P ORÓWNANIE GÊSTOŒCI KOŒCI PTAKA I SSAKA
1. Realizowane treœci podstawy programowej
Przedmiot Realizowana treϾ podstawy programowej
Matematyka Uczeñ:
1.7) stosuje obliczenia na liczbach wymiernych do rozwi¹zywania proble- mów w kontekœcie praktycznym, w tym do zamiany jednostek (jednostki prêdkoœci, gêstoœci itp.)
6.7) wyznacza podan¹ wielkoœæ z podanych wzorów w tym geometrycznych i fizycznych
9.3) przedstawia dane w tabeli, za pomoc¹ diagramu s³upkowego lub ko³owego
9.4) wyznacza œredni¹ arytmetyczna i medianê zestawu danych Fizyka 3.3) pos³uguje siê pojêciem gêstoœci
3.4) stosuje do obliczeñ zwi¹zek miêdzy mas¹, gêstoœci¹ i objêtoœci¹ cia³ sta³ych i cieczy, na podstawie wyników pomiarów wyznacza gêstoœæ cieczy i cia³ sta³ych
Biologia III.10 porównuje cechy morfologiczne, œrodowisko i tryb ¿ycia grup zwierza twym w pkt. 9, w szczególnoœci porównuje grupy krêgowców pod k¹tem pokrycia cia³, narz¹dów wymiany gazowej, ciep³oty cia³a, rozmna¿ania i roz- woju
Informatyka 7.2opisuje korzyœci i niebezpieczeñstwa wynikaj¹ce z rozwoju informatyki i powszechnego dostêpu do informacji
2. Kszta³cone kompetencje
u kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo–techniczne, u kompetencje spo³eczne i obywatelskie,
u inicjatywnoœæ i przedsiêbiorczoœæ .
3. Cele zajêæ blokowych
u obliczanie gêstoœæ koœci ptaka (kurczaka) i ssaka (œwinia), u zapis danych uzyskanych w doœwiadczeniu w postaci tabeli, u uœrednienie otrzymanych wyników,
u wyci¹ganie wniosków z doœwiadczenia,
146
15.
4. Oczekiwane osi¹gniêcia ucznia
Uczeñ:
u oblicza gêstoœæ koœci na podstawie pomiaru objêtoœci i ciê¿aru, u zapisuje wyniki doœwiadczenia,
u weryfikuje hipotezê,
u krytycznie ocenia informacje pochodz¹ce z ró¿nych Ÿróde³ w tym Internetu, u wyci¹ga wnioski z uzyskanych w doœwiadczeniu wyników,
u oblicza œredni¹ arytmetyczn¹ uzyskanych wyników.
5. Wykaz pomocy dydaktycznych
Lp. Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia eksperymentu Iloœæ sztuk/parê
1 waga laboratoryjna lub kuchenna 1
2 cylinder miarowy o obj. ok. 500 cm3 1
3 rêkawiczki gumowe/lateksowe 3 pary (w tym zapasowe)
4 po³amane koœci z kurczaka 10
5 drobne koœci wieprzowe rozciête 10
6 no¿yczki do preparowania/ ew. paznokci 1
7 rêczniki papierowe 10
8 plastikowe talerzyki jednorazowe 2
Inne materia³y przygotowane przez nauczyciela 1 woda
6. Proponowany przebieg zajêæ z rozliczeniem czasowym
Lp. Opis kolejnych dzia³añ
Uwagi do realizacji dla nauczyciela (rysunki, schematy,
fotografie, linki do WWW itp.)
Czas trwania
w min 1 Zapoznanie z problemem: porównanie gêstoœci
koœci ptaków i ssaków, przypomnienie wiadomoœci o budowie koœci (krótko!),
rozdanie kart pracy, odbiór materia³ów do pracy.
Upewniæ siê, czy uczniowie rozumiej¹ problem, wyt³umaczyæ s³owo „weryfikacja”.
10
147
2 Dokonanie pomiarów masy i objêtoœci koœci z kur- czaka i wieprzowych.
Koœci powinny byæ sparzone.
Praca tylko w rêkawiczkach, zwróciæ uwagê, ¿e nie mo¿na poprawiaæ w³osów, drapaæ siê…
Nale¿y zachowaæ ostro¿noœæ w pracy z no¿yczkami.
30
3 Porz¹dkowanie stanowisk. Dok³adne mycie stolików z u¿yciem p³ynu do mycia naczyñ.
10
4 Obliczenie gêstoœci wszystkich koœci. 10
5 Obliczenie œredniej gêstoœci koœci dla ptaka i ssaka, przeliczenie jednostki.
Nauczyciel powinien zwróciæ uwagê na gêstoœæ koœci u cz³owieka.
10
6 Opracowanie wniosków. 15
7 Wype³nienie ankiet. 5
Ca³kowity czas trwania jednostki 90
7. Obudowa do zajêæ blokowych
Informacje, które otrzymuj¹ uczniowie w kartach pracy:
Informacja 1:
„Koœci ptaków zadziwiaj¹ swoj¹ lekkoœci¹. Wiele z nich to koœci pneumatyczne o porowatej strukturze, maj¹ce po³¹czenie z uk³adem oddechowym.”
http://www.sciaga.pl/tekst/2478–3–charakterystyka_ptakow
„Koœci pneumatyczne maj¹ w œrodku puste przestrzenie. Dziêki temu szkielet ptaka jest lekki”.
Jefimow M., Sêkstas M.: Puls ¿ycia. podrêcznik do biologii dla gimnazjum. Nowa Era, 2009
Informacja 2:
„Koœci ptaka s¹ puste w œrodku, co czyni je mniej gêstymi, ni¿ koœci innych krêgowców i umo¿liwia lot.”
http://go.hrw.com/resources/go_sc/mb/HX1PE802.PDF
Informacja 3:
„Koœci ptaka s¹ mniejsze i l¿ejsze, dlatego ³atwiej mog¹ lataæ. Jeœli ssak próbowa³by lataæ przy pomocy swoich grubych koœci, mog³oby to zakoñczyæ siê roztrzaskaniem zwierzêcia”
http://wiki.answers.com/Q/What_is_the_bone_density_of_of_a_bird
148
Informacja 4:
„Szkielet ptaka i nietoperza wydaje siê byæ l¿ejszy, bo jest delikatniejszy; w rzeczywistoœci szkielet ptaka œpiewaj¹cego wa¿y tyle samo, co szkielet tej gryzonia o tej samej masie. Koœci ptaka maj¹ wiêksz¹ gêstoœæ ni¿ koœci ssaka, dlatego te¿ s¹ ciê¿kie, nawet jeœli s¹ cienkie i czasami nawet puste w œrodku.”
http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100322112103.htm
Gêstoœæ to stosunek masy cia³a do zajmowanej przez nie objêtoœci w okreœlonej temperaturze.
Jednostki gêstoœci: kilogram na metr szeœcienny – kg/m3(w SI), kg/l, g/cm3
Obliczenie œredniej wartoœæ gêstoœci koœci ptaka i ssaka: dodaæ wszystkie wartoœci gêstoœci koœci ptaka/ssaka i podzieliæ przez iloœæ pomiarów.
Dane dot . gêstoœci koœci:
Istota zbita koœci ~1.8 g/cm3– kurczak; 1.5–2 g/cm3– cz³owiek, Istota g¹bczasta – 0.3 g/cm3– kurczak; 0.2–0.6 g/cm3– cz³owiek
http://www.biomedcentral.com/content/pdf/1475–925x–5–45.pdf
8. Uwagi
Problemy, które mog¹ wynikn¹æ na zajêciach:
u œrednie gêstoœci koœci nie ró¿ni¹ siê znacznie od siebie ® niedok³adnoœæ pomiaru, niekoniecznie wynikaj¹ca z zaniedbania, a np. przyczyn technicznych: niedok³adna waga, trudne dla uczniów do odczytania wartoœci na cylindrze…;
u wiêksza gêstoœæ koœci ssaka ni¿ ptaka® por. wy¿ej, powietrze z koœci ptaka nie znalaz³o ujœcia, st¹d zani¿ony wynik;
u du¿a rozbie¿noœæ gêstoœci podczas pomiarów jednej i drugiej grupy koœci® sprawdziæ oczyszczenie koœci z tkanek miêkkich, sprawdziæ dzia³anie wagi.
Zwróciæ uwagê na:
Wnioski ® nie krytykowaæ, nie odrzucaæ wniosków uczniów, a zachêciæ do wnikliwej analizy, zadawaæ pytania, podpowiadaæ: Pomyœl, do czego to siê ptakom „przydaje”? Jaki musi byæ szkielet, aby utrzymaæ miêœnie poruszaj¹ce skrzyd³ami? Uzasadnij swoje zdanie…
(chêæ i umiejêtnoœæ wnioskowania wydaje siê byæ wa¿niejsza od samych wniosków, zw³asz- cza , ¿e w fachowej literaturze i podrêcznikach spotyka siê ró¿ne informacje).
149
9. Literatura uzupe³niaj¹ca
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/03/13/rspb.2010.0117.full.pdf – po angielsku – badania nad gêstoœci¹ koœci u ptaków (najwy¿sza œrednia gêstoœæ), nieto- perzy i gryzoni. Marzec 2010
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20236981 – abstrakt pracy nad gêstoœci¹ koœci pta- ków: Dumont ER. Bone density and the lightweight skeletons of birds.
http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100322112103.htm – po angielsku – szkielet ptaka wydaje siê byæ l¿ejszy, bo jest delikatniejszy, w rzeczywistoœci szkielet ptaka œpie- waj¹cego wa¿y tyle samo, co szkielet tej samej wielkoœci gryzonia. Koœci ptaka maj¹ wiêksz¹ gêstoœæ.
http://dmfr.birjournals.org/cgi/content/abstract/31/5/313 – dane dot. gêstoœci koœci
150
10. Karta pracy ucznia
KARTA PRACY dla 2 uczniów: ………
(imiona i nazwiska uczniów)
Porównanie gêstoœci koœci ptaka i ssaka
W Internecie i podrêcznikach dostêpne s¹ nastêpuj¹ce informacje:
Informacja 1:
„Koœci ptaków zadziwiaj¹ swoj¹ lekkoœci¹. Wiele z nich to koœci pneumatyczne o porowatej strukturze, maj¹ce po³¹czenie z uk³adem oddechowym.”
http://www.sciaga.pl/tekst/2478–3–charakterystyka_ptakow
„Koœci pneumatyczne maj¹ w œrodku puste przestrzenie. Dziêki temu szkielet ptaka jest lekki”
Jefimow M., Sêkstas M.: Puls ¿ycia. podrêcznik do biologii dla gimnazjum. Nowa Era, 2009
Informacja 2:
„Koœci ptaka s¹ puste w œrodku, co czyni je mniej gêstymi, ni¿ koœci innych krêgowców i umo¿liwia lot.”
http://go.hrw.com/resources/go_sc/mb/HX1PE802.PDF
Informacja 3:
„Koœci ptaka s¹ mniejsze i l¿ejsze, dlatego ³atwiej mog¹ lataæ. Jeœli ssak próbowa³by lataæ przy pomocy swoich grubych koœci, mog³oby to zakoñczyæ siê roztrzaskaniem zwierzêcia”
http://wiki.answers.com/Q/What_is_the_bone_density_of_of_a_bird
Informacja 4:
„Szkielet ptaka i nietoperza wydaje siê byæ l¿ejszy, bo jest delikatniejszy; w rzeczywistoœci szkielet ptaka œpiewaj¹cego wa¿y tyle samo, co szkielet tej gryzonia o tej samej masie. Koœci ptaka maj¹ wiêksz¹ gêstoœæ ni¿ koœci ssaka, dlatego te¿ s¹ ciê¿kie, nawet jeœli s¹ cienkie i czasami nawet puste w œrodku.”
http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100322112103.htm
Zweryfikuj te informacje obliczaj¹c gêstoœci koœci ptaka (kurczak) i ssaka (œwinia)
Gêstoœæ to stosunek masy cia³a do zajmowanej przez nie objêtoœci w okreœlonej temperaturze.
Jednostki gêstoœci: kilogram na metr szeœcienny – kg/m3(w SI), kg/l, g/cm3
Która informacja wydaje ci siê s³uszna?
Przypuszczam, ¿e s³uszna jest informacja ………, gdy¿ ……… 151
Instrukcja:
1. Za³ó¿ rêkawiczki (drób mo¿e byæ nosicielem bakterii salmonelli).
2. Przygotuj koœci z kurczaka i wieprzowe do wykonania pomiarów: za pomoc¹ no¿yczek do preparowania, oczyœæ koœæ z resztek miêsa, zwróæ uwagê, czy wszystkie koœci s¹ rozciête/rozbite.
3. Przygotuj wagê i cylinder miarowy – nape³nij go wod¹.
4. Zwa¿ koœæ (wynik zapisz w tabeli).
5. Zanotuj objêtoœæ wody w cylindrze miarowym – A, zanurz koœæ w wodzie, odczytaj objêtoœæ – B, oblicz objêtoœæ koœci (B–A), zanotuj wynik.
6. Czynnoœci pkt. 4–5 powtarzaj ze wszystkimi koœæmi. Notuj wyniki!
7. Posprz¹taj stanowisko pracy zgodnie ze wskazówkami nauczyciela.
8. Umyj dok³adnie rêce ciep³¹ wod¹ z myd³em!
9. Oblicz gêstoœci wszystkich koœci ptaka i ssaka.
10. Oblicz œredni¹ wartoœæ gêstoœci koœci ptaka i œredni¹ wartoœæ gêstoœci ssaka: dodaj wszystkie wartoœci gêstoœci koœci ptaka i podziel przez iloœæ pomiarów. Powtórz obliczenia dla ssaka.
11. Wyniki podaj w jednostce uk³adu SI.
Dokonuj¹c pomiarów uzupe³nij tabelê wyników, oblicz gêstoœci:
Lp.
kolejnego pomiaru
Masa koœci ptaka
Objêtoœæ koœci ptaka
Gêstoœæ koœci ptaka
Masa koœci wieprzowej
Objêtoœæ koœci wieprzowej
Gêstoœæ koœci wieprzowej
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
152
ŒREDNIA GÊSTOŒÆ KOŒCI PTAKA = dla porównania: gêstoœæ koœci cz³owieka wynosi 1.85 (g/cm3)
ŒREDNIA GÊSTOŒÆ KOŒCI SSAKA =
Pytania:
1. Koœci jakiego zwierzêcia maj¹ wiêksz¹ gêstoœæ?
2. Która informacja wydaje ci siê s³uszna po przeprowadzeniu badañ?
3. Dlaczego trzeba dokonaæ tylu pomiarów?
Na podstawie w³asnych pomiarów i obliczeñ zaproponuj wpis o gêstoœci koœci ptaka i ssaka np. do Wikipedii :
Oszacowanie kosztów materia³ów:
Lp. Pomoc dydaktyczna do przeprowadzenia
eksperymentu IloϾ sztuk Cena
jednostkowa Cena ³¹czna
1 koœci kurczaka 10 2,5 25
2 koœci wieprzowe 10 5 50
3 cylinder miarowy 1 35 35
4 rêkawiczki 3 pary 0,20 0,6
5 talerzyki jednorazowe 2 0,3 0,6
6 no¿yczki 1 8 8
7 rêczniki papierowe 10 2 20
8 waga 1 35 35
Suma kosztów: 174,2
153
Oszacowanie kosztów pracy:
Lp. Zadanie
Czas wykonania
(h)
Liczba osób
£¹cznie osobogodzin
pracy
Cena osobogodziny
pracy (z³)
Koszt
1 wykonanie pomiarów 0,5 2 1 15 15
2 wykonanie obliczeñ 0,33 2 0,66 15 9,9
3 wyci¹gniêcie wniosków 3,33 2 6,66 15 99,9
Suma: 124,8
Zaproponuj w jaki sposób mo¿na zmniejszyæ koszty eksperymentu:
154
11. Ankieta ewaluacyjna zajêæ
Lp. Pytanie do ucznia Tak Raczej tak Trudno
powiedzieæ Nie Zdecydo- wanie nie 1 Czy umiesz zmierzyæ objêtoœæ przed-
miotu o nieregularnym kszta³cie?
2 Czy umia³byœ obliczyæ gêstoœæ po- midorów lub drewna?
3 Czy deska o objêtoœci 20 cm3mo¿e wa¿yæ tyle samo, co kulka ¿elaza o tej samej objêtoœci?
4 Co by³o wg ciebie najciekawsz¹ czêœci¹ zajêæ?
12. Karta samooceny ucznia
Jak oceniasz swój udzia³ w pracach? A jak pracowa³ partner? Zaznacz najbardziej pasuj¹c¹ odpowiedŸ:
a) Ja i mój kolega/kole¿anka wnieœliœmy po 50% wk³adu pracy, b) Ja – 70%, kolega/kole¿anka – 30%,
c) Ja – 40%, kolega/kole¿anka – 60 %,
d) Ja wykona³em prawie ca³oœæ, kolega/ kole¿anka niewiele mi pomaga³a.
155
