó emlősök
1. A tojásrakó emlősök a legkezdetlegesebb emlősállatok. Hüllő elődeiktől megőrizték a tojásrakás képességét. Fiaikat az emlőmirigyekben termelődő anyatejjel táplálják. A tojásrakó emlősök csak Ausztráliában és Új-Guineában élnek. Ide tartozik a kacsacsőrű emlős, valamint a hangyászsün. A kacsacsőrű emlős kétéltű életmódot folytat, széles csőre van, mint a kacsának és ujjait úszóhártya köti össze. A hangyászsün a sünökhöz hasonlít, testét szőr és tüskék borítják.
3.8. Ábra Hangyászsün
Erszényes emlősök
2. Erszényes emlősök Ebbe a csoportba tartoznak a kenguru, az erszényes medve vagy koala, az oposszum, az erszényes mókus, az erszényes farkas, stb. Jellegzetességük, hogy születésükkor a fiókák nincsenek teljesen kifejlődve. Fejlődésüket az erszényben folytatják, ahol az emlőbimbók is találhatók. 100 millió évvel ezelőtt számos fajuk élt, ma már alig 25, többségben Ausztráliában élő faj képviseli a csoportot.
3.9. Ábra Kenguru
3. Méhlepényes emlősök A méhlepényesekre jellemző a méhlepény megjelenése, amelyen keresztül az anya tápanyagokkal és oxigénnel látja el az embriót. A fiókák teljesen kifejlődve jönnek a világra, ezeket anyjuk az emlőmirigyei által termelt tejjel táplálja. A fogak differenciáltak, meghatározott táplálék elfogyasztásához alkalmazkodtak. A fogazat jellege a méhlepényes emlősök osztályozásának egyik alapját képezi. - rovarevők: kis testűek, megnyúlt arcorral. Számos éles, kúpos foguk van, amellyel képesek átlyukasztani a rovarok kitinvázát (sün, cickány, vakond) - denevérek: az egyedüli repülő emlősök, csontjaik vékonyak, könnyűek, mellcsontjukon taraj van, a mellső végtagokat a test oldalával, a hátsó végtagokkal és a farokkal összekötő bőrredőjük van, a mellső végtagokon az első ujjak erőteljes karomban végződnek, amelyek segítségével kapaszkodnak. 72
Éjjeli életmódot folytatnak, ultrahangokkal tájékozódnak, ezeket nagy fülkagylóval ellátott füleik segítségével fogják fel. A fajok többsége rovarevő, léteznek “vámpír” denevérek is, amelyek más állatok vérével táplálkoznak. - foghíjasok: fognélküli (óriás hangyász), vagy fejletlen fogazatú (lajhár) állatok. Táplálékukat hosszú, ragacsos nyelvükkel fogják meg. - rágcsálók: a legnépesebb emlős csoport (kb. 2000 faj), minden élettérhez alkalmazkodtak, fogazatuk rágcsáló típusú (hosszú, állandóan növekedésben lévő metszőfogak, szemfogaik hiányoznak, a zápfogak felszínén haránt irányú zománctarajok vannak). Sok fajnak “pofazacskója” van, amelyet a táplálék raktározására használ. Rágcsáló állatok a mókus, hörcsög, ürge, patkányok, egerek, stb. - ragadozó emlősök: fogaik alkalmazkodtak a ragadozó életmódhoz (szemfogaik erősek és hegyesek, ezzel ölik meg és tépik szét a zsákmányt, éles, erőteljes tépőfogak), egyesek magányosan, mások falkába tömörülve vadásznak, érzékelésük jól fejlett és fürgén mozognak. Ragadozó emlősök a farkas, róka, párduc, oroszlán, barna medve. - úszólábúak: vízi emlősök, végtagjaik úszólapátokká alakultak, testük orsó alakú, rövid, érdes szőr borítja. Képviselőik: fókák, rozmárok. - cetek: kizárólag vízben élő emlősök, testüket vastag zsírréteggel bélelt bőr borítja, mellső lábuk úszólapátokká alakultak, a hátulsók hiányoznak, a farok két vízszintes helyzetű lebenyből áll és egyetlen úszóvá nőtt össze, nincsenek fogaik, helyettük hosszú szarulemezek találhatók a szájüregben, a szilák. Képviselőik: bálnák, delfinek, ámbrás cet. - ormányosok (elefántok): nagytestű növényevő állatok, ujjaikat paták borítják, bőrük vastag, szőrnélküli, hosszú ormányuk többféle funkciót is ellát, metszőfogaik állandó növekedésben vannak (agyarak). - növényevők: páros ujjú patások (vaddisznó, víziló, szarvas, tehén, teve, juh, zsiráf) vagy páratlan ujjú patások (ló, zebra, orrszarvú). Egyes növényevők gyomra együregű (víziló, vaddisznó), másoknak (tehén, juh) négy üregre tagolódik (bendő, recésgyomor, levelesgyomor, oltógyomor). - főemlősök: a legfejlettebb emlősök, szemeik előre tekintenek. Ujjaik körmökben végződnek, egyetlen pár emlőjük van, fogazatuk mindenevő típusú, talponjárók (a talajon a teljes talpra támaszkodnak), meg tudnak fogni tárgyakat, mert a nagy ujjak szembehelyezhetők a többi ujjal, agyuk fejlettebb mint a többi emlősállaté. Képviselőik: farkosmajmok (cerkófmajom) és farkatlan majmok (gorilla, csimpánz, orangután).
4. számú önellenőrző teszt 1. Egészítsd ki a táblázatot a gerinces állatok jellemző tulajdonságaival (élőhely, alkalmazkodások, légzés, szaporodás, stb.). Általános tulajdonságok Halak
73
Kétéltűek
Hüllők
Madarak
Emlősök
Válaszok és magyarázatok a 75. oldalon találhatóak.
74
A 3. számú tanulási egység áttekintése, összefoglalása I. Az állati szervezet életműködései: 1. Kapcsolatteremtő életműködések: - érzékenység – az idegrendszer és az érzékszervek biztosítják - mozgás – a csontrendszer és az izomrendszer valósítja meg 2. Anyagforgalmi éleltműködések: - emésztés – emésztőkészülék
- tápcsatorna: szájüreg, garat, nyelőcső, gyomor, vékonybél, vastagbél - járulékos mirigyek: nyálmirigyek, máj, hasnyálmirigy - légzés – légzőkészülék - légutak: orrüregek, garat, gége, légcső, hörgők - légzőszervek: tüdők - vérkeringés – keringési rendszer - szív – vérerek: osztóerek, gyűjtőerek, hajszálerek - kiválasztás – kiválasztó készülék - kiválasztó szervek: vesék - húgyutak: húgyvezetékek, húgyhólyag, húgycső 3. A szaporodási életműködés – szaporító készülék II. A főbb állatcsoportok Gerinctelenek: szivacsok, űrbelűek, férgek, puhatestűek, ízeltlábúak, tüskésbőrűek Gerincesek: halak, kétéltűek, hüllők, madarak, emlősök
3.8. Válaszok, magyarázatok az önellenőrző tesztekhez 1. számú önellenőrző teszt I. a, b, e II.
A szervezet életműködései
kapcsolatteremtő - érzékelés - mozgás anyagforgalmi - emésztés - légzés - vérkeringés - kiválasztás szaporító
III. 1. a, c, e 2. a, d 3. a, c, d, e 4. c, d
Figyelem! Ha minden kérdésre helyesen válaszoltál, továbbléphetsz. Gratulálunk! Ha nehézségeid voltak a feladatok megoldásában, kételyeid vannak, vagy hibáztál, ajánlott a megfelelő oldalakat újra átnézned.
75
2. számú önértékelő teszt tápcsatorna
- szájüreg - garat - nyelőcső - gyomor - vékonybél - vastagbél
1. Emésztőkészülék járulékos mirigyek - nyálmirigyek - máj - hasnyálmirigy légutak
- orrüregek - garat - gége - légcső - hörgők
2. Légzőkészülék légzőszervek - tüdők II. 1. b 2. b, d III. 1. c, d 2. a, e 3. b
Figyelem! Ha minden kérdésre helyesen válaszoltál, továbbléphetsz. Gratulálunk! Ha nehézségeid voltak a feladatok megoldásában, kételyeid vannak, vagy hibáztál, ajánlott a megfelelő oldalakat újra átnézned. 3. számú önellenőrző teszt 1. SZIVACSOK – példák: tavi szivacs GERINCTELENEK ŰRBELŰEK – példák: medúzák, korallok FÉRGEK – lapos - példák: galandféreg - hengeres - példák: hegyesfarkú bélgiliszta, orsóféreg - gyűrűs - példák: földigiliszta, pióca PUHATESTŰEK – haslábúak - példák: csigák - lemezeskopoltyúsok - példák: kagylók - fejlábúak – példák: tintahal, polip ÍZELTLÁBÚAK – pókszabásúak - példák: pókok, skorpiók - soklábúak – példák: barna százlábú - rákok – példák: folyami rák, tarisznyarák, homár, garnéla - rovarok – példák: házi méh, szitakötő, 76
cserebogár, hangya TÜSKÉSBŐRŰEK 2. Állat neve
Rendszertani csoport
Élőhely
Általános tulajdonságai
Éticsiga
Puhatestűek haslábúak
szárazföldi
-testét héj borítja -helyváltoztatása izmos lába segítségével történik
Házi méh
Ízeltlábúak rovarok
levegő
Szivacs
Szivacsok
vízben
Rák
Ízeltlábúak rákok
vízben szárazon
Medúza
Űrbelűek
vízben
Szúnyog
Ízeltlábúak rovar
levegőben
Kagyló
Puhatestűek Lemezeskopoltyúsok
vízben
Pióca
Férgek Gyűrűsférgek
Fehér korall
Úrbelűek
Szitakötő
Ízeltlábúak Rovarok
vízben (tavakban, tócsákban, mocsarakban) vízben (tengerekben, óceánokban) levegőben
-társadalomban élő rovarok -két pár erezett szárnyuk van -szájszerveik szíváshoz és nyaláshoz alkalmazkodtak -fejlődésük teljes átalakulással történik -helyhezkötött, magános vagy telepes állatok -ásványi alapú váz (meszes vagy kovás) vagy szerves váz -testét páncél borítja -fejtora és potroha van -vedlik -kopoltyúval lélegzik -nyitott esernyőhöz hasonló alakja van, szélein tapogatókkal -a test összehúzódásával mozog -csalánsejtjei vannak -egy pár repülésre szolgáló szárny -egy pár csökevényes egyensúlyozó billér -szájszerveik szúráshoz és szíváshoz alkalmazkodtak -fejlődésük teljes átalakulással történik -két teknőből álló héjuk van -a fej hiányzik -kopoltyúik szerkezete lemezes -átmeneti élősködő a vízi állatok testén, ezek vérével táplálkozik -véralvadásgátló anyagot termel
Garnélarák
Ízeltlábúak rákok
vízben
-magános vagy telepes állatok -meszes vázuk van -korallzátonyokat alkotnak -testük fejből, torból, potrohból épül fel -összetett szemük van -légzés tracheákon – légzőcsövecskéken keresztül -fejlődésük tökéletlen átalakulással történik -testét páncél borítja -fejtor és potroh alkotja -légzés kopoltyúval
Figyelem! Ha minden kérdésre helyesen válaszoltál, továbbléphetsz. Gratulálunk! Ha nehézségeid voltak a feladatok megoldásában, kételyeid vannak, vagy hibáztál, ajánlott a megfelelő oldalakat újra átnézned.
77
4. számú önellenőrző teszt Általános tulajdonságok
Halak
Kétéltűek
Hüllők
Madarak
Emlősök
-vízi állatok - hidrodinamikus testalak - testüket pikkelyek vagy csontlemezek borítják - légzés kopoltyúval - testhőmérséklet változó (poikilotermek); -legtöbb fajnál külső megtermékenyítés. -vízben és szárazföldön is élnek -testüket gazdagon erezett, nedves vékony bőr borítja - légzés tüdővel és a bőrön keresztül (a lárvák külső kopoltyúkkal lélegeznek) -testhőmérsékletük változó -fejlődésük átalakulással történik. -szárazföldön (gyíkok, kígyók) és vízben (teknősök, krokodilok) élnek - testüket szarupikkelyek borítják - légzés tüdővel - testhőmérsékletük változó - szaporodásuk tojásokkal történik. -repüléshez alkalmazkodott állatok - testüket toll és pihe borítja - légzés tüdővel - pneumatikus csontok - testhőmérsékletük állandó (homeoterm) -szaporodásuk tojásokkal történik, amelyeket kiköltenek. -különböző élőhelyekhez alkalmazkodott állatok (szárazfüldi, vízi, levegő) -testüket szőr borítja -fogaik alkalmazkodtak a táplálék milyenségéhez -légzés tüdővel -testhőmérsékletük állandó; -eleven fiakat szülnek és anyatejjel táplálják, amelyet az emlőmirigyek termelnek (a tojásrakók tojásokkal szaporodnak, az erszényesek fiókái nincsenek teljesen kifejlődve születéskor, a méhlepényeseknek van egy speciális szervük, a méhlepény /placenta/).
3. 9. Ellenőrző dolgozat 1. Egészítsd ki a vázlatot a megfelelő fogalmakkal: (1 pont) .______________. - érzékelés - .......................... A szervezet életműködései ________________ - .......................... - .......................... - .......................... - .......................... _________________
2. Egy személynek a középfül gyulladása következtében sérült a dobhártyája és azzal a fülével nem hall. Magyarázd meg, miért? (1 pont) 78
3. Mutasd be a vér keringését a szervezetben, a következő vázlatok segítségével. (2 pont) a) bal kamra
főosztóér /aorta/ ( O2)
szervek
üres gyűjtőerek (CO2)
jobb pitvar
gázcsere b) jobb kamra
tüdőosztóér (CO2)
tüdő
tüdőgyűjtőerek ( O2)
bal pitvar
gázcsere 4. Egészítsd ki a táblázatot, helyezd be az alább felsorolt állatokat a megfelelő rendszertani csoportba: tavi béka, delfin, tarisznyarák, skorpió, hangya, polip, vipera, bálna, kenguru, pingvin, denevér. (3 pont) Faj neve Tavi béka
Gerinces / gerinctelen állat
Rendszertani csoport
gerinces
kétéltűek
Élőhely vízben és szárazföldön is
5. Írj legalább 10 “Tudod-e?” típusú információt állatokról (felhasználhatod a megadott forrásanyagot vagy más forrásokat) (2 pont) Hivatalból 1 pont jár. A 3. számú ellenőrző dolgozat révén felmérhető 3. számú tanulási egység (Állatok) tanulmányozása során elért felkészültség szintje. A dolgozatot papíron kell eljuttatni a tutornak, aki értékeli, pontozza és visszaküldi.
Értékelési és pontozási szempontok A pontozás: 1.-az 1. számú vázlat helyes kitöltése 1 pont 2.-a fül felépítése 0, 5 pont -a dobhártya szerepének tisztázása 0, 5 pont - a hanghullámok felfogására és terjedésére vonatkozó magyarázatok 1 pont 79
3.-nagy vérkör 1 pont -kis vérkör 1 pont 4. 3 pont (0, 25 pont minden helyesen besorolt állatfajra) Hivatalból 1 pont jár. Az ellenőrző dolgozatok a végső osztályzatba 50 %-ban számítanak be.
Válogatott könyvészet 1. Ariniş Ioana, colaboratorii- Biologie, manual pentru clasa a IX-a, Editura All, Bucureşti, 2000 10.Ţibea Florica- Atlas şcolar de biologie (Regnul Protista, Regnul Animal), Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2004 11.*** Arborele lumii 12.*** MEC- Programul Naţional “Educaţia pentru sănătate în şcoala românească”, Ghid pentru cadre didactice (suport informativ), 2004, p. 63- 89 2. Ariniş Ioana, Cristescu D.- Biologia animalăşi vegetală, ghid metodologic, Editura Paralela 45, Piteşti, 2006, p. 10- 29, p. 96- 110 3. Vodă Claudiu- Cercetător la …. zece ani, Editura Aramis, Bucureşti, 2001 4. Gheţe M., Grosu M., Activităţi practice de biologie pentru gimnaziu, Editura Didacticăşi Pedagogică, R.A., Bucureşti, 2002, p. 32- 45 5. Opriş Tudor- Aceste uimitoare plante şi animale, Editura Ion Creangă, Bucureşti, 1988 6. Întrebări şi răspunsuri-Ştiinţa în viaţa cotidiană, Enciclopedia Rao, Grupul Editorial Rao, 2005 7. Întrebări şi răspunsuri- Natură şi animale, Enciclopedia Rao, Grupul Editorial Rao, 2005 8. Enciclopedia pentru tineri Larousse- Plante şi animale, Editura Rao, 1996, p. 32- 99 9. Ţibea Florica- Atlas şcolar de biologie- Anatomia omului, Editura Didacticăşi Pedagogică, R.A., Bucureşti, 2004 Tudás fája
80
4. TANULÁSI EGYSÉG- A tudományok és környezetismeret módszertana az óvodában és az elemi oktatásban.............................................................................................................. 81 4. 1. Tanulási egység követelményei ........................................................................ 81 4. 2. Környezetismeret / természetismeret tanításának módszertana........................ 82 4. 3. Az iskoláskorú gyermek pszichológiai sajátosságai ........................................ 82 4. 4. Tantárgyak bemutatása, Környezetismeret ( I osztály és II osztály) és Természetismeret (III osztály és IV osztály )................................................................................................ 84 4. 5. Didaktikai tevékenység tervezése ................................................................... 85 4. 5. 1. Iskolai tanterv........................................................................................... 85 4. 5. 2. Kalendarisztikus tervezés......................................................................... 91 4. 5. 3. Tanulási egység tervezése........................................................................ 94 4. 5. 4. Környezetismeret / természetismeret leckék tervezése.......................... 99 4. 6. Környezetismeret az óvodában .................................................................... 108 4. 6. 1. Környezetismereti tevékenységek jelentősége az óvodában ............... 108 4. 6. 2. Az óvodáskorú gyermek pszichológiai sajátosságai............................ 109 4. 6. 3. Környezetismereti tevékenységek jelentősége, követelményei és tartalma az óvodában ............................................................................................................................. 109 4. 6. 4. Környezetismereti tevékenységek tervezése ....................................... 113 4. 7. Önellenőrző tesztek megoldásai és magyarázata ....................................... 121 4. 8. Ellenőrző dolgozat ...................................................................................... 121 Válogatott könyvészet......................................................................................... 122 Általános könyvészet......................................................................................... 122
4.1. A 4. számú tanulási egység követelményei • • • • •
A tanulási egység alatt és végén a hallgató képes lesz: meghatározni a környezetismeret / természettudományok módszertanát; felfedezni a természettudományok tanításának új szemléletét; felismerni az óvodás és kisiskoláskorú gyerekek főbb pszichológiai jellegzetességeit; munkaterveket készíteni; megtervezni a tematikus tanulási egységeket, valamint lecke / tevékenységi terveket készíteni.
81
4.2. A környezetismeret / természettudományok módszertana – elméleti megközelítések
Módszertan
Eredet szempontjából a módszer – metódus szavunk a görög methodos (“odos”- út, útvonal és “metha”- felé, irányába) szóból származik és jelentése “út ... felé”, “követendő útvonal” az igazság megismerése céljából. A tanításban a módszer az az útvonal, amelyet a pedagógusnak kell végigjárnia ahhoz, hogy a tanulók elérjék a kitűzött célokat. A módszer az a közös út, amelyen a tanár és a diák együtt haladva hatékonyan valósítja meg az oktatást és a nevelést. A módszertan “a pedagógiai tudományok körébe tartozó tudományág, amelynek tárgya a tanítás, mint oktatási-nevelési folyamat,.........” (Dicţionar de pedagogie, Editura Didactică şi pedagogică, Bucureşti, pag. 270).
Ebbe a módszertani keretbe illeszkedik bele a környezetismeret / természettudományok módszertana is. A módszertan tanulása révén a leendő pedagógusok megszerzik a környeztismeret / természettudományok tantárgy tanítási – tanulási – értékelési folyamatának megszervezésére vonatkozó ismereteket. A “Környezetismeret / természettudományok” tanítási módszertanának, mint bármely módszertannak a következő kérdésekre kell választ adnia: 1) Melyek a tantárgy követelményei? (milyen célból tanulják?) 2) Mi a tantárgy tartalma? (mit fognak tanulni a gyerekek) 3) Hogyan történik a tanítás-tanulás-értékelés?
4. 3. Az iskoláskorú gyermek életkori sajátosságai A kisiskoláskorú gyermeket a valós környezet iránti nagymértékű receptivitás jellemzi, de felfogása általános, gyakran felszínes. Gondolkodása túlnyomórészt konkrét, de nem a közvetlen valósághoz kötött, eltávolodik a közvetlen érzékeléstől. Képes olyan ismeretek elsajátítására is, amelyek túllépnek a valóság tárgyaival és jelenségeivel való közvetlen kapcsolaton, vagy gyakorlati tapasztaláson. Így válik a gondolkodás intuitívból operacionálissá. A gyermek gondolkodása néhány alapvető fogalom köré szerveződik, amelyek az idő, a tér, a számok, az okság, a mozgás, stb. tárgykörébe tartoznak. A kisiskolások pszichés fejlesztése különleges feladatokat ró az iskolára. Az iskola hozzájárul az intelligencia és a jellem kialakításához és neveléséhez, fejlesztéséhez is. Az egész tanítási folyamatban figyelembe kell venni a fizikai, pszichés és társadalmi jellemzőket. A kisiskolás korra jellemző a gondolkodás, a valóság rendszeres megismerésének állandó igénye. Piaget szerint 6-7 éves korban történik meg az intuitív gondolkodásról való áttérés a konkrét mentális sémák szervezésére. Erre az időszakra jellemző a szellemi aktivítás potenciáljának jól érzékelhető változása és számos fogalomcsoport kialakulása. Ebben az időszakban beszélhetünk a konkrét műveletek szakaszáról, amely olyan műveleti csoportosítást kezdeményez, melynek eredménye a fogalmi gondolkodás (konceptualizálás) és a fogalmak koordinációja (összehangolás). (Popescu82
Neveanu, Paul şi colaboratorii- Psihologie, manual pentru clasa a X- a şcoli normale şi licee, Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, R. A., 1997, pag. 52- 53).
Ugyancsak a kisiskolás korban történik meg a megértés szavatosságának érezhető növekedése. Az érdeklődés szerteágazik, fejlődik a reproduktív, de a kreatív képzelőerő is. A kisiskolás az előírt tevékenységi keretbe való beilleszkedése érdekében fokozatosan hozzászokik akaratlagos figyelme összpontosításának erőpróbájához. A figyelem minőségileg változik meg, stabilabbá, hajlékonyabbá és többirányúvá válik. Ebben a korban alakul ki a kognitív stílus, vagyis annak a módja, ahogyan a tanulók válaszolnak a szellemi feladatokra és kihívásokra. Az impulzív gyermekek fogalmi gondolkodási ritmusa gyors, ezért hajlamosak az elsőként eszükbe jutó választ adni. A reflexív gyermekeknek szükségük van egy bizonyos gondolkodási időre, mert számukra fontosabb a válasz minősége, mint a válaszadás gyorsasága. Az analitikus típusú gyermekek a fogalomalkotásban a részletekből indulnak ki, a tematikusak pedig az egészet veszik figyelembe. A pedagógusnak ismernie kell a gyermekek életkori sajátosságait, mert csak így építhet fel egy minőségi tanítási-tanulási-értékelési folyamatot. Ezek között a cselekvő tanulás a legfontosabb. A valódi tanulás a saját gondolkodási tevékenység keretében történik meg. A hagyományos, tantárgycentrikus tanítással ellentétben, a modern, gyermekközpontú oktatás a következő előnyöket nyújtja: • a tanulás egyénre szabott, a tanuló érdeklődésének és szükségleteinek megfelelően • a tanulást elősegítik a tanulót motiváló probléma-helyzetek • a tanulási folyamat alapja a kísérleti felfedeztetés • a pedagógus szerepének megváltozása (megkönnyíti a gyermek tanulási folyamatát, irányítja és segíti az információszerzést) • a tanulók saját ötleteinek támogatása, a tanulók felelősségének és motivációjának kialakítása a hatékonyabb kommunikáció érdekében • egyéni vagy csoportos projektek megvalósítása, a “projekt-készségek” kialakítása érdekében.
1. számú önellenőrző teszt 1. Határozd meg a módszertan fogalmát ! 2. Sorolj fel legalább négy, a kisiskolás korú gyermekekre jellemző életkori sajátosságot! Válaszodat írd be az alábbi mezőbe.
83
4. 4. A tantárgyak általános bemutatása. Környezetismeret (I. és II. osztály) és Természettudományok (III. és IV. osztály) A “Környezetismeret” tantárgy a környezetről az óvodában szerzett ismeretanyag és a III. és IV. osztályban tanulandó “Természettudományok” tantárgy között teremt kapcsolatot. Így biztosíthatjuk az alapvető ismeretszerzés (nagycsoport, I. osztály, II osztály) folytonosságát, amelynek követelményei a következők: • a gyermek serkentése a közvetlen környezet érzékelésére és megismerésére • a gyermek kreatív potenciáljának, intuíciójának és képzeleti Környezetismeret tevékenységének serkentése. A Környezetismeret a gyermek aktív és tudatos részvételével a természeti jelenségek és folyamatok felfedezése és újrafelfedezése által elősegíti a természet megértését. A folyamat alapjául a tanulók élettapasztalata, valós megismerési szükséglete szolgál. A tantárgy követelményei nem ismeretek elsajátítását feltételezik, hanem a környező valóság megfigyelésére, kutatására és megértésére irányuló képességek fejlesztését. A környezet megismerésének folyamata szorosan kapcsolódik a kisiskolás fizikai-pszichés életkori sajátosságaihoz. A környezettel való ismerkedés az óvodáskorban kezdődik, amikor a gyermek változatos ismeretanyagot halmoz fel az őt körülvevő világról. A kisiskolás esetében (6-7 éves) a megismerés első szakaszát az intuíció, vagyis a növények, állatok, konkrét tárgyak és jelenségek megfigyelése képezi. A Környezetismeret tantárgy másik alapvető célkitűzése a gyermekek egészséges életmódra, az egyéni és kollektív higiénés szabályok betartására (személyes higiéné, a lakás higiénéje, az osztályterem higiénéje, stb.) való nevelés. A tantervet bevezető általános leírásban a “Természettudományok” tantárgy “a világ, mint egész, összetevői, folyamatai és jelenségei megfigyelését és érzékelését, valamint az értő és gyakorlati tanulást” tűzte ki céljául. TermészetA didaktikai folyamat eltolódik a “Mit tanítunk-tanulunk?”-ról a “Miért tudományok tanítjuk-tanuljuk?” felé. Ez az eltolódás biztosítja a tanulás formatív jellegét és feladata a gyermek megismerés iránti érdeklődésének serkentése. Az új tantervek szerint nem “tudós embert” kell nevelnünk, hanem “olyan polgárt, aki felhasználja tudását a társadalmi élet megértésében és a benne való aktív részvételben”. A “Természettudományok” tanítása nem tények és információk felhalmozását célozza, hanem a gyermek kapcsolatát a környező világgal.
84
4. 5. A didaktikai tevékenység tervezése
Didaktikai tervezés lépései
A didaktikai tervezés a célok megvalósításának konkrét szakaszait és tevékenységeit vetíti előre. Tervezni annyit jelent, mint akciótervet kidolgozni egy didaktikai tevékenység megszervezésére és lebonyolítására. A didaktikai tervezés lépései: 1. A tantervek tanulmányozása 2. Az éves és féléves munkatervek összeállítása 3. A tanulási egységek megtervezése 4. A leckék, foglalkozások megtervezése.
4. 5.1. A tanterv
Tanterv
A tanterv az a dokumentum, amely leírja a célkitűzéseket (a didaktikai tevékenység révén megvalósítandó célokat), a tartalmakat és a tanulási tevékenységeket. A tanterv tanulmányozása vízszintes irányban történik, az általános követelményektől indulva haladunk a részletes követelmények felé, majd a tartalmak és végül a tanulási tevékenységek következnek. A tantervben foglaltakat minden pedagógusnak meg kell valósítania, de lehetőség van az egyéni értelmezésre: az osztály konkrét helyzetének és szükségleteinek függvényében, tekintettel az iskola felszereltségi állapotára, a pedagógus felkészültségére, stb. A didaktikai folyamat egyéni értelmezése a tematikus tanulási egységek feltérképezését jelenti, amelyek a tartalmak hatékony csoportosítása révén biztosítják a célok megvalósítását. Az általános követelmények a tantárgyra jellemző képességek és magatartásfomák kialakítását és fejlesztését írják elő magas általánosítási és komplexitási szinten. Az általános követelményekből származtatjuk a részletes követelményeket, amelyek a tanulás várható eredményét vázolják fel és egyik évről a másikra követik a haladást és a kompetenciák, valamint az ismeretek bővülését. A kitűzött célok megvalósítására sokféle tanulási tevékenységet szervezhetünk. A tanterv javasol legalább egy tevékenységet minden egyes részletes követelmény megvalósítására. A tanulási tevékenység, a példák a gyermek konkrét tapasztalatára alapoznak és beépülnek a különféle tanulási kontextusok megfelelő stratégiáiba. A tanterv nem korlátozza a pedagógus önálló gondolkodását és lehetővé teszi olyan tanulási tevékenységek kiválasztását és megszervezését, amelyek a kitűzött célok elérését legjobban szolgálják.
85
I. osztály - Környezetismeret A Környezetismeret tantárgy általános követelményei: 1. A környező valóság megfigyelésére, kutatására és megértésére irányuló képességek fejlesztése; 2. A környezetben megfigyelt jelenségek leírását szolgáló specifikus fogalmak megismerése, megértése és azok helyes használata a kommunikációban; 3. Pozitív magatartás kialakítása a környezettel szemben, amely feltételezi a környezeti egyensúly fenntartását, valamint a környezet gondozását és védelmét célzó tevékenységeket. Példák az általános követelményeknek megfelelő részletes követelményekre: 1.1. kifejteni a társadalmi és kulturális környezet jellemzőit, 1.2. felsorolni a közvetlen környezetben élő élőlények jellegzetességeit, 1. 3. megfigyelni és megnevezni környezeti jelenségeket, 2.1. használni a természettudományok szakkifejezéseit a környezeti jelenségek, élőlények leírásában, 2.2. kérdéseket megfogalmazni a megfigyelt jelenségekkel kapcsolatosan, 2.3. felhasználni a megfigyelt környezeti jelenségekre vonatkozó szimbólumokat és információkat, 3.1. érdeklődést tanusítani a környezet megismerése iránt, 3.2. tudatosítani a gyermekben, hogy milyen közvetlen hatással van környezetére, 3.3. megindokolni a környezet védelmét a kapott információk alapján, 3.4. résztvenni a környezet gondozását és védelmét célzó tevékenységekben, 3.5. felsorolni néhány, a személyes higiénére és az élelmiszerek higiénéjére vonatkozó szabályt, 3.6. összeállítani egy iskolás gyermek napi programját. Minden részletes követelményhez a tanterv több tanulási tevékenységet társít. Tartalmak – I. osztály • A társadalmi és kulturális környezet elemei: - A lakótelep, település szociális objektumai - A lakótelep, település kulturális objektumai • Növények és állatok: - Egyes növények / állatok megfigyelése a gyermek közvetlen környezetében és / vagy az osztályban berendezett élősarokban. - Egy növény részeinek (az állat testrészeinek) felismerése. • Természeti jelenségek: - Természeti jelenségek: eső, havazás, szél, villámlás, dörgés – felismerése a természetben vagy a bemutatott anyagon. - Az évszakok: elnevezése, jellemzői, hónapjai. 86
• Egészséges életmódra nevelés: - Személyes higiéné - A táplálkozás higiénéje - Az iskolás gyermek napi programja • A környezet és védelme: - A gyermek tevékenységei, amelyek ártalmasak a növényekre, állatokra. - A gyermekek hozzájárulása a környezet védelméhez. II. osztály - Környezetismeret A Környezetismeret tantárgy általános követelményei: 1. A környező valóság megfigyelésére, kutatására és megértésére irányuló képességek fejlesztése 2. A környezetben megfigyelt jelenségek leírását szolgáló specifikus fogalmak ismerete, megértése és használata a kommunikációban 3. Pozitív magatartás kialakítása a környezet irányában a környezeti egyensúly fenntartásának serkentése és a környezet gondozását és védelmét célzó képességek gyakorlása által. Példák az általános követelményeknek megfelelő részletes követelményekre: 1.1. kifejteni a természetes környezet jellemzőit, 1.2. azonosítani a közvetlen környezetben élő élőlények és a különböző földrajzi övezetekben élő élőlények közötti hasonlóságokat és különbségeket, 1.3. megfigyelni és megnevezni egyes környezeti jelenségek hatását az élőlényekre, 2.1. használni a természettudományok specifikus nyelvezetét a környezeti jelenségek, élőlények leírásában, 2.2. kérdéseket megfogalmazni a megfigyelt jelenségekkel kapcsolatosan, 2.3. felhasználni a megfigyelt környezeti jelenségekre vonatkozó szimbólumokat és információkat, 3.1. érdeklődést tanusítani a környezet megismerése iránt, 3.2. tudatosítani a gyermekben a közvetlen környezetére gyakorolt hatását, 3.3. megindokolni a környezet védelmét a kapott információk alapján, 3.4. résztvenni a környezet gondozását és védelmét célzó tevékenységekben, 3.5. felsorolni és kifejteni néhány saját tevékenységet, amelyek a lakás és az osztályterem higiénéjét szolgálják, Minden részletes követelményhez a tanterv több tanulási tevékenységet társít.
87
Tartalmak –II. osztály • A természetes környezet elemei: - Domborzati formák: hegyek, síkságok • Növények és állatok: - Hasonlóságok és különbségek a növények és állatok között. * Hasonlóságok és különbségek egyes, más földrajzi övezetekben élő növények és állatok között. - A környezeti tényezők hatása a növényekre és állatokra. • Egyes természeti jelenségek hatása az élőlényekre: - Az évszakok váltakozása által előidézett változások a növények és állatok életében, - A városi és falusi emberek jellegzetes évszakokhoz kapcsolódó tevékenységei. • Egészséges életmódra nevelés: - A lakás higiénéje - A tanterem higiénéje • A környezet és védelme: - A gyermek tevékenységei, amelyek ártalmasak a természetes környezetre - A gyermekek környezetvédelmi tevékenysége. III. osztály - Természettudományok A Természettudományok tantárgy általános követelményei: 1. A természettudományok jellegzetes fogalomrendszerének megértése és felhasználása a kommunikációban, 2. A valóság specifikus eszközökkel és eljárásokkal való kutatására és a kísérletezésre irányuló képességek és jártasságok kialakítása és fejlesztése, 3. Az életnek megfelelő környezeti egyensúly fenntartása iránti érdeklődés felkeltése és a felelősségtudat kialakítása. Példák az általános követelményeknek megfelelő részletes követelményekre: 1.1. saját megfigyelései alapján azonosítani a testek közötti hasonlóságokat és különbségeket, 1.2. adott szempontok szerint rendszerezni tárgyakat, élőlényeket, jelenségeket és eseményeket, 1.3. különböző formában közölni a tanulmányozott testekről és az elvégzett kísérletekből szerzett megfigyeléseit, 1.4. leírni a kísérletekben felhasznált egyszerű tudományos eljárásokat, 2.1. grafikusan ábrázolni a környezeti jelenségekről és folyamatokról szerzett megfigyeléseit, 2.2. méréseket végezni tudományos és nem tudományos eszközökkel és az eredményeket összehasonlítani a saját becslésekkel, 2.3. egyszerű kísérleteket végezni el a leírás alapján, 2.4 a tudományos megismerés alapját képező megfigyeléseket végezni . 88
2.5. betartani a megegyezés alapján meghatározott kommunikációs és viselkedési szabályokat a csoportos foglalkozásokon 2.6. olyan játékokat / termékeket előállítani, amelyek utánozzák a környezet tárgyait. 3.1. tudatosítani az emberi tevékenységek hatását a környezetre. Minden részletes követelményhez a tanterv több tanulási tevékenységet társít. Tartalmak –III. Osztály 1. 2. 3. 4. 5. 6.
7. 8. 9.
A testek jellemzői és tulajdonságai Alak, szín, méret (a hosszúság, mint standard egységekben való mérés eredménye), térfogat (mint a nem standard egységekben való mérés eredménye) Halmazállapotok (szilárd / folyékony / gáznemű) – felismerés alak és térfogat alapján *Az oldódás és az oldódás sebességét növelő körülmények *Keverékek és a keverékek szétválasztása szűréssel, dekantálással Élettelen és élő testek: növények és állatok, természetes anyagok és feldolgozott termékek. Felhasználásaik. Az élő szervezetek alapvető összetevőinek szerepe • a növények megfigyelhető szerveinek szerepe: gyökér, szár, levél, virág, termés, mag • az állatok és az ember megfigyelhető szerveinek és egyes belső szerveinek szerepe: fej, törzs, végtagok, érzékszervek, gyomor, tüdő, vese, csontváz. A főbb állatcsoportok (emlősök, madarak, halak, hüllők, rovarok) általános jellegzetességei. Az egészségi állapot fenntartásának lehetőségei: étrend, személyes higiéné, testedzés, stb. *Az ingerlés hatása és az érzékszervek
A testek és az anyagok átalakulásai 1. A Nap – a környezet periodikus változásainak forrása: fény-sötétség, nappal-éjszaka, évszakok 2. Halmazállapot-változások (olvadás, szilárdulás, párolgás, lecsapódás). A víz körforgása a természetben. 3. Energia források (szél, Nap, vízesések, tüzelőanyagok, táplálék). Felhasználásaik. Az ember és a környezet 1. A víz, a levegő és a talaj. Vízforrások – típusok, helyzetük, felhasználásuk. 2. A környezeti tényezők (fény, víz, levegő, talaj, hőforrások) változásainak hatásai az élővilágra, kihalt és kihalófélben levő élőlények. 3. A környezet védelme. A hulladék és újrahasznosítása.
89
IV. osztály - Természettudományok A Természettudományok tantárgy általános követelményei: 1. A természettudományok jellegzetes fogalomrendszerének megértése és felhasználása a kommunikációban. 2. A valóság specifikus eszközökkel és eljárásokkal való kutatására és a kísérletezésre irányuló képességek és jártasságok kialakítása és fejlesztése. 3. Az életet biztosító környezeti egyensúly fenntartása iránti érdeklődés felkeltése és a felelősségtudat kialakítása. Példák az általános követelményeknek megfelelő részletes követelményekre: 1.1. azonosítani egy tanulmányozott rendszer összetevői közötti összefüggéseket, 1.2. leírni a környezet rendszerei közötti összefüggéseket, 1.3. különböző formában közölni egy rendszer összetevői és / vagy a tanulmányozott rendszerek közötti kapcsolatokra vonatkozó megfigyeléseket, 1.4. feltevéseket (hipotézis) megfogalmazni tudományos eljárások felhasználásával, 2.1. megmagyarázni egyes természeti jelenségek és folyamatok egymásutániságát, 2.2. az elvégzett mérések alapján kimutatni a jelenségek rendszerességét, az eredmények megfelelő bemutatása segítségével, 2.3. egyszerű kísérleteket elvégezni megadott feltevések (hipotézis) alapján, 2.4. tudományos eljárásokat alkalmazni az önálló tevékenységben, 2.5. modelleken bemutatni a környezet megismert aspektusait, 3.1. tudatosítani a környezet hatásait saját szervezetére, 3.2. felismerni egészsége megőrzésének fontosságát. Minden részletes követelményhez a tanterv több tanulási tevékenységet társít. Tartalmak – IV. Osztály A testek jellemzői és tulajdonságai - Egyensúly és mérés (a tömeg, mint standard egységekben való mérés eredménye): mérleg típusok - A térfogat (befogadóképesség, mint a standard egységekben való mérés eredménye): a liter, részei, többszörösei. * A sűrűség mint azonos térfogatú, de különböző alapanyagú testek tömegének összehasonlítása. * A testek fennmaradása a vízen (vízben). - A növények és az állatok alkalmazkodása: védekezés és fényhez való alkalmazkodás, *nedvesség, *szél, *hideg. - A fémek tulajdonságai és felhasználásuk. Mágnesek. Egyszerű elektromos áramkörök. 90
- Fényforrások. A fény jellegzetességei: szivárvány, színek, árnyék, a testek láthatósága. - A Naprendszer bolygói. A testek és az anyagok átalakulásai - * Felmelegedés és lehűlés, elnyelt hő, leadott hő. - A testek mozgását meghatározó erők (gravitációs erő, toló és húzó erők). Mozgás és nyugalom. - Az élet szakaszai: születés, növekedés és fejlődés, szaporodás, halál. Az élőlények életciklusai (növények, lepkék, békák, emberek). - Az anyagok átalakulása tulajdonságaik megváltozása révén: rozsdásodás, rothadás, erjedés, égés, sülés. Az ember és a környezet - Élőhelyek: a kert, az erdő, a tócsa, a *delta, a *barlang, a *melegvizű tengerek, az *óceán. Táplálkozási kapcsolatok. - Természetes erőforrások: víz, talaj, kőzetek, ásványok, faanyag, tüzelőanyagok, élelem. Védelmük. 4. 5. 2. Munkatervek készítése
Kalendarisztikus éves és féléves terv
A kalendarisztikus (éves és féléves) tervezés a didaktikai tevékenység előrevetítését jelenti. Elkészítése világos rálátást igényel a tantárgy egészére, de feltételezi az általános és részletes követelmények, a tartalmak alapos ismeretét is. A kalendarisztikus terv elkészítése feltételezi: 1. a részletes követelmények és a tartalmak közötti megfeleltetést, 2. a tanulási egységek beazonosítását és a tantárgy logikai felépítésének megfelelő sorrendbe való illesztését, 3. a tevékenység típusok meghatározását: tanítás-tanulás, összefoglalás és rendszerezés, értékelés, 4. a tanulási egységekre szánt időtartamok meghatározását (a tantárgy feldolgozásának ritmusa). A kalendarisztikus terv összeéllításában felhasználható a következő beosztás (Ministerul Educaţiei şi Cercetării, CNC-Ghid metodologic de aplicare a programei de Ştiinţe ale naturii la clasele a III- a/ a IV-a, 7. old.).
Tanintézmény ..................................... Tantárgy .............................................. Iskolai év .............................................. Tanító .................................................... Osztály .................................................. Heti óraszám / Curriculum típusa ........................................................ Kalendarisztikus tervezés Tanulási egység
Részletes követelmények
Tartalmak
Óraszám
Idő (hét)
Megjegyzések
91
Tanulási egységek – a tanító vagy a tanterv által meghatározott fejezetcímek. Részletes követelmények – az analitikus tantervből csak a sorszámukat írjuk be (1.1, 1. 2, 2. 2, stb.). Az egyes tanulási egységeknek szánt óraszámot a tanító határozza meg, de nem ajánlott a a 7-8 órásnál nagyobb egység tervezése.
Figyelem! Ez a tananyag nem kínál kész tervezési modelleket. A bemutatott tervek csak a tervezés menetének könnyebb elsajátítását szolgálják.
157. számú általános iskola Tantárgy: Környezetismeret Tanító: Maria Magdalena Boghianu Osztály:I. Heti óraszám: 1 óra Kalendarisztikus tervezés Tanulási egység
Részletes követelmények
Az iskola felé
1.1, 1.2, 1.3, 1.4
A természet kalendáriuma
1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3
Egészségesen szeretnék felnőni!
1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3, 3.3
A tél, a gyermekek öröme
1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3
Tartalmak A szociális és kulturális környezet elemei: a település, lakótelep szociális létesítményei, a település, lakótelep kulturális létesítményei; Egyes növények megfigyelése a közvetlen környezetben. A természet jelenségei – természeti jelenségek: eső, szél, villámlás, dörgés – felismerésük a természetben vagy bemutató eszközön. Egészséges életmódra nevelés – a személyi higiénia Az évszakok: elnevezése, hónapjai, sorrendje, jellemzői Összefoglaló és értékelés
Óra szám
Idő (hét)
2
Szept. 17- 24
2
Okt. 1- 8
3
Okt.15- 22, 22- 29
10
Nov. 12- 19, 19- 26 Dec. 3- 10, 10- 17 Jan. 14- 21, 21- 28
Megjegyzések
92
A növények világában
1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3
A háziállatok világában
1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3
Jön a tavasz!
1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3
Vadon élő állatok
1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3
Az osztálybeli élősarok egyes növényeinek megfigyelése; Egy növény részeinek felismerése és megnevezése (gyökér, szár, levél, virág, termés). Egyes állatok megfigyelése a gyermekek közvetlen környezetében; Egy állat testrészeinek felismerése és megnevezése (fej, törzs, végtagok). Természeti jelenségek, változások az élővilágban, az évszakokhoz kapcsolódó jellegzetes emberi tevékenységek. Egy állat testrészeinek felismerése és megnevezése (fej, törzs, végtagok). Félév végi összefoglaló és értékelés.
4
Febr.11- 18, 18- 25 Márc. 4 -10
5
Márc.11- 18 Ápr. 8- 15, 15- 22
4
2
Ápr. 29 – Máj. 6 Máj. 6-13, 13- 20 Máj. 27 – Jún. 3 Jún. 3- 10 10- 17
2. számú önellenőrző teszt 1. Készíts éves tervet a Környezetismeret / Természettudományok tantárgy tanításához! A tervet írd be az alábbi keretbe.
93
4. 5. 3. Tanulási egység tervezése A tanulási egység nyitott és hajlékony didaktikai szerkezet, az alábbi jellemzőkkel: Tanulási egység
• • • • •
a követelmények szempontjából egységes egész tartalmak szempontjából (tematikailag) egységes egy adott időszakot tekintve folyamatos alárendeli a leckét mint műveleti elemet szummatív értékeléssel zárul
(Ministerul Educaţiei şi Cercetării, CNC- Ghid metodologic de aplicare a programei de Ştiinţe ale naturii la clasele a III- a/ a IV-a, pag. 7, 12).:
Mi célból teszem?
Követelmények meghatározása
Mit teszek?
Tartalmak kiválasztása
Mivel teszem?
Források megvizsgálása
Hogyan teszem?
Tanulási tevékenységek meghatározása
Mennyi valósult meg?
Értékelési eszközök kiválasztása
Az egyes tanulási egységeknek megfelelő didaktikai tevékenységsorozat megszervezésekor figyelembe kell vennünk a következő szakaszokat: - témafelvezetés - strukturálás - alkalmazás. A témafelvezetési szakasz célja a tanulók ráhangolása az új tartalmakra, problémahelyzetek megoldása vagy kikísérletezés révén. A problémahelyzetek megoldása minden esetben a tudományág sajátos technikáinak alkalmazását feltételezi. Egy ilyen didaktikai folyamat fejleszti a gyermekben az elmélyülés képességét, amely az egyéni megfigyelés, összehasonlítás és kísérletezés vágyában nyilvánul meg. Ebben a szakaszban a pedagógus változatos tanulási tevékenységek révén, lépésről lépésre irányítja a tanulást. A fokozatosan felépített tevékenységek lehetővé teszik, hogy a tanulók saját maguk találják meg a megoldást. A pedagógus nem határozza meg a fogalmakat, nem magyarázza meg az új kifejezéseket amíg a tanulók nem végeztek elegendő kísérletet. Az ő feladata, hogy irányítsa a kutatási folyamatot anélkül, hogy előre meghatározott, memorizálható megoldásokat adna. Ebben a szakaszban a tanulási tevékenység központjában a kísérletező felfedezés áll. 94
A strukturálási szakaszban sor kerül a tanulók által végzett megfigyelések összegzésére, rendszerezésére. A pedagógus feladata, hogy a tanulókat az általuk használt fogalmak és kifejezések struktúrálása felé vezesse. Az alkalmazási szakaszban valósul meg az új fogalmak rögzítése és elmélyítése. A pedagógus segíti a sajátos esetek megoldását elméletek, eljárások és technikák ismertetése révén. A felkínált alkalmazások elősegítik az egyéni tanulást és hatékony feedback - ként szolgálnak a pedagógus számára tanulók fogalomelsajátítási és kompetencia szintjéről. (Ministerul Educaţiei şi Cercetării, CNC- Ghid metodologic de aplicare a programei de Ştiinţe ale naturii la clasele a III- a/ a IV-a, 24. old.). A tematikus tanulási egység tervét az alábbi beosztás szerint készíthetjük: Tanulási egység terve Tantárgy ………………………….. Osztály..................... ……………. Tanulási egység ……........................................................……………… Óraszám ….................…………….. Tartalmak (részletes kifejtés)
Részletes követelmények
Tanulási tevékenységek
Források
Értékelés
Megjegyzések
Tartalmak – megnevezzük a tanulási egység témáit (a leckék címei). Részletes követelmények – beírjuk a részletes követelmények sorszámát a tantervből (pl. 1.1; 2.3; stb.). Tanulási tevékenységek – beírjuk a tanterv által ajánlott, vagy más, a pedagógus által meghatározott tanulási tevékenységeket. Források – beírjuk a szükséges anyagi forrásokat (taneszközök, felhasznált didaktikai anyag), az eljárási (procedurális) módokat (tanulási / tanítási módszerek, a tevékenység megszervezésének módja) és az időbeosztást. Értékelés – a felhasznált értékelési eszközök típusaira vonatkozó megjegyzéseket tartalmaz (fontos, hogy ne a tanuló által felhalmozott információ mennyiségét mérjük, hanem elsősorban azt, hogy az elsajátított tudást mire és hogyan tudja felhasználni).
Figyelem! Ez a tananyag nem kínál kész tanulási egység tervezési modelleket, hanem a tervezési technika elsajátításában nyújt segítséget.
95
Tanulási egység terve Tantárgy: Természettudományok Osztály: IV Tanító: Maria Magdalena Boghianu Tanulási egység: Az élőlények és élőhelyeik Óraszám: 10 Tartalmak (részletes kifejtés)
Túlélési magatartások a növényeknél és az állatoknál
Részletes követelmények
1.1, 1.2, 1.3, 2.1, 2.3
Tanulási tevékenységek
Egy természetes / mesterséges élőhely élő összetevőinek felismerése; A környezet élő összetevőinek sajátosságai (felsorolás); Egy növény, egy emlősállat testrészeinek leírása és azok szerepe.
Források Az élővilág sajátosságaira vonatkozó ismeretek felelevenítése természetben való megfigyelés, vagy bemutató anyag (képek, oktatófilm, albumok, növényeket és állatokat természetes élőhelyükön ábrázoló képek) segítségével.
A tárgyak jellemzését segítő munkalapok A növény / állat felépítésének felismerését biztosító rajzos munkalapok 1 óra.
Értékelés
Megj.
Rendszeres megfigyelés
Írásbeli próba
Szóbeli próba
A túlélést (fennmaradást) biztosító folyamatok (érzékenység, légzés, táplálkozás, szaporodás)
1.1, 1.2, 1.3, 2.2
Az élőlények (növények / állatok) fennmaradását biztosító környezeti körülmények kísérleti igazolása: A fennmaradáshoz szükséges környezeti tényezők azonosítása; Az élőlények (növények / állatok) egyes környezeti tényezőkkel szembeni (fény, hőmérséklet, nedvesség, szél, stb.) magatartásának megfigyelése és kifejtése Az élet számára kedvező / kedvezőtlen környezet körülményeinek összehasonlítása; Az élőlények sajátos életfolyamatainak kísérleti bemutatása és megfigyelése: gázcsere, táplálkozás, reakciók a
Bemutató kísérletek változatos, az életnek kedvező / nem kedvező környezeti feltételek között (fény, hőmérséklet, nedvesség, szél, táplálék, stb.) növényeken / állatokon. Tesztek, kérdőívek 1 óra A gázcserét, a táplálkozást, a környezeti hatások által kiváltott reakciókat, a növekedést és fejlődést, a szaporodást kimutató kísérletek; Laboratóriumi eszközök, biológiai anyag, munkalapok, értékelési lapok. 1 óra
Gyakorlati próba Rendszeres megfigyelés Kísérletezés Önértékelés Dolgozat (referát) Írásbeli és szóbeli próba
Kísérletezés
96
környezeti tényezőkre, növekedés és fejlődés, szaporodás.
Védekezési és alkalmazkodási magatartások
1.3, 2.1, 2.2, 3.2
Az évszakok váltakozásának megfigyelése és leírása a természetben; Az élőlények ciklikus változásainak azonosítása a négy évszakban.
Az élőlények környezeti tényezők (hőmérséklet, nedvesség, fény), hangok, más élőlények, stb. által kiváltott reakcióinak összehasonlítása Az összes élőlények mozgásképességének bebizonyítása
A védekezési / környezeti tényezőkhöz való alkalmazkodási reakciók
Rendszeres megfigyelés Gyakorlati próba
Az évszakok által kiváltott változások megfigyelő lapokra / megfigyelési naplóba való bevezetése. Esettanulmány: az erdő (park, gyümölcsös, stb.) egy év folyamán. Album, diapozitívek, didaktikai film, gyakorlati kutatások a környezetben – didaktikai kirándulás Munkalapok, értékelési lapok 1 óra Az élőlények környezeti tényezők (hőmérséklet, nedvesség, fény, hangok, stb.) által kiváltott reakcióinak kísérleti igazolása Munkalapok, értékelő lapok, albumok, atlaszok 1 óra Kisérletek a növények mozgásának kimutatására. Az állatok helyváltoztatási módjainak kutatása Akvárium / terrárium készítése az élőlények védekezési / alkalmazkodási magatartásának megfigyelésére; Élő biológiai anyag, diapozitívek, laboratóriumi eszközkészlet, munkalapok, értékelő lapok 1 óra Az élőlények védekezési / környezeti tényezőkhöz való alkalmazkodási reakcióinak kutatása Didaktikai film, Botanikai atlasz, Állattani atlasz,
Írásbeli próba Önértékelés
Kutatás Gyakorlati próba
Kísérletezés / Kutatás
Kísérletezés /
97
Élőhelyek: a kert, az erdő, a tócsa
felismerése
diapozitívek, megfigyelési lapok 1 óra
Egyes élőhelyek (a kert, az erdő, a tócsa) összetevőinek és sajátosságainak leírása; Azonos élőhelyen élő élőlények külalaki jellegzetességeinek összehasonlítása; Egy szárazföldi / vízi élőhelyen élő élőlény sajátos jellemzőinek felismerése és leírása.
Egyes élőhelyek: az erdő, a kert, a tócsa, természetben vagy faliképeken, albumokban, stb. történő megfigyelése; Az erdőben, kertben, tócsában élő élőlények megfigyelhető (morfológiai – külalaki, makroszkopikus látható) tulajdonságainak feltárását célzó kutatás a természetben / képeken; Az erdőben, kertben, tócsában élő élőlények változatosságának összehasonlítása (közvetlen természeti megfigyelés, vagy a képek, albumok, stb. alapján) Az erdőben, kertben, tócsában élő élőlények megfigyelhető (morfológiai – külalaki, makroszkopikus látható) tulajdonságaira vonatkozó megfigyelési lapok kitöltése; megfigyelési lapok, atlaszok, faliképek, növénygyűjtemények, állatgyűjtemények 1 óra Gyűjtemény készítése az erdőben, kertben, tócsában élő élőlényekből: rovargyűjtemény, növénygyűjtemény, szárítmány, stb. Egyes erdei, kerti, vízi élőlények felismerésére és azonosítására irányuló gyakorlatok faliképek, albumok, növénygyűjtemények segítségével; Megbeszélés sgy didaktikai film kapcsán: “Egy kártevő hatása az átalakított természetes
1.1, 1.2, 1.3, 2.2, 2.3, 3.1
A természetes (erdő) és az ember által mesterségesen alakított (kert) élőhelyek közötti különbségek azonosítása; A termesztett és természetes növényzet hasznának azonosítása
Kutatás Rendszeres megfigyelés
Szóbeli próba Kutatás
Írásbeli próba
98
környezetben ” ; Projektek készítése az ismerős környezetben ható káros tényezőkről; A kertben termesztett növények megfigyelése természetes biológiai anyag, növénygyűjtemény, faliképek, albumok segítségével; Felfedeztető beszélgetés a természetes környezetből / az ember által átalakított környezetből származó egyes növények és állatok felhasználásáról. Megfigyelési lapok, atlaszok, faliképek, növénygyűjtemények, állatgyűjtemények 1 óra
Gyakorlati próba Önéertékelés Projekt Szóbeli próba
Rendszeres megfigyelés
4.5.4. A Környezetismeret / Természettudományok leckék megtervezése
Lecke megtervezése
A lecke képezi a tanulási egység műveleti összetevőjét. A lecke megtervezése lehetőséget ad a pedagógus kreativitásának megnyilvánulására. A lecke megtervezése a következő lépésekben történik: 1. A részletes követelmények azonosítása a tantervből és azok megfeleltetése a tanulási tevékenységeknek és a tartalmaknak. 2. A tartalmak kiválogatása és megfelelő struktúrálása, a megértés szempontjából elengedhetetlenül fontos elemek azonosítását jelenti. A tudományok tanításának elsődleges célja a tudományos gondolkodásmód kialakítása a tanulók kísérleti tevékenységekbe való bevonása révén, és nem a tudományos információk memorizáltatása. 3. A műveletesített célok meghatározása A célok műveletesítése során három feltételnek kell teljesülnie: a) a tanuló viszonyulásának (megfigyelhető, mérhető) leírása cselekvő igék segítségével: “azonosítani”, “felsorolni”, “kiegészíteni”, “felismerni”, “kiemelni”, “alkalmazni”, “felhasználni”, “érvelni”, “megerősíteni”, stb. b) a cselekvés körülményeinek meghatározása (pl. “adott...”, “...segítségével”, “... bemutatása után”) c) teljesítmény – a tanulók teljesítményének mérésére felhasznált szempontok kifejtése. 4. A lecke típusának és változatának megválasztása függ a tartalmaktól, a kitűzött céloktól, a tanulók életkori sajátosságaitól és a felhasználható tanítási eszköztártól. 5. A didkatikai stratégiák meghatározása feltételezi a tanítási-tanulásiértékelési folyamat szervezését és irányítását, a tanítási eszközök és módszerek hatékony összehangolását a kitűzött célok elérése érdekében, az adott tartalmak 99
függvényében. A Környezetismeret / Természettudományok tantárgyak kísérleti jellege miatt szükséges a tanulóközpontú, cselekedtető módszerek használata, mint: kísérletezés, felfedeztető tanulás, problematizálás, modellezés, stb. A tanításhoz felhasznált eszköztár, mint a tevékenység eszközei vagy információhordozók közvetlenül hatnak az oktatási folyamatra, támogatva a tanulók tanulási tevékenységét. A leghatékonyabbak a kísérletezéshez valamint a gyakorlati tevékenységekhez szükséges készségek és jártasságok gyakorlását és kialakítását célzó eszközök, amelyek serkentik a gondolkodást és a képzelőerőt. 6. A lecketerv megírása A lecketerv átfogó képet kell adjon a leckéről. Egyszerű és műveletesített, ugyanakkor hajlékony és nyitott, szükség esetén változtatható kell legyen. A gyakorlatban különféle lecketerv modelleket használunk. Lecketerv Műveltségi terület: Matematika és tudományok Tantárgy: Természettudományok Osztály: IV. Tanulási egység: A testek sajátosságai és tulajdonságai A lecke témája: Az anyagok szétválasztása keverékekből A lecke típusa: készségek és jártasságok kialakítása Célok: alkalmazni az anyagok keverékekből való szétválasztásának technikáit (szűrés, dekantálás, kristályosítás); egyszerű kísérletek megvalósításához szükséges készségek kialakítása az anyagok keverékekből való szétválasztási módszereinek újrafelefedeztetése érdekében; azonosítani az anyagok keverékekből való szétválasztásának alkalmazási lehetőségeit a mindennapi életben. Részletes követelmények: 2. 3. egyszerű kísérletek elvégzése adott munkamenet alapján; 1. 3. különböző formákban közölni a tanulmányozott testek és elvégzett kísérletek megfigyeléseit és az összehasonlításokat. Műveletesített célok O1 - az adott testek esetében azonosítson legalább két halmazállapotot; O2 - válassza szét az anyagokat keverékekből egyszerű kísérletek révén; O3 - az elvégzett kísérletek alapján azonosítson legalább két módszert az anyagok keverékekből való elkülönítésére; O4 – ismerjen fel konkrét helyzeteket az elkülönítési módszerek gyakorlati alkalmazására (legalább egy példa minden módszerre). Módszerek és eljárások: kísérletezés, megbeszélés, magyarázat, problematizálás, egyéni munka, didaktikai játék, bemutatás Tanítási eszközök: víz, homok, kavics, tej, liszt 100
átlátszó edények, tölcsér, szűrőpapír, üvegpálca, kanál, borszeszégő munkalapok
Szervezés módja: frontális, csoportos, egyéni Felhasznált könyvészet: Ghid metodologic de aplicare a programei şcolare de Ştiinţe ale naturii la clasele a III-a, a IV-a, MEdC, CNC, Bucureşti, 2001 Elena Huţanu, Daniel Ovidiu Crocnan- Ştiinţe, clasa a IV-a, ghidul învăţătorului, EDP, Bucureşti, 2002 Ssz.
Műveletesített célok
A tevékenység mozzanatai
A tanulás tartalma
Didaktikai stratégiák
Értékelés
1. 2.
3.
Szervezési mozzanat Az előzetes ismeretek ellenőrzése
A figyelem felkeltése
A tanulók felkészítése a leckére A didaktikai eszközök előkészítése A. Keresztrejtvény 1 ECET 2 DEKANTÁLÁS 3 KRISTÁLYOSÍTÁS 4 ÜLEPÍTÉS 5 OLDOTT ANYAG 6 TÖLCSÉR 7 OLDÉKONYSÁG 8 KÉSZÍT 9 TELÍTETT OLDAT 10 SZŰRÉS 11OLDÁS 1. Salátakészítéshez használjuk. 2.Módszer a szilárd anyagok szétválasztására cseppfolyós- szilárd, nem homogén keverékből. 3.Egy oldat szilárd anyagának kristályos állapotba való átalakítása. 4.Víz és homok szétválasztására használjuk. 5.Oldószerben feloldották. 6. Eszköz a folyadékok áttöltésére. 7.Egyes anyagokra jellemző tulajdonság. 8.Valamit előállít. 9.Maximális mennyiségű oldott anyagot tartalmazó oldat. 10.Szilárd anyagok szétválasztása szilárd-cseppfolyós, nem homogén keverékből. 11.Így készítik az oldatot. B. Az ismeretek felmérését célzó kérdések: - Mi az oldódás? - Mit értünk oldószer alatt? A tanulók két keveréket készítenek: víz és homok, víz és kavics.
Didkatikai játék
Frontális
Megbeszélés
Kísérletek
101
4.
A téma és a műveletesített célok bejelentése
A tanulók felfedezik a lecke címét a keresztrejtvény függőleges megoldásának összeolvasásával. Bejelentjük a műveletesített célokat. Felírjuk a lecke címét a táblára és a füzetekbe
Felfedeztetés Magyarázat
102
Ssz. 5.
Műveletesített célok O1
O2 O3
O2 O3
A tevékenység mozzanatai A tanulás irányítása
A tanulás tartalma 1. számú kísérlet Az előbbiekben elkészített víz és homok keveréket használjuk. Felkérjük a tanulókat, hogy az üvegbot segítségével kavarják össze jól a keveréket. Megkérjük a tanulókat mondják meg, milyen halmazállapotban vannak a keverék összetevői. Problémahelyzet: “Hogyan tudnátok szétválasztani a keverék anyagait a rendelkezésetekre álló eszközök segítségével?” A tanulók kísérleteket végeznek és feljegyzik észrevételeiket a megfigyelési lapra, különféle megoldásokat mutatnak be. Kiválasztjuk a helyes megoldást: a tölcsérbe szűrőpapírt helyezünk és átöntjük rajta a keveréket egy másik edénybe. Közöljük, hogy megvalósították egy szilárd anyag elegyből való szétválasztását egy szűrő segítségével, tehát szűrést hajtottak végre.
Értékelés
Felfedeztetés
Magyarázat A tanulók feljegyzik a füzetükbe ezt a keverékekből való szétválasztási módszert. A szűrés – a folyadékkal elkevert szilárd anyag szűrő segítségével történő szétválasztása.
O4
Didaktikai stratégiák Problematizálás
Problematizálás Felfedeztetés
A tanulókat arra kérjük, azonosítsanak olyan helyzeteket a mindennapi életben, amelyekben használható ez a módszer (pl. leves szűrése, aludttej elválasztása a savótól, friss gyümölcslevek készítése, presszókávé készítése, stb.)
103
Ssz.
Műveletesített célok O2 O3
O2 O3
O4
O2 O3
A tevékenység mozzanatai
A tanulás tartalma 2. számú kísérlet A kavics és víz keveréket használjuk amit a tanulók az óra elején készítettek A tanulókat felkérjük hogy válasszák szét a két anyagot, miután felkavarták a bottal. Hogyan tudjátok szétválasztani a két anyagot (víz és kavics) ha csak egy pohár áll rendelkezésetekre? A tanulók a probléma megoldásának különféle lehetőségeit azonosítják. Kiválasztjuk a helyes megoldást: hagyjuk hogy a kavics leülepedjen a pohár aljára, majd letöltjük róla a vizet egy másik pohárba. Közöljük a tanulókkal, hogy egy dekantálást hajtottak végre – egy szilárd anyag (nem oldódó) szétválasztását egy folyadékból. A tanulók feljegyzik a füzetükbe az elegyekből való szétválasztásnak ezt a módszerét. A dekantálás – egy szilárd anyag szétválasztása egy folyadékból (amelyben nem oldódik). A tanulóktól azt kérjük, azonosítsanak olyan élethelyzeteket, amelyekben ez a módszer felhasználható (pl. az arany és az ezüst szétválasztása az ércből speciális berendezésekben, stb.). 3. számú kísérlet Készítünk egy keveréket sóból és vízből(oldat). “Hogyan választhatjuk szét a sót a víztől?” A tanulók különféle megoldásokat javasolnak. Kiválasztjuk a helyes megoldást: a keveréket addig melegítjük borszeszégő lángjánál egy fémkanálban, ameddig a teljes vízmennyiség elpárolog. A tanulók megfigyelik az apró sókristályokat amelyek a kanálban maradtak. Megmagyarázzuk, hogy egy kristályosítási folyamatot valósítottunk meg. A tanulók beírják a füzetükbe az anyagok elegyekből való szétválasztásának ezt a módszerét. A kristályosítás – egy anyag kiválása egy oldatból, kristályok formájában. Felkérjük a tanulókat, azonosítsanak olyan élethelyzeteket, amelyekben a módszer alkalmazható (pl. a cukorgyártás
Didaktikai stratégiák
Értékelés
Problematizálás Felfedeztetés
Magyarázat
Problematizálás Felfedeztetés
Problematizálás
Bemutatás Felfedeztetés
Magyarázat
104
speciális berendezésekben, stb.) O4 Ssz.
Műveletesített célok O4
A tevékenység mozzanatai Magasabb szintű teljesítmény elérése
A befogadás megerősítése és a átértelmezés biztosítása
A tevékenység befejezése
A tanulás tartalma Azt kérjük a tanulóktól, azonosítsanak olyan módszereket, amelyekkel szétválaszthatják a homok, só és víz keverékét. Elmondjuk a helyes megoldást: a szétválasztás két szakaszban történik (az első szakaszban, dekantálással szétválasztható a sós víz a homoktól, amely lerakodik az edény aljára és dekantálható, aztán kristályosítással elpárologtatjuk a vizet és sókristályokat nyerünk). Elovastatjuk a tankönyvből “Az ásványok” című olvasmányt. Bemutatunk más szétválasztási módszereket is (mágnesezés, elektromos feltöltés). Didaktikai játékot szervezünk “Ki halad a jó úton a kút felé?” az anyagok keverékekből való szétválasztási módszereire vonatkozó ismeretek rögzítésére Értékeljük a tanulók tevékenységét (összességében, egyénileg). Jegyeket adunk a tanulóknak. Házi feladat.
Didaktikai stratégiák Problematizálás
Értékelés
Megbeszélés Magyarázat Didaktikai játék Szóbeli közlés
Lecketerv 157. számú általános iskola Osztály: I Tanító: Maria Magdalena Bogheanu Tantárgy: Környezetismeret A lecke témája: Viszontlátásra, ősz! A lecke típusa: ismeretelmélyítő lecke A lecke célja: - a megfigyelő képesség fejlesztése - a tanulók kíváncsiságának felkeltése konkrét kutatási tevékenységekbe való bevonásuk révén A hét témája „Az állatok készülődnek a telelésre” Műveletesített célok: O1: A bemutatott képek alapján ismerje fel az őszre jellemző természeti jelenségeket. A követelményt akkor tekintjük teljesítettnek, ha a tanulók felismerik a főbb természeti jelenségeket. O2: A tanulók használjanak szimbólumokat, rajzokat a megfigyelt jelenségek ábrázolására, természetnaptár készítése céljából. A követelményt akkor tekintjük teljesítettnek, ha legalább 17 tanuló helyesen válaszol az elvárásokra. 105
O3: Nevezzenek meg természeti jelenségeket. A követelményt akkor tekintjük teljesítettnek, ha a tanulók megnevezik a főbb természeti jelenségeket. O4: A kapott magyarázatok alapján teremtsenek kapcsolatot az élőlények és az évszakok között. A követelményt akkor tekintjük teljesítettnek, ha minden tanuló megnevez legalább egy kapcsolatot az élőlények és az évszakok között. O5: Tanusítsanak pozitív magatartást a környezetük iránt. Didaktikai stratégiák: - Módszerek és eljárások: megfigyelés, felfedeztető beszélgetés, didaktikai játék, mozgásos játék, zenés játék. - Didaktikai eszközök és anyagok: természet-kalendárium, a tanulók által készített egyezményes jelek, az évszakokat ábrázoló rajzok, borítékok, postaláda, száraz levelek, termések, stb. - A tevékenység megszervezése: frontális, egyéni, csoportos Könyvészet: Manolescu Marin, Curriculum pentru învăţământul primar, Universitatea Bucureşti, Editura Credis, 2004 Ghidul programului de informare/formare a institutorilor/învăţătorilor- Curriculum pentru clasele I-II Szakaszok
Műveletesített célok
Tanulási tevékenységek
Stratégiák és források
Értékelés
106
Szervezési momentum O1 A figyelem felkeltése
O2
Az előzőleg elsajátított ismeretek ellenőrzése O2
A természet változásainak megfigyelése Mindennapos megfigyelés A nap leírása (kinyitjuk az ablakokat, a tanulók közelebb mennek , megfigyelik az időjárást, megbeszélik a tapasztaltakat, saját szavaikkal elmondják, mit figyeltek meg)
Megfigyelés, megbeszélés Frontális tevékenység (2’)
A naptár kiegészítése a napnak (időjárásnak) megfelelő egyezményes jellel A megfelelő egyezményes jel azonosítása. Az időjárásnak megfelelő egyezményes jel elhelyezése a naptáron.
Megbeszélés Frontális tevékenység (2’) Természet naptár. Tanulók által készített egyezményes jelek
A tanulmányozott évszak jellemzői Minden tanulónak kiosztunk egy rajzot (amelyet valamelyik osztálytársa készített), amely az év valamely évszakját ábrázolja. Ezekből csak azokat fogják kiválasztani, amelyek az őszt ábrázolják, megindokolják a választást, beleteszik a borítékokba és átadják a “postásnak”
Játék: “jön a postás” (4’) Az évszakokat ábrázoló rajzok, borítékok, postaláda
Találós kérdések megoldása O1 O1
Az őszre vonatkozó tárgyak és szimbólumok kiválasztása (levelek, termések, virágok, felhők, esőcseppek, emberi tevékenységeket ábrázoló rajzok, madarak)
Frontális értékelés: K: megfigyelik és beszámolnak az időjárásról
Frontális értékelés K: azonosítják a megfelelő egyezményes jelet
Egyéni értékelés K: kiválasztják a megfelelő rajzot
Frontális értékelés K: találós kérdés megoldása K: az őszre utaló tárgyakat és szimbólumokat választ ki
Játék: “Ki vagyok én?” (6’) Páros / csoportos tevékenység
107
O1
Az új tartalmak átadása / elsajátítása
Rögzítés – változások a növények életében
O3
O4
O5 Feed-back
Az osztály rendezése: “Évszakok sarka” A szél hatásának feltárása a környezetre Megbeszélés: - más természeti jelenségek (eső, havazás, köd, szivárvány, stb) - ezek jelentősége a természetben (a szél hordozza a felhőket, az eső megáztatja a földet, stb.)
A növények, állatok, ember és az ősz kapcsolata Megbeszélés: Változások a gyermekek életében (öltözék, játékok) Változások az emberek életében (öltözék, a termés évszaka, a “Gyümölcsök és zöldségek könyve” bemutatása, az évszakra jellemző foglalatosságok, tevékenységek) Saját vélemények megfogalmazása és kifejtése Megbeszélés: a következő évszak a többi évszak az évszakok sorrendje
Kísérlet (hogyan mozdítom el a padra helyezett falevelet anélkül hogy hozzáérnék?) Felfedeztető megbeszélés, problematizálás Egyéni tevékenység (4') Ellenőrző beszélgetés (4') Játék: „Kérdezz” Frontális tevékenység(10')
Egyéni értékelés K: válaszolnak a kérdésre Frontális értékelés K: megnevezik a természeti jelenségeket K: kérdéseket és válaszokat fogalmaznak meg
Megbeszélés Frontális tevékenység (10’) K: saját véleményt nyilvánít
Házi feladat
4. 6. Környezetismeret az óvodai oktatásban 4. 6.1. A környezet megismerésére irányuló tevékenységek jelentősége az óvodai oktatásban Az óvodáskorú gyermekek intellektuális fejlődésére erőteljes hatással van a környezet megismerése. A környezet megismerésére irányuló tevékenységek hozzájárulnak a természetről és a társadalomról alkotott felfogásuk kialakulásához és fejlődéséhez, míg a tárgyakkal való közvetlen kapcsolatuk révén fejlődik és tökéletesedik az összes érzékszervük. A környezet megismerési folyamatában fejlődik a megfigyelő képesség amely javítja az észlelés (percepció) minőségét, a tárgyak és jelenségek legfontosabb, jellemző tulajdonságainak felismerési képességét. A gyermekek aktív részvétele a megismerés folyamatában fejleszti a gondolkodásukat. Közvetlen kapcsolatuk a környező világgal a legfontosabb forrása szókincsük gazdagodásának és aktivizálásának, a világos, helyes és összefüggő kifejezésmód kialakulásának.
108
4. 6. 2. Az óvodáskorú gyermek életkori sajátosságai Az óvodás korra, a 3 és 6 / 7 év közötti időszakra erőteljes fizikai és pszichikai fejlődés jellemző. Az óvodás kor a legerőteljesebb receptivitás, a képzelőerő, fantázia és játék időszaka. A játékon keresztül gazdagodik a gyermek lelkivilága, körvonalazódik érdeklődése és bővül interperszonális kapcsolatrendszere, amely a szocializációt biztosítja. A 4-5 éves óvodás könnyedén beilleszkedik az óvodai környezetbe. Maximális receptivitása a környezete iránt fejleszti percepcióját, amely sajátos feladatkörű és megvalósítású irányított folyamattá válik. Ebben a periódusban a gyermek szocializációja gyors ritmusú és megjelennek a személyiség egyes jegyei. A gyermeket élénk és állandó kíváncsisága megismerésre és kutatásra ösztönzi. Az érzékelés által a gyermek információkat szerez a környező világ tárgyainak és jelenségeinek tulajdonságairól. A gyermek felfogja a tárgyak színét, alakját, méretét és súlyát. Ebben az időszakban fejlődik a látás, hallás, helyzetérzés, tapintás, ízlelés és szaglás érzékenysége. Az óvodás gyermek gondolkodása, mivel a tárgyak jelenlétéhez kötött, konkrét, intuitív jellegű. Az általánosítás és elvonatkoztatás még gyengén fejlett. A gondolkodáshoz szorosan kapcsolódik a nyelv, amely mennyiségében és minőségében is gyarapodik. Az óvodás memóriájának több jellemzője is van: ebben a korban a gyermekek könnyen megjegyeznek képeket, történeteket, énekeket, verseket, de az információ megőrzésének időtartama rövid. Ezért a felismerés és visszakérdezés idején könnyen összetévesztik a hasonló tárgyakat. A memória másik jellemzője az intuitív, plasztikus, konkrét jelleg. Az óvodások könnyen felidézik a szép, színes, mutatós tárgyakat, játékokat. A memória hatásfoka növekszik, ha az ismeretek mennyisége nem túl nagy, ha a memorizálás logikusan történik, ha az anyag a gyermekben érzelmeket kelt. Ebben az időben kezdődik az akaratlagos figyelem szerveződése a gondolkodás és a nyelv hatására. Az óvodások figyelmének fejlesztését segítő eszközök: a feladatok rögzítése, a célok meghatározása, állandó irányítás és világos, kedves és szép kifejezésmód. Az óvodáskorú gyermek ezen jellemzőinek ismerete az első lépés a minőségi tevékenység megvalósításában. 4. 6. 3. A Környezetismeret tevékenységek követelményei és tartalma az óvodai oktatásban Az óvoda, a középiskolai oktatás részeként, az óvodáskorú gyermekek teljes és sokrétű fejlődését tűzi ki céljául. A gyermeket nem a nagy mennyiségű ismeretanyag elsajátítása teszi iskolaéretté, hanem a tanulást elősegítő intellektuális képességek és jártasságok kialakítása. Az óvodai oktatás tanterve tartalmazza az általános követelményeket, a részletes követelményeket és példákat azokra a magatartásformákra, amelyeket az óvónőnek figyelembe kell vennie a környezetismereti foglalkozásokon. Az általános követelmények a következők: 109
• A környezet megismerését és megértését segítő képességek fejlesztése, valamint a környezet tanulmányozására irányuló érdeklődés felkeltése. • Megfelelő nyelvezet felhasználása a természeti és környezeti jelenségek leírásában. • A környezet gondozására és védelmére irányuló képességek kialakítása és gyakorlása, a környezethez való pozitív viszonyulás kialakítása érdekében. Minden részletes követelményhez a tanterv olyan magatartásformákat társít, amelyeket ki kell alakítani az óvodás korú gyermekben. Részletes követelmény: ismerje a környezet alkotóelemeit (az emberi test, növények, állatok, tárgyak), Példák magatartásformákra: fedezze fel a környezet alkotóelemeit érzékszervei segítségével, sorolja fel az emberi test, a növények és az állatok testrészeit, azonosítsa a domborzati formákat, ismerje fel a természetes és a társadalmi környezet sajátosságait, elemezze / hasonlítsa össze a növények, állatok és az ember , a környezeti tényezők változására adott válaszait. Részletes követelmény: ismerjen fel bizonyos változásokat a környezetben. Példák magatartásformákra: ismerjen fel környezeti jelenségeket, akkor amikor ezek folyamatban vannak, ismerje a jelenségek lefolyását és a környezetre gyakorolt hatásukat, azonosítsa az évszakok jellemzőit, figyeljen meg és soroljon fel változásokat az ember, a növények, az állatok életében, fejtse ki, hasonlítsa össze őket. Részletes követelmény: tanulmányozzon és írjon le szóban / grafikusan tárgyakat, jelenségeket, folyamatokat a környezetéből. Példák magatartásformákra: különböző eszközök felhasználásával végezzen el egyszerű kísérleteket (oldódás, színezés, elegyítés, szétválasztás, égetés, forralás, párologtatás, szilárdulás, vízen való fennmaradás, stb.), figyeljen meg egy folyamatot egy adott időtartam alatt (egy növény kicsirázása, egy állat táplálkozása). Részletes követelmény: ismerje a természetes és társadalmi környezet összetevőit. Példák magatartásformákra: határozzon meg, azonosítson sajátosan helyi elemeket (társadalmi-kulturális, gazdasági, vallási, történelmi objektumokat), Részletes követelmény: ismerje az égitestek, az űrjárművek létezését, Példák magatartásformákra: nevezzen meg / írjon le vázlatosan égitesteket, a saját tapasztalatai, valamint az audio-vizuális eszközök és ismeretterjesztő könyvek adatai alapján,
110
Részletes követelmény: közöljön benyomásokat, ötleteket a megfigyelései alapján. Példák magatartásformákra: ismerje a különböző élőhelyeket és azokat a tényezőket, amelyek azokat befolyásolják, felfedezéseit és ötleteit tudja helyesen elmondani, ossza meg a csoporttal kutatási eredményeit. Részletes követelmény: jelezze hajlandóságát a környezet gondozására és védelmére irányuló tevékenységekben való részvételben. Példák magatartásformákra: a felnőttekkel együtt vegyen részt a környezet gondozására, megőrzésére és védelmére irányuló gyakorlati tevékenységekben, vállaljon felelősséget a környezet gondozásában, megőrzésében, indokolja meg a környezet ember általi védelmének szükségességét. Részletes követelmény: alkalmazza az ember és a környezet egészségének védelmére irányuló sajátos viselkedési szabályokat. Példák magatartásformákra: tartsa be a személyes és társas higiéné szabályait, megfelelő szerszámokat és eszközöket használjon a környezet tisztántartására, ismerje az egészséget károsító szélsőséges viselkedésformákat, tartsa be a társas együttélés szabályait, ismerje a természet védelmének szabályait és tudja milyen veszélyekkel jár be nem tartásuk, értse meg az emberi tevékenység környezetre gyakorolt másodlagos, negatív hatását. A környezetismereti tevékenységek részletes követelményei egyben a kognitív és nyelvi nevelés, a pszicho-motoros és testnevelés, az esztétikai nevelés, az érzelmi nevelés és a társadalmi életre nevelés követelményei is. Ezért fontos, hogy a környezetismereti tevékenységek tartalmát az óvodáskorú gyermek életkori sajátosságainak, valamint fizikai, lelki fejlődésének ismeretében válasszuk meg. A környezetismereti tevékenységek tartalmai: 1. Az ember • Külalakja (jellemzők, hasonlóságok, különbségek), • Öltözék, lábbeli, • Életkörülmények, személyes és társas higiénés körülmények, az élet és az egészség védelme, • Az ember tevékenysége a családban, a munkahelyén, a társadalomban, • Pozitív érzelmi megnyilvánulások az emberek irányába, • Civilizált viselkedés, morális magatartás. • 2. A természet (növények, állatok, természeti jelenségek) • Külalak (jellemzők, hasonlóságok, különbségek), • A természet elsődleges elemei: a víz, a levegő, a tűz, a föld, 111
• Osztályozás: növények, állatok, jelenségek (adott szempontok szerint, például: földrajzi környezet, évszak, stb.), • A növények és állatok fejlődésének feltételei: gondozás, felhasználás, haszon és kártétel, környezetvédelem, • Egyéni és csoportos pozitív érzelmek, magatartások a természettel, növényekkel, állatokkal, természeti jelenségekkel szemben. 3. A család, az óvoda és az iskola • Megnevezés, • A cím: a hely behatárolása (a környék felismerése), • A gyermek specifikus tevékenységei a családban, az óvodában, az iskolában, ezek jelentősége, • Egyéni pozitív érzelmek, magatartások és csoportos kapcsolatok a családban, az óvodában, az iskolában. 4. A születési hely és a haza • Megnevezés, • Helyi jellegzetességek (domborzat, földrajzi fekvés, társadalmikulturális, gazdasági, történelmi, vallási, etnikai objektumok), • A hovatartozást kifejező magatartások és érzelmek. 5. A világegyetem • A Föld, az emberek bolygója, • A világűr, égitestek (Nap, Hold, csillagok), • A földi élet védelmére irányuló pozitív érzelmek és magatartások. 6. A gyermek jogai • A védelemhez és a családhoz való jog, • Rendes társadalmi élethez való jog, gondozáshoz, neveléshez és oktatáshoz, orvosi ellátáshoz való jog, • A megértés, tolerancia és béke szellemében való neveléshez való jog, • Az etnikai kisebbséghez tartozó gyermek joga saját kultúrájához, saját vallásának gyakorlásához és nyelvének használatához, • A biztonságban való felnövéshez való jog, a gondolatai, ötletei iránti tisztelethez való jog. 7. Tudnivalók a fizika és a kémia tárgyköréből • Tárgyak lebegése és elsüllyedése, • Folyadékok színének megváltozása bizonyos anyagokkal elegyítve (tea, citromlé, stb.), Anyagok oldódása folyadékokban (cukor, só), • • Az élelmiszerek átalakulása a táplálék elkészítése közben, • A tárgyak súlyának méréssel történő meghatározása, • Tárgyak méretének, térfogatának, terjedelmének becslése, mérése, • Tárgyak vonzása (pl. mágnesesség), • A levegő mozgásai, • Az idő és az események, cselekvések egymásutániságának érzékelése.
112
4. 6. 4. A környezetismereti tevékenységek tervezése A jól megtervezett környezetismereti tevékenységek révén a gyermekek ismereteket szereznek a környezeti tényezőkről (főleg településük földrajzi övezetében) és ezek hatásáról a növények és állatok életére. Azonosítják a természeti jelenségeket, “kijutnak” a világűrbe, fizikai, kémiai kísérleteket végeznek el, hogy egyénileg fedezzék fel a természet titkait. Kialakul és fejlődik bennük a környezet iránti helyes magatartás. A tevékenységek tervezésekor figyelembe kell venni a csoport szintjét és típusát, valamint a település környékén található ökoszisztémákat (erdő, rét, folyószakasz, tó, stb.). Függetlenül a lakóhelytől, (alföld, dombvidék, hegyvidék vagy tengerpart), mindenhol, városon és falun egyaránt, megfigyeléseket lehet végezni a környezetben. Így jut el a növények és más élőlények által benépesített csodálatos világ megismeréséhez. Nem kell messzire mennünk. A gyermekek számára teljesen ismeretlen világ található a közvetlen közelünkben is: a saját szobájában, a ház kertjében, az óvoda körül, az utcán, a parkban, az erdőben. A környezetismereti tevékenységek tanterve az óvodai oktatásban hetente, minden csoport szintjén egyetlen kötelező tevékenységet irányoz elő. Ha az átfogó témák ugyanazok is minden csoportnak, a tartalmak életkornak megfelelően vannak lebontva. A kiscsoportban a gyermekek csupán a közvetlen környezetük, a család és az óvoda élőlényeit, tárgyait, és az ismerősök mesterségeit ismerik. A tárgyi világ használati eszközeit, állatokat, növényeket, természeti jelenségeket bemutatva a gyermek el kell sajátítsa ezek megnevezését és jelentőségét, szüleik és az óvodai személyzet legfontosabb cselekvéseit. Így tanulja meg helyesen megnevezni a zöldségeket, mint: retek, saláta, hagyma, fokhagyma, paradicsom, paprika, uborka; gyümölcsöket: alma, körte, cseresznye, eper; virágokat: hóvirág, tulipán, margaréta, krizantém, stb. Az emberre vonatkozóan a kiscsoportos óvodás felfogja a külalakját, ismeri a szülei vagy a hozzá közelálló személyek tevékenységeit. A kiscsoportosoknak ajánlott tevékenységek közül megemlítjük: Megfigyelések: Az almafa, A krizantém, A szőlő, A hóvirág, A tulipán, A retek, A saláta, A macska, A kutya, A medve, A róka, A fiú és a kislány, stb. Mesélés képek alapján: „A gyermekek téli játékai”, „Mondd mit csinál a gyermek”, „Öltözködjünk helyesen”, „Mire használjuk” (a bútorok, evőeszközök felismerése). Az óvónő meséi: “A kiváncsi hópehely”(Móra Ferenc), “Jó szerzsám, fél erő”(Kányádi Sándor), “Miért sós a tenger”, “A tizenkét hónap”, stb. Szabad beszélgetés: “Mit tudunk róla?”, “Gondozzuk a növényeket”, “A gyümölcsök és a vitaminok”, “A zöldségek és az egészség”, stb. A kiscsoportos óvodás számára környezetének megismerése olyan aktív folyamat, amely erőteljes pszichés tevékenységet tételez fel a gyermek részéről. Lassan tökéletesedik a valóság felfogásának képessége és a kialakul a megfigyelőképesség. A környező tárgyakkal és jelenségekkel való kapcsolat kedvező alkalmakat teremt a megismerési vágy felkeltésére, serkenti a kíváncsiságot és az érdeklődést. 113
A középcsoportban, az előzőhöz képest az ismeretanyag kibővül a szülők otthoni és munkahelyi tevékenységeire vonatkozó részletekkel, valamint az óvodai személyzet és az óvodán kívüli felnőttek tevékenységéről szerzett ismeretekkel. Ebben a csoportban a gyermekek ismereteket szereznek az emberek munkájáról, a különböző foglalkozásokról. A gyermekek megismerik a felnőttek által használt tárgyakat és eszközöket, valamint a közlekedési eszközöket. A megismerés-megértés arány lassan eltolódik az utóbbi felé. A középcsoport végére a gyermek képes pontosítani, példával alátámasztani, kifejezni és saját szavaival megmagyarázni a megfigyelt tárgy vagy személy tulajdonságait, eszközök használatának szükségességét, a viselkedési szabályok fontosságát és bizonyos szempontok szerint osztályozni is tudja azokat. A gyermek fejlődésében megjelenik egy egész sor olyan látható előrelépés, amely lehetővé teszi az áttérést a nagy eltérések érzékeléséről a finom különbségek észlelésére. Az érzékelési lehetőségek kitágulásával az óvodáskorú gyermekben kialakulnak az absztrakt gondolkodás műveleteinek előfeltételei. A környezetismereti tevékenységek tartalma gazdagodik az élőlényekről, dolgokról, természeti jelenségekről, foglalkozásokról és mesterségekről, közlekedési eszközökről kialakult fogalmakkal. Az állatokról és növényekről szóló ismereteik nem korlátozódnak csupán a felismerésükre és helyes megnevezésükre, hanem észlelnek már 2-3 jellemző sajátosságot is. Az állatokról szóló ismeretek a külalakra, összetevőkre, táplálékféleségre, élőhelyükre, gondozásukra vonatkozó fogalmakkal bővülnek. Például: Mesélés képek alapján: “A gyermekek gondozzák a növényeket”, “A farmon”, “Az erdőben”, stb. Didaktikai játék: “Ki érkezett hozzánk?” (állatok, madarak, táplálékuk, életmódjuk), “Kössünk virágcsokrot” (virágok osztályozása színük szerint, évszakok szerint), stb. Az évszakokról szóló ismereteik az évszakokra jellemző jelenségek, a felnőttek és gyermekek évszakokhoz kötődő tevékenységének, a természet változásaihoz való alkalmazkodás lehetőségeinek megismerésével bővülnek. Például: Mesélés képek alapján: “Itt van az ősz...” (tél, tavasz, nyár), “Az emberek a kertben dolgoznak” (a gyümölcsösben, a mezőn, stb.). Didaktikai játék: “Tudod, mikor?” (tevékenységek osztályozása évszakok szerint), “Hová talál?” (évszakok), stb. Mesélés: “Dicsekedők”, “Hópelyhecske”stb. Újdonságként ebben a csoportban már megjelennek az időben való tájékozódásra vonatkozó fogalmak (a napszakok egymásutániságának megismerése, megértése, felismerése, az idő múlásának észlelése és a jelen-ma, jövő-holnap, múlt-tegnap kapcsolatok érzékelése, a hét napjainak elsajátítása, sorrendjük rögzítése). A nagycsoportban elmélyítjük az előzőekben szerzett ismereteket. 5 éves kortól kezdődően már megszilárdul a kezek és a szemek mozgatásának koordinációja a tanulmányozott tárgy felfedezési és megismerési folyamatában. Az analizis és a szintézis elmélyültebb és magasabb szinten valósul meg az előző szakaszokhoz képest. A megszerzett tudás gyakorlatban való alkalmazásának igénye egyre fontosabbá válik ettől a kortól kezdődően. 114
Az egyéni munkalapok megoldása mind hatékonyabbá válik, lehetővé téve a gyermekek tudásának értékelését. Gazdagodik és rendszereződik a gyermekek élőlényekre, dolgokra, természeti jelenségekre, foglalkozásokra és mesterségekre, közlekedési eszközökre vonatkozó tudása. A gyermekek egyre pontosabban különböztetik meg a tárgyakat és ezek tulajdonságait, kialakul a megfigyelt jelenségek leírásának képessége, a beszámoló képesség, egyszerű kísérletek elvégzésének képessége (“A víz és átalakulásai”, “Tárgyak fennmaradása a víz(b)en”, “A magvak csírázása”, stb.). Az emberről, a ruházatról, a lakás berendezéséről, táplálékról, tisztálkodási eszközökről szóló fogalmak kialakulási folyamatában a nagycsoportos gyermekben kialakulnak a személyes higiénére, a táplálkozás higiénéjére, stb. vonatkozó jártasságok. Tudatosítja a személyes higiéné betartásának szükségességét minden élethelyzetben és megismeri a szabályok áthágásának negatív következményeit. Példák nagycsoportos foglalkozásokra és a környezetismeret specifikus tartalmaira: Állatok háziállatok: “Az állattenyésztő farm”, “Háziállatok és kicsinyeik”, “Állatok nagyapó udvarában” ; vadon élő állatok: “Hazánk vadon élő állatai”, “Az állatkert”, “Ki nem illik a csoportba?”, “Érdekességek az állatvilágból” ; Növények vadon élő növények: “Az erdő a barátunk”, “Gyógynövényeink”; termesztett növények: “A gyümölcsfák”, “Őszi zöldségek”, “A búzakalász”, “A csírázás”, “Bimbózás és virágzás” ; Az ember külalak: “Mit tudunk a testünkről?”, “Mit érzünk, hogyan érezzük?”, “Hány félék az emberek?” ; higiénés ismeretek és jártasságok: “Tiszta és egészséges”, “A babával az orvosnál” ; specifikus tevékenységek: “Milyen mesterségeket ismerünk?”, “A rendőr tevékenységei” (az orvos, az asztalos, stb.); kapcsolata a környezettel: “A család életéről”, “Kedveseink napja”, “Mivel utazunk?”. Élőhelyek: “Séta az erdőben”, “A vizek birodalmában”; Természeti jelenségek: “Mit mesél a szél?”, “Az eső”, “A szivárvány”, “A hóharmat”, “A havas eső”; Az évszakok: “Az élet a négy évszakban”, “Mikor történik?”, “Az idő kereke”, “Miért változik az időjárás?”; A Föld és más égitestek: “A bolygó, amelyen lakunk”, “Utazás a világűrbe”, “Űrjárművek”, “A földi élet védelme”; Fizikai és kémiai fogalmak / kísérletek: “Víz, levegő, tűz – az éltető elemek”, “A víz és átalakulásai”, “A víz(b)en való lebegés és elsüllyedés”, “Az oldódás”, “Elegyítés és szétválasztás”, “A tűz és hatásai”, “A konyhában”, “A kis vegyészek”. 115
Az oktatási-nevelési tervben foglalt tevékenységek tartalmait úgy kell meghatározni, hogy az ne csak a feladatok monoton ismétlődése legyen. Egyrészt az előzőleg tanultak elmélyítésére kell törekedni, másrészt pedig a téma kiegészítésére, egyre szélesebb körű feldolgozására és a tanultak alkalmazására. Éves tervezés a specifikus műveltségi-területekkel (Elena Rafailă şi colaboratorii- Metode orientative de lucru cu preşcolarii, Editura All Pedagogic, Bucureşti, 1999). CSOPORT
FÉLÉV
I.
KIS CSOPORT
II.
TÉMA (hét)
ALTÉMA
Kezdeti felmérés Család, óvoda Az én családom Az óvoda helyiségei Család, óvoda Család, óvoda Ismerkedés az óvoda személyzetével A természet Őszi gyümölcsök A természet Őszi zöldségek A természet Virágok Az ember külalakja Az ember Az ember Tisztálkodási és személyes tárgyak A természet Házi állatok (a macska) A természet Vadon élő állatok (a medve) A természet A tél jellemzői (télelő) A születési hely Téli szokások és hagyományok (Jön a Karácsony!) FÉLÉVI ZÁRÓ ÉRTÉKELÉS 1. Család, óvoda - Hazulról az óvodáig A természet - Zöldségek, gyümölcsök, virágok - Hogyan nézek ki (A külalak); Hogyan ápolom magam? 2. Az ember 3. A természet - Háziállatok - Vadon élő állatok – életük télen A természet Specifikus jelenségek A természet Gyermekek téli játékai A természet Az erdő és az állatok télen Az ember Munka a családban (az emberi tevékenységek) Család, óvoda Anyu szülinapja A természet Tavaszi virágok A természet Tavasz van A születési hely Városunk. A lakónegyed ahol lakunk A természet Tavaszi munkák (a mezőm) A természet Tavaszi munkák (a kertben) A születési hely Közlekedési és szállítási eszközök (szárazföldön) A születési hely Közlekedési és szállítási eszközök (vízen) A természet Nyár van (nyárelő) A természet Nyári gyümölcsök (cseresznye) A gyermek jogai Boldog gyermekkor (június 1.) FÉLÉVI ZÁRÓ ÉRTÉKELÉS 1. A természet Virágok anyunak 2. A születési hely Mivel utazhatunk?
116
3. Az ember A születési hely A természet CSOPORT
FÉLÉV I.
Városunk ebben az évszakban. Az emberek és munkájuk.
TÉMA (hét) Kezdeti felmérés Család, óvoda A természet A természet A természet A természet A természet A természet Az ember Az ember Az ember A természet A születési hely FÉLÉVI ZÁRÓ ÉRTÉKELÉS 1. A természet 2. A természet 3. Az ember
II. NAGY CSOPORT
Az ember Az ember Az ember Család, óvoda Az ember A természet A születési hely, haza A születési hely Világegyetem A születési hely, haza Család, óvoda, iskola A természet A természet A természet A gyermek jogai FÉLÉVI ZÁRÓ ÉRTÉKELÉS 1. Család, óvoda, iskola 2. A születési hely, ország A világegyetem 3. A természet
ALTÉMA Óvodánk, második otthonunk Őszi gyümölcsök Őszi zöldségek Őszi virágok Háziállatok Vadon élő állatok Az erdő ebben az évszakban Az ember külalakja Az ételek és az egészség Ruházat és lábbeli Természeti jelenségek Téli szokások és hagyományok Zöldségek, gyümölcsök, virágok Az állatok könyve (vadon élők, háziállatok – életük a hideg évszakban) Ki vagyok? Hogyan öltözöm (Az ember egészségéről) A barátokról Mesterségek A balesetek és az élet Viselkedés és tevékenységek a családban Anyák napja Tavaszi virágok anyunak (a hóvirág és az ibolya) Városom tavasszal Hazám A Föld (Húsvéti szokások) Közlekedési és szállítási eszközök A szomszédos iskola Virágok Az évszak zöldségei Gyümölcsök A gyermekek élete hazánkban Tevékenység a családban, társadalomban (viselkedés, mesterségek, balesetek megelőzése) Utazás a Föld körül (a városról, országról, Földről, közlekedési eszközökről) Mikor történik? (Évszakok – zöldségek, gyümölcsök, virágok)
117
Lecketerv Nagycsoport Tantárgy: Környezetismeret A lecke témája: “A hóvirág és az ibolya” A lecke típusa: megfigyeltető Általános követelmények: • alapismereteket szerezni a tavaszi növényekről (hóvirág és ibolya) – külső felépítés, hasonlóságok és különbségek, jelentőségük; • szókincs gazdagítása új szavakkal: gumó, földalatti szár, föld feletti szár; • az érzékszervek fejlesztése (látás, tapintás, szaglás), a megfigyelő képesség fejlesztése; • a gondolkodási műveletek fejlesztése (analizis, szintézis, összehasonlítás, elvonatkoztatás, általánosítás), az akaratlagos figyelem fejlesztése; • a környezet iránti szeretetre nevelés, a virágok iránti gondoskodás igényének kialakítása, annak az igénynek, hogy környezetünk szépítésére felhasználjuk őket. Műveletesített célok A tevékenység alatt és végén a gyermekek képesek lesznek: O1: Felismerni a hóvirágot és az ibolyát, megállapítva mindkét növény jellemzőit; O2: Felsorolni a két növény szerveit, összehasonlítva a bemutatott élő anyag és képek alapján; O3: Az óvónő magyarázatai alapján megmagyarázni a növények részeinek szerepét; O4: Azonosítani hasonlóságokat és különbségeket a hóvirág és az ibolya esetében. Didaktikai stratégiák: -
Módszerek és eljárások: megfigyelés, összehasonlítás, beszélgetés, bemutatás, problematizálás, magyarázat. tanítási eszközök: kiosztott friss növények, hóvirág és ibolya (teljes növény),
- bemutató anyag: faliképek, földdel telt edények, hóvirágok, ibolyák, más tavaszi növények, zenés kazetta.
Könyvészet: 1. Maria Comănescu, Doina Gheorghe - Cunoaşterea mediului - grupa pregătitoare, ghidul educatoarei, Editura Didacticăşi pedagogică, R.A., Bucureşti, 1998 2. Mica enciclopedie pentru prichindei, Editura RAO. Szakaszok Szervezési momentum
Műveletesített célok
Tanulási tevékenységek
Stratégiák és források
Megfelelő körülmények biztosítása a tevékenységhez: a terem kiszellőztetése, a szükséges eszközök és anyagok előkészítése
Módszerek: beszélgetés, szóbeli utasítások
Értékelés
118
A figyelem felkeltése és a motiváció kialakítása
Egy hangkazetta meghallgatásával történik, amely a tavaszi virágok “veszekedését” tartalmazza szépségükről, illatukról, színükről. Ezek közül kitűnik a hóvirág és az ibolya
A téma és a célok bejelentése
Bejelentjük a foglalkozás témáját és céljait úgy, hogy a gyermekek megértsék: tavasszal virágzó növények megfigyelése (a hóvirág és az ibolya) Bemutatjuk a virágokat, majd rátérünk a két növény szerveinek összehasonlító megfigyelésére
A tanulás irányítása
O1
O2
O3
1. A gyökér – mindkét növénynél: - vékony, fehéres szálacskák, amelyek a talajban nőnek ; - fenntartják a növényt és felszívják a talajból a vizet és az ásványi sókat. 2. A föld alatti szár A talajban a növényeknek föld alatti száruk van: - a hagymáéhoz hasonló gumó, amely egymásra boruló levelekből épül fel; - a hagymát a “növény éléskamrájának” nevezik – benne raktározódnak a tápanyagok 3. A föld feletti szár - a hagymából indul ki, vékony és zöld színű mindkét növénynél; - a szár szállítja a levelekhez a vizet és a tápanyagokat. 4. A levelek - két zöld, hosszú és hegyes végű levél; - a levél a növény “konyhája” – itt készül el a növénynek szükséges táplálék; - a hóvirág szárának végén van egy kicsi, hegyes végű levél, amely védi a virágot; - az ibolyánál a föld feletti szárat a közepéig két hosszú, szétterülő levél borítja be, ezek közül bújik elő a virágot fenntartó száracska Részleges összefoglalás A gyermekek összefoglalják amit a gyökérről és a kétféle szárról tanultak.
Frontális értékelés Módszerek: beszélgetés, meghallgatás Eszközök: hangkazetta, kazettás magnó, friss növények
Módszerek: beszélgetés Eszközök: faliképek, friss növények, hóvirágok és ibolyák
Módszerek: megfigyelés, beszélgetés, problematizálás, bemutatás, magyarázat Eszközök: friss növények (hóvirágok, ibolyák), faliképek
Frontális értékelés
Módszerek: megfigyelés, beszélgetés, problematizálás, bemutatás, magyarázat Eszközök: friss növények (hóvirágok, ibolyák), faliképek Frontális értékelés
5. A virág - a hóvirágnak egyetlen virágja van a szár végén, fehér színű, lágy és bársonyos szirmokkal; - alakja csengettyűszerű; - illata jellegzetes, tavaszillat - az ibolyának több apró virága van, kék színű szirmokkal
119
- jellegzetes illatú. Részleges összefoglaló a gyermekek az óvónő segítségével valósítják meg, a virágról tanultak segítségével.
O4
6. Élőhely - főként erdőkben élnek, de a kertben is megtaláljuk Kora tavasszal nyílnak (tavaszi növények), növekedésükhöz fényre, melegre, vízre és tápanyagokra van szükségük
Eszközök: friss növények (hóvirágok, ibolyák), faliképek
7. A növények szaporodása - a hagymákkal is történik 8. A két növény jelentősége és gondozása
Módszerek: megfigyelés, beszélgetés, problematizálás, bemutatás, magyarázat Eszközök: friss növények (hóvirágok, ibolyák), faliképek
Összefoglalás A gyermekek valósítják meg a bemutató anyag alapján. Gyakorlati jellege van: a gyermekek újra összerakják a két növényt a kapott anyagokból, megindokolva a darabok kiválasztását, elhelyezését és egymásutániságát. A tevékenység értékelése. A gyermekek elültetik a hagymás növényeket az edényekbe és gondozzák őket. O2 Az ismeretek rögzítése és feed-back
Módszerek: megfigyelés, beszélgetés, problematizálás, bemutatás, magyarázat
Frontális értékelés
Módszerek: gyakorlás, magyarázat, beszélgetés Eszközök: puzzle típusú darabok Frontális értékelés
O4 Értékelés A foglalkozás befejezése
Egyéni értékelés
120
4. 7. Válaszok és magyarázatok az önellenőrző tesztekhez 1. számú önellenőrző teszt 1. A módszertan a pedagógiai tudományok rendszerének részét képező tudományág, amelynek tárgya a tanítás, mint oktatási-nevelési folyamat. 2. Lásd a megfelelő oldalakat. 2. számú önellenőrző teszt A kurzus tartalmaz éves tervet példaként. Tanulmányozd a megfelelő oldalakat!
4. 8. Ellenőrző dolgozat 1. Tervezz meg egy tanulási egységet a Környezetismeret / Természettudományok tantárgy keretében (iskolai oktatás), vagy készíts egy féléves és heti tervet (óvodai oktatás)! 4 pont 2. Tervezz meg egy foglalkozást / leckét Környezetismeretből / Természettudományokból! 5pont Hivatalból jár 1 pont. Javaslatok: - válaszd a kedvenc témádat (kisiskolás vagy óvodai oktatás); - a tervezéshez az általad könnyebben megvalósítható modellt válaszd; kövesd a foglalkozás / lecke tervezésének lépéseit.
Értékelési és pontozási szempontok 1. 4p 2. 5p - a műveletesített célok helyes meghatározása - 0,50p; - a tanítási módszerek és a tanulási tevékenységek megfelelő kiválasztása - 1p; - a lecke szerkezete, logikus felépítése - 2,50p; - egyéni megközelítések - 1p. Hivatalból jár egy pont.
121
Részleges könyvészet: 1. Elena, Huţanu; Daniel, Ovidiu Crocnan-Ştiinţe, clasa a III-a, Manualul învăţătorului, Editura Didactică şi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2001 2. Elena, Huţanu; Daniel, Ovidiu Crocnan-Ştiinţe, clasa a IV-a, Manualul învăţătorului, Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2002 3. Elena, Rafailă şi colaboratorii- Modele orientative de lucru cu preşcolarii, Editura All Pedagogic, Bucureşti, 1999, p. 3- 45. 4. Gheorghe, Alexandru; Pavelea, Daniel, Tudor şi colaboratorii- Tehnologia didacticăşi a tipurilor de lecţie în învăţământul preuniversitar, Editura “Gheorghe Alexandru”, Craiova, 2005, p. 14- 42 5. Maria, Comănescu, Androne, Constanţa-Ştiinţe, clasa a II-a, Ghidul învăţătorului, Editura Didacticăşi Pedagogică, R.A., Bucureşti, 1996 6. Ministerul Educaţiei şi Cercetării, Centru Naţional de Formare a Personalului din învăţământul preuniversitar- Ghidul programului de informare/ formare a institutorilor/ învăţătorilorcurriculum pentru clasele I şi a II-a, Bucureşti, 2003, p. 68- 78 7. Ministerul Educaţiei şi Cercetării, Consiliul Naţional pentru Curriculum-Ghid metodologic de aplicare a programei şcolare de Ştiinţe ale naturii la cls. a III- a şi a IV-a, Bucureşti, 2001, p.431
Általános könyvészet:
1. *** Arborele lumii 2. *** MEC- Programul Naţional “Educaţia pentru sănătate în şcoala românească”, Ghid pentru cadre didactice (suport informativ), 2004, p. 63- 89 3. Ariniş Ioana, colaboratorii- Biologie, manual pentru clasa a IX-a, Editura All, Bucureşti, 2000 4. Ariniş Ioana, Cristescu D.- Biologia animalăşi vegetală, ghid metodologic, Editura paralela 45; Piteşti, 2006, p. 10- 29, p. 96- 110 5. Bogheanu Maria Magdalena, Ilarion Niculina- Ştiinţe ale naturii clasa a IV- a experimente, evaluare, autoevaluare, Editura Humanitas Educaţional, 2002 6. Boldor O., Raianu O., Trifu M., Fiziologia plantelor- Lucrări practice, Editura Didactică 7. Copil V. şi colaboratorii, Biologie, Manual pentru clasa a V-a, Editura Sigma, 1997, pag.28- 78 8. Corega C., Haralamb Dorel, Talpalaru Seryl- Fizică, manual pentru clasa a VI- a, Editura Teora, 1998, pag. 22- 46 9. Corega C., Haralamb Dorel, Talpalaru Seryl- Fizică, manual pentru clasa a VIII- a, Editura Teora, 2000, pag. 20- 27, 47- 59 10. Crocnan Daniel Ovidiu, Huţanu Elena- Manualul învăţătorului, clasa a III- a, Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2001, p. 5-14 11. Crocnan Daniel Ovidiu, Huţanu Elena- Manualul învăţătorului, clasa a IV- a, Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2002, p. 4- 10 122
12. Doina – Olga Ş., Elena B., Cristina Ş., Pszihológia, cl. X-a. Editura Abel, 2003. 13. Elena Huţanu, Daniel Ovidiu Crocnan-Ştiinţe, clasa a III-a, Manualul învăţătorului, Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2001 14. Elena Huţanu, Daniel Ovidiu Crocnan-Ştiinţe, clasa a IV-a, Manualul învăţătorului, Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2002 15. Elena Rafailă şi colaboratorii- Modele orientative de lucru cu preşcolarii, Editura All Pedagogic, Bucureşti, 1999, p. 3- 45. 16. Enciclopedia pentru tineri Larousse- Plante şi animale, Editura Rao, 1996, pag. 8- 29, p. 32- 99 17. Fătu Sanda, Stroe Felicia, Stroe Constantin- Chimie, manual pentru clasa a VII- a, Editura Corint, 1999, pag. 3- 25 18. Gheorghe, Alexandru; Pavelea, Daniel, Tudor şi colaboratorii- Tehnologia didacticăşi a tipurilor de lecţie în învăţământul preuniversitar, Editura “Gheorghe Alexandru”, Craiova, 2005, p. 14- 42 19. Gheţe M., Grosu M., Activităţi practice de biologie pentru gimnaziu, Editura Didacticăşi Pedagogică, R.A., Bucureşti, 2002, pag. 12- 32, p. 32- 45 20. Grinţescu I., Botanică, Editura Ştiinţificăşi Enciclopedică, Bucureşti, 1985, p. 32-69 21. Întrebări şi răspunsuri- Naturăşi animale, Enciclopedia Rao, Grupul Editorial Rao, 2005 22. Întrebări şi răspunsuri-Ştiinţa în viaţa cotidiană, Enciclopedia Rao, Grupul Editorial Rao, 2005 23. Janice Van Cleave, Biológia, 101 könnyű és látványos kísérlet a biológia játékos tanulásához, Editura Springer Hungarica, 1995. 24. Maria, Comănescu, Androne, Constanţa-Ştiinţe, clasa a II-a, Ghidul învăţătorului, Editura Didacticăşi Pedagogică, R.A., Bucureşti, 1996 25. Ministerul Educaţiei şi Cercetării, Centru Naţional de Formare a Personalului din învăţământul preuniversitar- Ghidul programului de informare/ formare a institutorilor/ învăţătorilorcurriculum pentru clasele I şi a II-a, Bucureşti, 2003, p. 68- 78 26. Ministerul Educaţiei şi Cercetării, Consiliul Naţional pentru Curriculum-Ghid metodologic de aplicare a programei şcolare de ştiinţe ale naturii la clasele a III- a şi a IV-a, Bucureşti, 2001, p. 4- 31 27. Opriş T., Bios (Cele mai pasionante probleme ale lumii vii), Editura Albatros 28. Opriş Tudor- Aceste uimitoare plante şi animale, Editura Ion Creangă, Bucureşti, 1988 29. PacearcăŞtefan, Constantinescu Rodica, Popescu Maria- Luiza-Ştiinţe, clasa a IV- a, Editura Cartea Universală, 2003 30. Pârâială Viorica, Pârâială Dumitru, Filoti Carmen- Ştiinţe ale naturii, auxiliar pentru elevi, cadre didactice şi părinţi, Editura Euristică, Iaşi, 2002 şi Pedagogică, Bucureşti, 1983, p. 25- 48 31. Ţibea, Florica- Atlas şcolar de biologie (Regnul Plante), Editura Didacticăşi Pedagogică, R.A., Bucureşti, 2004 32. Ţibea, Florica- Atlas şcolar de biologie (Regnul Protista, Regnul Animal), Editura Didacticăşi Pedagogică, R. A., Bucureşti, 2004 33. Ţibea, Florica- Atlas şcolar de biologie- Anatomia omului, Editura Didacticăşi Pedagogică, R.A., Bucureşti, 2004 34. Todor V. şi colaboratorii, Metodica predării biologiei la clasele V- VIII, Editura Didacticăşi Pedagogică, Bucureşti, 1982 35. Turcitu Doina, Pop Viorica- Fizică manual pentru clasa a VIII a, Editura Radical, 2000, pag. 747 36. Vodă Claudiu- Cercetător la …. zece ani, Editura Aramis, Bucureşti, 2001
123
124