PUBLIKACJA IVLO

Transcription

PUBLIKACJA IVLO

Publikacja podsumowująca realizację projektu
„Holistyczne podejście do nauczania przedmiotów
eksperymentalnych poprzez CLIL
z praktycznym zastosowaniem matematyki oraz ICT”
Egzemplarz bezpłatny
Projekt realizowany w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki, Priorytet IX: Rozwój wykształcenia i kompetencji
w regionach, Działanie 9.1: Wyrównanie szans edukacyjnych i zapewnienie wysokiej jakości usług edukacyjnych świadczonych
w systemie oświaty, Poddziałanie 9.1.2: Wyrównanie szans edukacyjnych uczniów z grup o utrudnionym dostępie do edukacji
oraz zmniejszenie różnic w jakości usług edukacyjnych
Łódź 2015
Realizator projektu:
IV Liceum Ogólnokształcące
im. Emilii Sczanieckiej
ul. Pomorska 16
91-416 Łódź
Zespół autorski:
Małgorzata Kudra
Magdalena Pawlikowska
Agnieszka Banaśkiewicz
Małgorzata Wojciechowska
Ewa Grudzień
Robert Zdanowicz
Agnieszka Bojków
Dorota Bonkowska
Krzysztof Klimaszewski
Redakcja i korekta tekstu polskiego, opracowanie graficzne, skład, łamanie, druk:
Meridian Group
Agata Giermakowska-Węgiełek
banery-druk.net
Nakład: 180 egz.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Publikacja finansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
i rozprowadzana bezpłatnie
SPIS TREŚCI
1. WSTĘP 4
2. UZASADNIENIE POTRZEBY REALIZACJI PROJEKTU 4
3. METRYKA PROJEKTU 5
4. CELE PROJEKTU 5
5. GRUPY DOCELOWE PROJEKTU 6
6. WSKAŹNIKI POMIARU CELÓW 6
7. REZULTATY I PRODUKTY PROJEKTU 7
REZULTATY TWARDE 7
PRODUKTY 7
8. IDEA NAUCZANIA HOLISTYCZNEGO POPRZEZ CLIL 8
CLIL 8
9. KOMPONENT PONADNARODOWY 9
PRZEDMIOTY PRZYRODNICZE 9
MATEMATYKA 27
10. OPIS ZAJĘĆ 29
MATEMATYKA 29
ICT 46
BIOLOGIA 47
FIZYKA 53
CHEMIA 62
JĘZYK ANGIELSKI 64
11. GALERIA ZDJĘĆ 76
WIZYTY STUDYJNE – BADANIE W TERENIE 76
KONFERENCJA 79
12. ŹRÓDŁA MATERIAŁÓW DO ZAJĘĆ CLIL 80
13. BIBLIOGRAFIA 80
3
1. WSTĘP
Przekazujemy w Państwa ręce publikację prezentującą projekt z komponentem ponadnarodowym realizowany
w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki 2007–2013 przez IV Liceum Ogólnokształcące im. Emilii Sczanieckiej,
z siedzibą w Łodzi, ul. Pomorska 16.
Publikacja ta jest owocem współpracy kadry pedagogicznej IV Liceum oraz Partnera projektu – szkoły Söderportgymnasiet
w Kristianstad w Szwecji.
2. UZASADNIENIE POTRZEBY
REALIZACJI PROJEKTU
Autorki: Małgorzata Kudra, Magdalena Pawlikowska
Projekt powstał w odpowiedzi na następujące problemy:
1. obniżający się poziom umiejętności stosowania wiedzy z zakresu przedmiotów przyrodniczych i matematyki
w praktyce;
2. zmniejszenie godzin na realizację przedmiotów biologia, chemia, fizyka (z 9h w cyklu 3-letnim do 4h w cyklu
nauczania dla uczniów niewybierających rozszerzenia z tych przedmiotów w klasie drugiej) i połączanie ich
razem z geografią w jeden uzupełniający przedmiot interdyscyplinarny pod nazwą „przyroda”;
3. wyraźne dysproporcje edukacyjne w poziomie wiedzy matematyczno-przyrodniczej oraz w umiejętnościach
językowych w języku angielskim pomiędzy uczniami klas pierwszych dwujęzycznych a pozostałymi.
Sprawdziany diagnostyczne przeprowadzane w latach 2010–2012 na początku nauki w klasach pierwszych potwierdzały
niskie wyniki uzyskane przez uczniów na egzaminie gimnazjalnym w tym czasie. Analiza danych własnych uzyskanych na
podstawie przeprowadzonych testów z matematyki wśród uczniów klas pierwszych wykazała następujące średnie wyników:
Tab.1: Porównanie średnich wyników uczniów
Test z matematyki w klasach pierwszych
Egzamin gimnazjalny część matematyczno-przyrodnicza
(dane CKE)
* zmiana formuły egzaminu
2010
2011
62%
56%
48%
47%
2012
58%
47%*
Praca z uczniami klas pierwszych pozwoliła wyodrębnić następujące słabe strony uczniów:
██ małą umiejętność wykorzystywania posiadanej wiedzy do rozwiązywania problemów, szczególnie w sytuacjach
nietypowych;
██ niską sprawność rachunkową, brak krytycznej oceny otrzymanego wyniku,
██ błędne posługiwanie się językiem symboli i wyrażeń algebraicznych podczas opisywania związków między
różnymi wielkościami;
██ nieprawidłowe wykonywanie działań na potęgach.
Zjawisko to rzutowało negatywnie na efekty pracy w klasach pierwszych liceum, a pośrednio na realizację całego
programu szkoły ponadgimnazjalnej. Co więcej, przekładało się ono bezpośrednio na szanse kontynuacji nauki w programie
Matury Międzynarodowej przez uczniów kończących pierwszą klasę.
Nasze wieloletnie doświadczenia pokazywały, że w praktyce największe szanse spełnienia kryteriów przyjęcia do
programu Matury Międzynarodowej mają uczniowie klas pre-IB i dwujęzycznych, którzy od początku wykazują się lepszymi
wynikami z kluczowych dla programu przedmiotów:
Tab. 1: Porównianie średnich ocen końcoworocznych w klasach dwujęzycznych/pre-ib
i pozostałych klasach pierwszych
Przedmiot
Język angielski
Matematyka
Biologia
Fizyka
Chemia
4
Średnia końcoworoczna
Klasa pre-IB / dwujęzyczna
Klasy o innych profilach
3,98
2,97 – 3,12
3,40
2,38 – 2,78
3,55
2,53 – 3,48
3,48
2,43 – 3,25
3,92
3,00 – 3,41
Program Matury Międzynarodowej oferowany przez IV LO prowadzony jest w języku angielskim, który jest głównym
kryterium w procesie rekrutacji do klasy IBDP. Niewystarczająca znajomość tego języka zamykała drogę do programu
MM większości zainteresowanych uczniów z klas niedwujęzycznych. Dlatego też jednym z naszych celów na etapie
konstruowania projektu było stworzenie możliwości dostania się do programu większej liczbie uczniów spoza klas
dwujęzycznych. Dodatkowe zajęcia pozalekcyjne z języka angielskiego, przedmiotów przyrodniczych i matematyki
w systemie CLIL (zintegrowanego nauczania przedmiotowo-językowego) stwarzały możliwość poszerzenia wiedzy
i podnoszenia kompetencji językowych u uczniów, którzy nie mieliby szans dostania się do programu.
Pomimo faktu, że klasa pre-IB spełnia rolę klasy przygotowującej uczniów do nauki w programie Matury
Międzynarodowej, polskie wymagania programowe kolidują z potrzebami uczniów chcących podjąć naukę w programie
międzynarodowym. Konieczność zrealizowania polskiej podstawy programowej sprawia, że nie ma czasu na zajęcia, które
ułatwiłyby uczniom odnalezienie się w realiach programu Matury Międzynarodowej, takich jak ćwiczenia laboratoryjne,
lekcje statystyki opisowej, czy też realizowanie przedmiotów przyrodniczych w systemie dwujęzycznym. Co więcej, obecne
ograniczenia godzin na przedmiotach przyrodniczych w polskiej podstawie programowej powodują, że uczniowie nie mają
szans na solidne opanowanie podstaw merytorycznych z tych przedmiotów.
Zajęcia projektowe były także skierowane do uczniów klas drugich, którzy jako przedmiot uzupełniający wybrali
przyrodę. Wprowadzenie przedmiotu „przyroda” do programu polskiego to zwrot w stronę nauczania holistycznego. Te
same wątki tematyczne są realizowane w zakresie biologii, fizyki, chemii i geografii. Uświadamia to uczniom możliwość
łącznia różnych dziedzin nauki w spójne opracowanie jednego zagadnienia. Zajęcia projektowe oferowane uczniom klas
drugich miały za zadanie rozwinąć ich umiejętności w zakresie realizacji interdyscyplinarnych zagadnień i projektów.
Ponadto prowadzenie zajęć projektowych w języku angielskim stworzyło szansę kontynuowania nauczania dwujęzycznego
dla uczniów, którzy w klasie pierwszej realizowali biologię, geografię, fizykę lub chemię w języku angielskim.
W świetle powyższych danych i obserwacji zorganizowanie dodatkowych zajęć wyrównujących wiedzę oraz
pogłębiających umiejętności matematyczne uczniów było głęboko uzasadnione i konieczne.
Ważnym elementem projektu był komponent ponadnarodowy, który zakładał wspólną realizację interdyscyplinarnych
badań w terenie przez IV Liceum Ogólnokształcącego ze szkołą Söderportgymnasiet w Szwecji.
W chwili obecnej, z perspektywy półtorarocznej realizacji projektu, podsumowując rezultaty oraz produkty jakie zostały
wytworzone w trakcie realizacji, wiemy z całą pewnością, że wdrożenie projektu było niezwykle cennym przedsięwzięciem
dla całej społeczności szkoły.
3. METRYKA PROJEKTU
Okres realizacji projektu
Nazwa Programu Operacyjnego w Polsce
Numer i Nazwa Priorytetu
Numer i Nazwa Działania
7 stycznia 2014 r. – 30 czerwca 2015 r.
Kapitał Ludzki
IX Rozwój wykształcenia i kompetencji w regionach
9.1 Wyrównanie szans edukacyjnych i zapewnienie wysokiej jakości usług edukacyjnych świadczonych
w systemie oświaty
Numer i Nazwa Poddziałania
9.1.2 Wyrównanie szans edukacyjnych uczniów z grup o utrudnionym dostępie do edukacji oraz
zmniejszenie różnic w jakości usług edukacyjnych
Numer wniosku o Dofinansowanie
WND-POKL.09.01.02-10-025/13
Liczba uczestników
Uczniowie: 100 (k.70, m. 30), nauczyciele: 11 (k.9, m.2)
Wartość projektu:
1 038 866,21 PLN
Wkład własny Beneficjenta
155 829,93 zł (15% wartości projektu)
Komponent ponadnarodowy projektu:
Współpraca pomiędzy IV Liceum Ogólnokształcącym w Łodzi i Söderportgymnasiet w Kristianstad,
Szwecja
Wartość komponentu ponadnarodowego 162 950,00 zł (15,69% wartości projektu)
4. CELE PROJEKTU
Cel główny projektu: Podniesienie umiejętności praktycznego stosowania wiedzy matematycznej i informatycznej
w naukach przyrodniczych u 100 uczniów (k.70, m.30) poprzez wskazanie uczniom współzależności miedzy tymi
przedmiotami przy zastosowaniu systemu nauczania dwujęzycznego CLIL (zintegrowane kształcenie przedmiotowojęzykowe) od I.2014 do VI.2015
Cele szczegółowe projektu:
1. zmniejszenie dysproporcji edukacyjnych w zakresie przedmiotów przyrodniczych, matematyki i języka
angielskiego u 50 uczniów klas pierwszych (k.35, m.15) planujących kontynuację nauki w programie Matury
Międzynarodowej w okresie od stycznia 2014r. do czerwca 2014 r.;
5
2. podniesienie umiejętności matematycznego myślenia, kompetencji naukowo-technicznych, stosowania narzędzi
ICT oraz zapoznanie uczniów z metodologią pracy naukowej poprzez udział w zajęciach pozalekcyjnych oraz
w pracach badawczych w okresie od stycznia 2014 r. do czerwca 2015 r.;
3. podniesienie umiejętności niezbędnych do samodzielnego przeprowadzenia badania naukowego
u 100 uczniów (k.70, m.30) w okresie od lutego 2014 r. do czerwca 2015 r. poprzez wykonywanie projektów
interdyscyplinarnych we współpracy ponadnarodowej;
4. podniesienie umiejętności kolaboratywnego planowania i współpracy w zespole międzynarodowym
u 100 uczniów (k.70, m.30) poprzez współtworzenie platformy e-learningowej oraz pracę w zespołach
międzynarodowych;
5. podniesienie kompetencji językowych w języku angielskim, w tym znajomości terminologii z zakresu nauk
przyrodniczych i matematycznych u 100 uczniów (k.70, m.30) od stycznia 2014 r. do czerwca 2015 r. poprzez
dodatkowe zajęcia z języka angielskiego w systemie CLIL oraz dwujęzyczne zajęcia bio-fiz-chem, matematykę
oraz realizowanie dwujęzycznych prac badawczych we współpracy z uczniami szwedzkimi.
5. GRUPY DOCELOWE PROJEKTU
Projekt był skierowany do uczniów klas pierwszych i drugich IV Liceum Ogólnokształcącego w Łodzi – ok. 100 uczniów
(k.70,m.30, 16-17 lat), zamieszkałych w województwie łódzkim. Planowana liczba 100 uczestników została oszacowana
na podstawie zainteresowania wyrażonego w ankiecie potrzeb przeprowadzonej w kwietniu 2013 r. Podział na liczbę
kobiet i mężczyzn był podyktowany strukturą populacji szkoły – 70% to dziewczęta. Wybór grupy docelowej wynikał ze
zdiagnozowanych problemów.
Drugą grupę docelową stanowili nauczyciele matematyki, biologii, chemii, fizyki, informatyki i języka angielskiego –
11 osób (k.7, m.4), którzy w trakcie projektu mieli za zadanie między innymi wdrożyć model nauczania dwujęzycznego
integrującego przedmiotu przyrodnicze i matematykę przy wsparciu narzędzi ICT.
6. WSKAŹNIKI POMIARU CELÓW
Wartość
docelowa
wskaźnika
Zmniejszenie dysproporcji edukacyjnej Liczba uczniów klas pierwszych, którzy kontynuują naukę
20
w zakresie przedmiotów przyrodniczych, w programie Matury Międzynarodowej
matematyki i angielskiego u 50 uczniów klas
Liczba uczniów, którym udzielono wsparcia w ramach projektu
50
pierwszych planujących kontynuację nauki
w terminie do 1 czerwca 2014
w programie Matury Międzynarodowej (od
1.2014 do VI.2014)
Liczba uczniów, których końcowa ocena z co najmniej dwóch
25
przedmiotów podniosła się o min, o 1 (f 75%)
Cel szczegółowy projektu
Podniesienie umiejętności matematycznego
myś l e n i a , ko m p e te n c j i n a u ko wo technicznych, stosowania narzędzi ICT
oraz zapoznanie uczniów z metodologią
pracy naukowej poprzez udział w zajęciach
pozalekcyjnych oraz w pracach badawczych
w okresie od stycznia 2014 r. do czerwca
2015 r;
Wskaźnik pomiaru celu
Liczba uczniów objętych wsparciem do 30 czerwca 2015 r.
Liczba uczniów systematycznie uczestniczących w zajęciach
(frekwencja co najmniej 75%), których ocena końcowa
z matematyki wzrosła o 1.
Liczba uczniów, którzy co najmniej raz w semestrze zamieszczą
na platformie rezultaty realizowanych na bieżąco zagadnień
Liczba uczniów korzystających z platformy internetowej
Liczba uczniów, którzy pozytywnie zaliczyli zadania wykonane
za pomocą poznanych programów komputerowych
Liczba uczniów, którzy pozytywnie zaliczają prace badawcze
Liczba uczniów, którzy wzięli udział w wymianie z partnerem
zagranicznym
Liczba wykonanych prac badawczych wraz z partnerem
Podniesienie umiejętności niezbędnych do
samodzielnego przeprowadzenia badania
naukowego u 100 uczniów (k.70, m.30)
w okresie od lutego 2014 r. do czerwca
2015 r. poprzez wykonywanie projektów
interdyscyplinarnych we współpracy
ponadnarodowej
Podniesienie umiejętności korelatywnego Liczba uczniów aktywnie współpracujących podgrupach
planowania i współpracy w zespole międzynarodowych
międzynarodowym u 100 uczniów (k.70,
m.30) poprzez współtworzenie platformy
e-learningowej oraz pracę w zespołach
międzynarodowych
6
Wartość
osiągnięta
Stopień
realizacji
50
100%
20
25
100%
100%
100
60
207
60
35
61
174%
90
10
100%
100%
100
85
114
135
6
6
90
10
100
100
207%
100%
114%
158%
100%
100%
Cel szczegółowy projektu
Podniesienie kompetencji językowych w języku angielskim, w tym znajomości terminologii z zakresu nauk przyrodniczych i matematycznych u 100 uczniów (k.70, m.30) od
stycznia 2014 r. do czerwca 2015 r. poprzez
dodatkowe zajęcia z języka angielskiego w systemie CLIL oraz dwujęzyczne zajęcia bio-fiz-chem, matematykę oraz realizowanie dwujęzycznych prac badawczych we współpracy
z uczniami szwedzkimi
Wartość
docelowa
wskaźnika
Liczba uczniów, u których wzrosły kompetencje językowe w za60
kresie języka angielskiego o 20%
Liczba uczniów systematycznie uczestniczących w zajęciach
60
(frekwencja co najmniej 75%), których ocena końcowa z jęz.
angielskiego podniosła się o min. 1
Wskaźnik pomiaru celu
Wartość
osiągnięta
Stopień
realizacji
60
100%
60
100%
7. REZULTATY I PRODUKTY PROJEKTU
REZULTATY TWARDE
██
██
██
██
██
██
██
50 uczniów klas pierwszych otrzymało wsparcie w postaci dodatkowych zajęć pozalekcyjnych w ramach projektu
od stycznia 2014 r. do czerwca 2014 r.
207 uczniów otrzymało wsparcie w postaci dodatkowych zajęć pozalekcyjnych w ramach projektu do 30 czerwca
2015 r.
20 uczniów klas pierwszych, którzy otrzymali wsparcie w ramach projektu do czerwca 2014 r., kontynuowało
naukę w programie Matury Międzynarodowej
100% uczniów klas pierwszych uczestniczących w zajęciach pozalekcyjnych w ramach projektu podniosło ocenę
końcową z co najmniej dwóch przedmiotów o jeden stopień
Wzrosły kompetencje ICT u nauczycieli i uczniów (certyfikaty, zaliczone prace wykonane z wykorzystaniem
narzędzi ICT)
Nawiązano współpracę ze szkołą partnerską Söderportgymnasiet w Kristianstad, Szwecja
Wdrożono model nauczania interdyscyplinarnego przedmiotów przyrodniczych w systemie Zintegrowanego
Nauczania Przedmiotowo-Językowego (CLIL – Content and Language Integrated Learning)
PRODUKTY
LP
Nazwa produktu
Wartość
docelowa
Wartość
osiągnięta
Stopień
realizacji
ZADANIE 1 – Przeprowadzenie pozalekcyjnych zajęć z przedmiotów eksperymentalnych, j. angielskiego i ICT
1. Liczba uczniów, którzy otrzymali wsparcie w ramach projektu do 30 czerwca 2015 r.
100
207
207 %
2. Liczba godzin zajęć pozalekcyjnych ogółem przeprowadzonych od stycznia 2014 r. do 30 czerwca 2015 r.
3060
3060
100%
3. Liczba godzin zajęć pozalekcyjnych z matematyki przeprowadzonych od stycznia 2014 r. do 30 czerwca
840
840
100%
2015 r.
4. Liczba godzin zajęć pozalekcyjnych z chemii przeprowadzonych od stycznia 2014 r. do 30 czerwca 2015 r.
340
340
100%
5. Liczba godzin zajęć pozalekcyjnych z biologii przeprowadzonych od stycznia 2014 r. do 30 czerwca 2015 r.
340
340
100%
6. Liczba godzin zajęć pozalekcyjnych z fizyki przeprowadzonych od stycznia 2014 r. do 30 czerwca 2015 r.
340
340
100%
7. Liczba godzin zajęć pozalekcyjnych z języka angielskiego przeprowadzonych od stycznia 2014 r. do
600
600
100%
30 czerwca 2015 r.
8. Liczba godzin zajęć pozalekcyjnych z informatyki przeprowadzonych od stycznia 2014 r. do 30 czerwca
600
600
100%
2015 r.
9. Liczba autorskich materiałów dydaktycznych nauczycieli na platformie
Nie dotyczy
84
Nie dotyczy
10. Liczba instrukcji prac badawczych
Nie dotyczy
64
Nie dotyczy
11. Wyposażenie bazy dydaktycznej szkoły:
– sprzęt multimedialny i ICT: 4 tablice interaktywne + rzutniki, 6 laptopów z oprogramowaniem, oprogramowanie antywirusowe, głośniki,
pięć odtwarzaczy CD/ USB, urządzenie wielofunkcyjne, pendrive’y, aparat fotograficzny do rejestrowania przebiegu doświadczeń;
– sprzęt laboratoryjny: czujniki ciśnienia gazu, szkolny rejestrator pracy serca, zestaw do spektrofotometrii, czujnik pola magnetycznego, trzy
obwody szeregowe, liczniki Geigera, prądomierz szkolny, zestaw do fotobramki, różnicowa sonda pomiaru, analogowy miernik demonstracyjny,
demonstrator linii pola magnetycznego, igły magnetyczne na podstawie, lampy spektralne rurkowe, przyrząd do badania ruchu jednostajnego
i zmiennego, przyrząd do demonstracji pola magnetycznego, pojemniki do pomiaru ciśnienia gaz (2000 biochamber i 250 biochamber), pHmetry,
uniwersalny interfejs LabQuest, odczynniki chemiczne, szkło laboratoryjne;
– sprzęt hydrobiologiczny do badania jakości wody;
– anglojęzyczne podręczniki do biologii, chemii, fizyki i matematyki, podręczniki do języka angielskiego;
– oprogramowanie tablic interaktywnych z biologii i języka angielskiego;
– oprogramowanie Statistica, Mathematica Standard, Graphical Analysis;
– dodatkowe łącze internetowe, punkty dostępu, router, platforma hostingowa.
7
LP
Nazwa produktu
Wartość
docelowa
Wartość
osiągnięta
Zadanie 2 – Stworzenie i obsługa platformy e-learningowej oraz strony internetowej projektu
12. Platforma e-learningowa http://kursy.eprojekt.edu.pl/
1
1
13. Strona projektu http://eprojekt.edu.pl/
1
1
Zadanie 3 – Doskonalenie nauczycieli z obsługi narzędzi ICT
14. Liczba szkoleń online z obsługi platformy e-learningowej
1
1
15. Liczba nauczycieli objętych szkoleniem z obsługi platformy e-learningowej
11
14
16. Liczba nauczycieli objętych szkoleniem na kursach zewnętrznych z obsługi programów komputerowych
2
2
Statistica i Mathematica
Zadanie 4 – Zapoznanie uczniów z programami komputerowymi stosowanymi w matematyce oraz przedmiotach przyrodniczych
17. Liczba uczniów uczestniczących w zajęciach ICT
Nie dotyczy 49 (k.32,
m.17)
18. Liczba uczniów uczestniczących w zajęciach z matematyki
Nie dotyczy 92 (k.65,
m.27)
Zadanie 5 – Upowszechnienie osiągniętych rezultatów i produktów projektu – przygotowanie i wydanie publikacji
19. Liczba konferencji na zakończenie projektu
1
1
20. Liczba warsztatów metodycznych dla nauczycieli przedmiotów przyrodniczych, języka angielskiego
3
3
i matematyki
21. Liczba uczestników konferencji
180
195
22. Liczba publikacji na zakończenie realizacji projektu
1
1
23. Liczba posterów przygotowanych na sesję porterową
7
10
24. Liczba sesji posterowych w trakcie konferencji
1
1
Zadanie 6 – Współpraca ponadnarodowa z uczniami i nauczycielami z liceum Söderportgymnasiet w Kristianstad w Szwecji
25. Liczba wizyt studyjnych
2
2
26. Liczba uczestników wizyt studyjnych
21
21
27. Liczba porównawczych badań w terenie w trakcie wizyt studyjnych
2
2
28. Liczba prac badawczych wykonanych wraz z partnerem
6
6
Stopień
realizacji
100%
100%
100%
127%
100%
Nie dotyczy
Nie dotyczy
100%
100%
108%
100%
142%
100%
100%
100%
100%
100%
8. IDEA NAUCZANIA HOLISTYCZNEGO
POPRZEZ CLIL
Holizm (gr. holos) = całość
Wg Słownika Języka Polskiego PWN:
██ teoria zakładająca, że świat stanowi całość niedającą się sprowadzić do sumy części.
██ pogląd filozoficzny głoszący, że wszelkie zjawiska tworzą układy całościowe podlegające swoistym
prawidłowościom, których nie da się wywnioskować na podstawie wiedzy o prawidłowościach rządzących
składnikami
Idea edukacji holistycznej opiera się na założeniu, że efektywne nauczanie i uczenie się oznacza kompleksowość poprzez:
██
integrację treści z różnych specjalizacji (uczeń otrzymuje spójny obraz świata)
██ integrowanie nauczanych treści z codziennym doświadczeniem ucznia
██ podbudzanie wyobraźni i emocji i w konsekwencji uruchamianie myślenia
Uczeń otrzymuje spójny obraz świata, a wielokontekstowość, w której przekazywana wiedza jest osadzona w sposób
naturalny skłania ucznia do refleksji nad różnorodnością i wielokulturowością, wspierając postawę otwartości i tolerancji.
Nauczanie holistyczne aktywuje kreatywność i wspiera twórczą inicjatywę ucznia, promuje samodzielność, krytyczne
myślenie, zachęca do poszukiwania i stawiania pytań.
CLIL
Termin CLIL odnosi się do sytuacji, w których przedmiot niejęzykowy lub moduły tematyczne przedmiotu są nauczane
poprzez medium języka obcego. Celem takiego nauczania jest zarówno podnoszenie umiejętności i kompetencji językowych
w języku obcym jak również podniesienie wiedzy ucznia w zakresie nauczanego przedmiotu. (David Marsh, 1994)
Korzyści płynące z nauczania CLIL:
██ podnosi kompetencje językowe w języku obcym jak i ojczystym ucznia i rozwija zdolność komunikacji werbalnej
██ rozwija zainteresowanie wielojęzycznością
██ rozwija strategię uczenia się
██ przybliża terminologię specjalistyczną z różnych dziedzin
8
██
██
██
██
podnosi motywację ucznia
podnosi kompetencje społeczne i rozwija umiejętności interpersonalne uczniów (promuje interakcję między
uczniami, współpracę, wspólne podejmowanie decyzji)
podnosi umiejętności komunikacyjne w języku obcym i ojczystym
poszerza wiedzę interkulturową i wspiera rozumienie inności
9. KOMPONENT PONADNARODOWY
PRZEDMIOTY PRZYRODNICZE
Autor: Magdalena Pawlikowska
W ramach komponentu ponadnarodowego projektu miały miejsce dwie wizyty studyjne podczas, których wykonane
zostały badania terenowe łączące przedmioty eksperymentalne, matematykę i ICT.
Zaplanowane badanie związane było z tematyką ekologiczną i celem jego było zbadanie i porównanie jakości wody na
różnych odcinkach biegu badanych rzek, a także porównanie stanu jakości wody w obu rzekach. Ze względu na charakter
projektu było to badanie interdyscyplinarne. Woda w obu rzekach badana była pod kątem biologicznym, chemicznym
i fizycznym.
W dniach 27.04 – 01.05 miała miejsce pierwsza wizyta studyjna w Szwecji. Wzięło w niej udział 11 nauczycieli
i 10 uczniów z IV LO w Łodzi.
Rzeka Helge å to rzeka o długości 190 km, przepływająca przez obszar południowej Szwecji. Rzeka wraz z jej dopływami
była badana na pięciu wybranych stanowiskach. Rozmieszczenie stanowisk pozwoliło na analizę porównawczą wody
w rzece Helge å. Próby pobierano w pobliżu ujścia rzeki do morza, w centrum miasta, na obszarze rolniczym, w obszarze
okresowo zalewanych łąk i w rejonie o minimalnym wpływie działalności człowieka.
Uczniowie z obu szkół zostali podzieleni na międzynarodowe grupy przedmiotowe. Nauczyciele każdego przedmiotu
podzielili swoich uczniów na dwuosobowe zespoły pracujące w terenie, w celu zbadania określonych parametrów lub
pobrania próbek wody, przeznaczonych do badania w szkolnym laboratorium. Grupa biologiczna określała jakość badanej
wody w oparciu o indeks biotyczny. Wyznaczanie tego współczynnika wiązało się z poławianiem i identyfikowaniem
wybranych gatunków bezkręgowców, będących organizmami wskaźnikowymi, czyli takimi, których obecność lub, których
brak pozwala na określanie stopnia czystości wody.
Grupa chemiczna badała stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie, pH wody, stężenie amoniaku, azotanów i fosforanów.
W grupie fizyków, badanie opierało się na pomiarze temperatury i przewodnictwa elektrycznego wody. Uczniowie
wyznaczali także ciężar właściwy badanej wody i dodatkowo uczyli się jak szacować szerokość rzeki metodą paralaksy.
W dniach następujących po całodziennym badaniu terenowym, uczniowie opracowywali zebrane dane w szkolnym
laboratorium. Tym razem praca odbywała się w interdyscyplinarnych zespołach, w których znajdowali się przedstawiciele
trzech przedmiotów eksperymentalnych i matematyki. Każda grupa badała jedno z pięciu badanych stanowisk. Uczniowie
każdej grupy zobligowani byli do opracowania danych z wykorzystaniem poznanych metod statystycznych i zaprezentowania
wyników w formie prezentacji multimedialnej i posteru. Dodatkowo każda grupa miała za zadanie przygotować raport
z przeprowadzonego badania zgodnie z zasadami, które zostały wypracowane w trakcie realizacji projektu.
Nauczyciele przedmiotów pełnili opiekę nad merytorycznym aspektem wykonywanych analiz, a angliści czuwali nad
poprawnością językową przygotowywanych opracowań.
W dniach 24.05–29.05 odbyła się druga wizyta studyjna. Była to wizyta w Polsce i wzięło w niej udział 5 nauczycieli
i 10 uczniów ze szkoły Söderport.
W czasie drugiej wizyty studyjnej wykonano analogiczną analizę jakości wody w rzece Warta na terenie Załęczańskiego
Parku Krajobrazowego. Badanie również wykonano dla 5 stanowisk, różniących się położeniem względem lokalnej
oczyszczalni ścieków, szybkością przepływu wody w rzece, a także stopniem nasilenia działalności człowieka. Uczniowie
podzieleni na dwuosobowe zespoły zbierali dane biologiczne, chemiczne i fizyczne. W dniach następujących po zajęciach
terenowych uczniowie zostali ponownie podzieleni na międzynarodowe zespoły interdyscyplinarne w celu opracowania
zebranych danych. Jednocześnie grupa uczniów najbieglejszych w dziedzinie matematyki, pod kierunkiem pana profesora
Roberta Zdanowicza, wykonywała analizę porównawczą wyników analizy rzeki Helge å i rzeki Warty. Wykonane prace
zostały umieszczone na platformie e-learningowej, podobnie jak instrukcje do badań i karty pracy.
Wyniki współpracy międzynarodowej pomiędzy IV LO w Łodzi i ze szkołą Söderport w Kristinastad zostały również
zaprezentowane szerszej publiczności, podczas konferencji podsumowującej projekt. Zdobyte doświadczenie pozwoliło
natomiast na zorganizowanie warsztatów dla nauczycieli przedmiotów eksperymentalnych, matematyki i angielskiego
z innych szkół.
Podczas obu wizyt uczniowie z wielkim zapałem brodzili po wodzie, poławiali zwierzęta, wykonywali zaplanowane
pomiary i wypełniali karty pracy terenowej. Praca w międzynarodowym zespole wymagała od nich komunikowania
się w języku angielskim. Uczniowie z radością dzieli się swoimi doświadczeniami i nazwami zwyczajowymi badanych
bezkręgowców, którymi posługują się w swoich językach. Badanie rzek, na różnych odcinkach ich biegu wiązało za każdym
9
razem z wypakowywaniem i pakowaniem ubioru oraz sprzętu używanego do badania. Uczniowie obu szkół spisali się
świetnie, wykonali ogromną pracę, wymagającą nie tylko wysiłku intelektualnego, ale również fizycznego.
Realizacja zajęć w ramach projektu oraz wizyty studyjne, dostarczyły kadrze IV LO wielu cennych doświadczeń
i przyczyniły się do udoskonalenia dotychczasowych metod pracy z uczniem. Współpraca międzynarodowa pozwoliła na
konfrontację stosowanych metod z doświadczeniami wypracowanymi przez nauczycieli ze szkoły Söderport. Istotnym
doświadczeniem była również możliwość sprawdzenia się w pracy z uczniami innej narodowości. Była to doskonała okazja
do nawiązania współpracy, którą na miarę możliwości będziemy się starali kontynuować. Szkołę Söderport i IV LO w Łodzi
łączą nie tylko działania projektowe, ale także program matury międzynarodowej. Był to dodatkowy walor ułatwiający nam
porozumienie, ponieważ będąc w programie IB DP, w podobny sposób rozumie się podejście do nauczania, ucznia i świata
w ogóle. Projekty interdyscyplinarne są częścią matury międzynarodowej i z pewnością w przyszłości będziemy się starać
realizować je we współpracy ze szkołą Söderport.
W załączeniu:
1. Przykładowa karta pracy w terenie dla grupy biologicznej.
2. Karty do opracowania danych biologicznych.
3. Instrukcja i karta pracy terenowej dla grupy chemicznej.
4. Instrukcja i karty pracy dla grupy fizycznej.
5. Schemat raportu laboratoryjnego, będącego formą sprawozdania z przeprowadzonego badania.
1. Przykładowa karta pracy w terenie dla grupy biologicznej (autor Alf Olsson, Söderportgymnasiet)
Sample site 1:
Use your stopwatch to get a number between 1 and 100. Start at point zero (stated by the teacher) and find your spot
for sampling. Your number – 1m and + 1m will be the area you will work within.
Start the sampling when the water surface is just below your knees.
‘Kick’ for 5 minutes, covering the whole area evenly. Empty your catch when you need to.
Place the catch in a shallow white tray with 2 cm depth of fresh water from the stream or river. Identify the organisms
according to your Data collection sheet.
Both students in the group should perform the sampling described above.
Put back all organisms to the river after identification.
Flatworm
Aquatic worms
Leech
10
Organism
Scientific name
Tubellaria
Oligochaetes
Hirudinea
Number of organisms (put a bar for each organism)
Mosquito larvae
Organism
Scientific name
Culex
Dragonfly nymph
Odonata
Damselfly nymph
Lestes
Spring tail
Collembola
Mayfly nymph
Ephemera
Stonefly nymph
Plecoptera
Caddisfly larva
Trichoptera
Water beetle
Number of organisms (put a bar for each organism)
Haliplus
11
Instructions for students working at site 2–5 with the same worksheet
Sample site 2:
for sampling.
The kick sampling method
Sampling takes place at all depths.
The brush method
Spend 5 min using a dish brush to brush off animals living on and under stones, roots and stumps into the tray.
Sample site 3:
for sampling.
Sampling takes place at all depths.
Netting
Using a sieve, run the sieve through the vegetation in the water course up and empty it into the tray to be examined.
Spend 5 min on this method.
Put back all organisms to the river after identification
Sample site 4:
for sampling.
Sampling the bottom
Safety: Check for stability of banks and locate suitable safety points.
Using a Bottom aquatic kick net, collect bottom material in the water course and remove fine sediment by rapid
movements in the surface of the water. Empty the sieved material into the tray to be examined. Spend 5 min.
Sample site 5:
for sampling.
Sampling the bottom
Safety: Check for stability of banks and locate suitable safety points.
Using a Bottom aquatic kick net, collect bottom material in the water course and remove fine sediment by rapid
movements in the surface of the water. Empty the sieved material into the tray to be examined. Spend 5 min.
12
2. Karty do opracowania danych biologicznych (autor Alf Olsson, Söderportgymnasiet)
Water quality in the river of Helge å and its tributary
Some invertebrates are sensitive to pollution or poor water quality while others are able to survive more demanding
conditions. The presence or absence of certain types of invertebrates is one indication of the quality of water in that place.
Health and safety
Check for stability of banks and locate suitable safety points. There are particular risks associated with fieldwork which
should be taken into account.
You should also pay due regard to the fragility of the habitats that you are working in and keep collection of specimens
and damage to environmental substrates to a minimum.
Animals that have been collected should be handled as little as possible and identified and returned to the wild as soon
as possible. For this reason, identification and counting is better undertaken in the field, with the minimum removal to the
laboratory.
Material
1 Bottom Aquatic Kick Net
2 Small trays
1 Sieve
1 Dish brush
1 Waders
1 Magnifier
1 Insect tweezers
2 Invertebrate identification books
1 Stopwatch
1 Pencil
1 Board
Method
Biology students work in pairs (8 pairs) where each student collect a sample at each site and identifies the catch. The
data from each pair is considered as one sample (see separate procedure). Accordingly, there will be 8 samples per site and
this will be the raw data for the different groups.
Photos
You have to take at least 2 photos at each sampling site. These should later be used in your presentation and/or poster.
Random sampling
Over a 100 m distance at each sampling site we will randomly pick 8 spots. Use the hundreds in the stopwatch to find a
number between 1 and 100. Start the clock and let your colleague randomly say stop. Your number will be the distance in
meters from a point zero.
Identification
Use the identification key in your Data collection sheet. If you need more information use the Invertebrate identification
books to identify the organisms.
Sampling methods
‘Kick’ for 5 minutes, covering the whole area evenly.
Place the catch in a shallow white tray with 2 cm depth of fresh water from the stream or river.
The brush method
Use a dish brush to brush off animals living on and under stones, roots and stumps into a tray.
Netting
Using a sieve, run the sieve through the vegetation in the water course up and empty it into small tanks to be examined.
Sampling the bottom
Using a sieve, collect bottom material in the water course and remove fine sediment by rapid movements in the surface
of the water. Empty the sieved material into small tanks to be examined.
13
Data processing
Number of organisms
Flatworm
Tolerance rating
6.0
Leech
8.0
Mosquito larvae
4.0
Dragonfly nymph
4.5
Damselfly nymph
5.5
Spring tail
3.5
Mayfly nymph
5.5
Stonefly nymph
1.5
Caddisfly larva
Water beetle
Segmented Worm
Total tolerance value
(Organisms × Tolerance ratings)
5.5
Total number of organisms collected:
4.0
11.0
Tolerance values
The Macroinvertebrate Biotic Index
To arrive at an indication of your site’s biological integrity, multiply the number of organisms collected by the tolerance
rating. Add all the numbers in the organism column and all the numbers in the tolerance value column. Divide the tolerance
value with the organism total. This results in a biotic index based on biological specimens collected.
Note: Sources of error are possible in a small sample size such as this, so a high index doesn’t necessarily mean poor
water quality.
Sample site: ……………. Biotic Index: ……………
Number of samples: ………………
3. Instrukcja i karta pracy terenowej dla grupy chemicznej.
(1) Temperature
Background
Although it is the simplest of all the tests to perform, water temperature is a critical factor and must be taken precisely.
Temperature strongly affects the biological, chemical, and physical properties of water, and is the major factor in the
ongoing concern involving global warming. As water temperatures go down, the amount of dissolved oxygen (which
sustains life) increases. Water temperatures also affect organisms’ metabolic rates, as well as their sensitivity to nutrients
and water-borne diseases. Thus by cutting down trees which shade a river or stream, humans may unwittingly increase the
temperature of the flowing water, which lowers the amount of dissolved oxygen the water can carry. Industry can pollute
water by discharging waste products into it, or by discharging effluent water which is warmer than the stream temperature.
It is optimal if the temperature of the water in the creek, pond, lake, stream, or river you are monitoring has a temperature
lower than 60°F (15°C).
Procedure
1. Either lower the thermometer from a bridge into the center of the stream, or wade out (wearing boots or waders
and rubber gloves and goggles if there’s a chance your hands will be in contact with the water) to a point where
you can sample the temperature of the water away from the shore and about four inches below the surface.
2. Set the thermometer in the stream if the water is only elbow deep. If deeper, hold the thermometer tip in the
water until the temperature reading remains constant and record the temperature in °C in your data sheet.
(2) pH
Background
Water acidity (pH) is determined by the balance/imbalance between the H+ and OH– concentrations in water. liquid is
considered acidic if there are more hydronium ions (H+) than hydroxyl ions (OH–) in a liquid. A basic or alkaline solution
14
has an abundance of OH– ions. The pH of acids range from 0 to 6.9. The range from 6.5 to 7.5 is fairly neutral, i.e., distilled
water has a pH of 7.0 while bases have a pH range from 7.10 to 14.
Procedure
The pH testing should be done immediately after the sample is collected because pH is temperature dependent. As with
the temperature test, the water sample used for pH testing should be collected away from the shore and below the surface.
Wear gloves to avoid contacting the water.
1. Obtain the sample in a plastic container
2. Use the pH-meter to find the exact pH value.
3. Record final pH in the raw data column of the Water Quality Index Calculation Sheet.
(3) Dissolved Oxygen (DO)
Background
Dissolved oxygen is necessary for plant and animal life to survive in aquatic environments. Absence of dissolved oxygen
in water is an indication of severe pollution. Rivers with high values of dissolved oxygen (90 percent saturation or more)
are considered healthy, whereas those with a dissolved oxygen content of less than 90 percent saturation most likely have
organic wastes or other entities using up the oxygen.
Pike, salmon and trout require high levels of dissolved oxygen, whereas catfish and carp can survive at lower levels. The
level of dissolved oxygen, as noted above, is dependent upon temperature. Decomposing plant and animal matter contributes to organic waste, which reduces the levels of dissolved oxygen. The dissolved oxygen in water increases during the day
due to photosynthesis, but goes down at night because of plant and animal respiration.
Another factor that influences the amount of oxygen gas that can dissolve in water is the atmospheric pressure. The
atmospheric pressure pushes the gas into the water and so as the pressure increases in the atmosphere the amount of gas
that can dissolve in the water increases. A good example of this is observed when you open a pop can. When you open the
can it makes a phssst sound. This is the gas escaping from the liquid into the air because the pressure of the contents of
the pop can decreases to that of the atmosphere as the can is opened. If you opened the can in an atmosphere that had the
same pressure as inside the can you would not here the phssst sound. You would probably be a little bit uncomfortable as
well because the pressure would be quite intense.
Procedure
1. Record the barometric pressure in mmHg if a barometer is available (check the pressure at accuweather.com)
2. Record the water temperature in °C.
3. Use the O2-meter to find the exact pH value.
4. Record final O2 value in the raw data column of the Water Quality Index Calculation Sheet
(4) Total Phosphates (PO43–)
Background
Phosphorous can be found in water primarily as phosphate (PO4–) present in organic and inorganic forms. The phosphorous is added to water systems, in a minor capacity, by the breaking down of decaying organic matter or detritus. The major
contributors to phosphorous levels, however, are due to human activity such as laundry detergents, boiler water treatment,
and fertilizers.
Phosphorous is an important element for living organisms. It plays a vital role in plant growth and the metabolism of
plants and animals. In fact, phosphorous is considered a main limiting factor for the growth of plants. Algae produces what
are called algal blooms when there is a rich supply of phosphorous. These algal blooms are a classic symptom of a phenomena known as cultural eutrification.
Cultural eutrification is the result of a lake containing high levels of dissolved nutrients such as phosphorous and nitrogen which enhance the growth of algae. The negative impact on the system occurs when these algal blooms push out other
organisms and essentially dominate the body of water to the point of eliminating many aspects of diversity. This shift in the
aquatic life supports primarily those organisms that can tolerate pollution or low levels of dissolved oxygen. The result may
be a shift from bass and carp with populations of midge flies and stone flies to carp only community.
Reversing the effects of cultural eutrification are possible if the levels of phosphorous are lowered significantly. Ways of
reducing PO4– levels are as follows: Reduce the use of fertilizers so that excess fertilization does not runoff into streams or
other water systems; maintain wetlands and riparian zone, and ensuring properly treated water that is discharged from
wastewater treatment facilities and industry.
Safety
The chemicals for this test are poisonous or corrosive and should be treated with extreme caution.
Procedure
1. Ensure all equipment is clean and dry.
15
2. Use the instructions provided with the Test Kit.
3. Record The PO43– concentration value in the raw data column of the Water Quality Index Calculation Sheet
(5) Nitrates (NO3–)
Background
Nitrogen is exists as 78% of or atmosphere and is an essential element to living matter. It is also found abundantly in
the soil, the water and even rain. Sources for nitrogen are cattle yards, fertilizers, leaking septic systems, various industrial
plants, and legumes. The nitrogen from the air is converted to surface nitrogen by nitrogen fixing bacteria. Two common
forms of nitrogen are the compound ammonia (NH3) and the polyatomic ion nitrate (NO3–). Our tests will concentrate on the
NO3– ion. This ion reacts with plants, acting as food, to allow the plant to photosynthesize and grow. When there is more NO3–
than the plants can absorb the excess NO3– gets washed into nearby streams and lakes or leaches into the ground, possibly
into the groundwater supply.
Safe levels of NO3– in water supplies are 10 milligrams per liter of nitrate-nitrogen (NO3–) or its equivalent of 45 milligrams
per liter of nitrate. When high levels of nitrate are found two negative effects may occur. The first relates to ponds or lakes.
When nitrate levels high a situation called cultural eutrification may occur. This is the process of aquatic plants such as
algal blooms become better nourished and therefore growing excessively and aging the body of water faster than in normal
situations. Cultural eutrification is discussed in more detail in the phosphate section.
The other, and more serious situation which could arise from high levels of NO3– is that of methemoglobonemia, otherwise
known as blue baby syndrome. After nitrate enters the body it is converted to nitrite (NO3–) which can cause this condition
called methemoglobonemia, which is a condition where the oxygen carrying part of blood is converted to a form that will
not carry oxygen. This condition may result in suffocation if enough hemoglobin is converted to methemoglobin. This
occurs in babies because their stomachs are not as acidic as they will become and the bacteria that converts the nitrate to
nitrite can survive in a babies stomach longer. The source for most blue baby syndromes is a well that has high levels of
nitrate. To decontaminate the well a nitrate removal system may need to be purchased. Nitrates may also be removed or
reduced through the use of some ion exchange resins, reverse osmosis, electrodialysis, or distillation.
Safety
Procedure
3. Record The NO3– concentration value in the raw data column of the Water Quality Index Calculation Sheet
(6) Ammonium nitrogen (NH4+/NH3)
The ammonium ion, NH4+, is an important member of the group of nitrogen-containing compounds that act as nutrients
for aquatic plants and algae. In surface water, most of the ammonia, NH3, is found in the form of the ammonium ion, NH4+.
This fact allows us to approximate the concentration of all of the nitrogen in the form of ammonia and ammonium combined,
commonly called ammonia nitrogen, by measuring only the concentration of the ammonium ions. Ammonium-nitrogen
levels are usually quite low in moving surface waters. This is because there is little decaying organic matter collecting on
the bottom. If there is a high level of ammonium nitrogen in a moving stream, it may be an indication of pollution of some
kind entering the water. Ponds and swamps usually have a higher ammonium nitrogen level than fast-flowing water. While
levels of ammonium nitrogen in drinking water should not exceed 0.5 mg/L, streams or ponds near heavily fertilized fields
may have higher concentrations of this ion. Fertilizers containing ammonium sulfate, (NH4)2SO4, or ammonium nitrate,
NH4NO3, may result in runoff from fields containing a high level of ammonium ions.
Safety
Procedure
3. Record The NH4–+ concentration value in the raw data column of the Water Quality Index Calculation Sheet
(7) General (Total) Water Hardness
When water passes through or over deposits such as limestone, the levels of Ca2+, Mg2+, and HCO3– ions present in the
water can greatly increase and cause the water to be classified as hard water. This term results from the fact that calcium
and magnesium ions in water combine with soap molecules, making it “hard” to get suds resulting in decreased cleansing
16
action. Total hardness is defined as the sum of calcium and magnesium hardness, in mg/L as CaCO3. The American Water
Works Association indicates that ideal quality water should not contain more than 80 mg/L of total hardness as CaCO3. High
levels of total hardness are not considered a health concern. On the contrary, calcium is an important component of cell
walls of aquatic plants, and of the bones or shells of aquatic organisms. Magnesium is an essential nutrient for plants, and is
a component of chlorophyll. Total hardness in freshwater is usually in the range of 15 to 375 mg/L as CaCO3. Calcium hardness in freshwater is in the range of 10 to 250 mg/L, often double that of magnesium hardness (5 to 125 mg/L). Typical seawater has calcium hardness of 1000 mg/L, magnesium hardness of 5630 mg/L, and total hardness of 6630 mg/L as CaCO3.
Procedure
3. Record The GH level value in the raw data column of the Water Quality Index Calculation Sheet
Water Quality Index Calculation Sheet
Site 1
(1) Temperature
(2) pH
Site 2
Site 3
Site 4
Site 5
(3) Dissolved Oxygen
(4) Phosphates (PO43–)
(5) Nitrates (NO3–)
(6) Ammonium nitrogen (NH4+/NH3)
(7) General Water Hardness
4. Karta pracy dla grupy fizyków – badanie w Polsce.
Field work
Water
1. Density general1
The density, or more precisely, the volumetric mass density, of a substance is its mass per unit volume. The symbol most
often used for density is ρ (the lower case Greek letter rho), although the Latin letter D can also be used. Mathematically,
density is defined as mass divided by volume:
m or
ρ=V
m
d=V
unit
kg
m3
2. Density of ice and water as a function of temperature2
The density of water is approximately one kilogram per cubic meter. It is dependent on its temperature, but the relation
is not linear. When cooled from room temperature liquid water becomes increasingly dense, as with other substances, but
at approximately 4 °C, pure water reaches its maximum density. As it is cooled further, it expands to become less dense.
This unusual negative thermal expansion is attributed to strong, orientation-dependent, intermolecular interactions and
is also observed in molten silica.
The solid form of most substances is denser than the liquid phase; thus, a block of most solids will sink in the liquid.
However, a block of ice floats in liquid water because ice is less dense. Upon freezing, the density of water decreases by
about 9%. This is due to the ‘cooling’ of intermolecular vibrations allowing the molecules to form steady hydrogen bonds
with their neighbors and thereby gradually locking into positions reminiscent of the hexagonal packing achieved upon
freezing to ice Ih. Whereas the hydrogen bonds are shorter in the crystal than in the liquid, this locking effect reduces the
average coordination number of molecules as the liquid approaches nucleation. Other substances that expand on freezing
are silicon, gallium, germanium, antimony, bismuth, plutonium and also chemical compounds that form spacious crystal
lattices with tetrahedral coordination.
Only ordinary hexagonal ice is less dense than the liquid. Under increasing pressure, ice undergoes a number of transitions to other allotropic forms with higher density than liquid water, such as ice II, ice III, high-density amorphous ice
(HDA), and very-high-density amorphous ice (VHDA).
Water also expands significantly as the temperature increases. Water near the boiling point is about 96% as dense as
water at 4 °C.
The melting point of ice is 0 °C (273.15 K) at standard pressure, however, pure liquid water can be supercooled well
below that temperature without freezing if the liquid is not mechanically disturbed. It can remain in a fluid state down to its
homogeneous nucleation point of approximately 231 K (−42 °C).[26] The melting point of ordinary hexagonal ice falls slightly
1 http://en.wikipedia.org/wiki/Density
2 http://en.wikipedia.org/wiki/Properties_of_water#Density_of_water_and_ice
17
under moderately high pressures, but as ice transforms into its allotropes (see
crystalline states of ice) above 209.9 MPa (2,072 atm), the melting point increases
markedly with pressure, i.e., reaching 355 K (82 °C) at 2.216 GPa (21,870 atm)
(triple point of Ice VII).
A significant increase of pressure is required to lower the melting point of
ordinary ice—the pressure exerted by an ice skater on the ice only reduces the
melting point by approximately 0.09 °C.
These properties of water have important consequences in its role in Earth’s
ecosystem. Water at a temperature of 4 °C will always accumulate at the bottom
of freshwater lakes, irrespective of the temperature in the atmosphere.
In cold countries, when the temperature of fresh water reaches 4 °C, the
layers of water near the top in contact with cold air continue to lose heat energy and their temperature falls below 4 °C. On
cooling below 4 °C, these layers do not sink as fresh water has a maximum density at 4 °C. (Refer: Polarity and hydrogen
bonding) Due to this, the layer of water at 4 °C remains at the bottom and above this layers of water 3 °C, 2 °C, 1 °C and 0 °C
are formed. As water at 0 °C is the least dense it floats on the top and turns into
ice as the water continues to cool. Ice growth continues on the bottom of the
ice as heat is drawn away through the ice (the heat conductivity of ice is similar
to glass). All the while the water further down below the ice is still 4 °C. As the
ice layer shields the lake from the effect of the wind, water in the lake will no
longer turn over. Although both water and ice are relatively good conductors of
heat, a thick layer of ice and a thick layer of stratified water under the ice slow
down further heat loss from the lake relative to when the lake was exposed. It
Temperature distribution in a lake in summer and winter
is, therefore, unlikely that sufficiently deep lakes will freeze completely, unless
stirred by strong currents that mix cooler and warmer water and accelerate the cooling. Thus, as long as the pond or lake
does not freeze up completely, aquatic creatures are not exposed to freezing temperatures. In warming weather, chunks of
ice float, rather than sink to the bottom where they might melt extremely slowly. These properties therefore allow aquatic
life in the lake to survive during the winter.
3. Density of saltwater and ice
The density of water is dependent on the dissolved salt content as well as the temperature of the water. Ice still floats in
the oceans, otherwise they would freeze from the bottom up. However, the salt content of oceans lowers the freezing point
by about 2 °C and lowers the temperature of the density maximum of water to the freezing point. This is why, in ocean water,
the downward convection of colder water is not blocked by an expansion of
water as it becomes colder near the freezing point. The oceans’ cold water near
the freezing point continues to sink. For this reason, any creature attempting
to survive at the bottom of such cold water as the Arctic Ocean generally lives
in water that is 4 °C colder than the temperature at the bottom of frozen-over
fresh water lakes and rivers in the winter.
As the surface of salt water begins to freeze (at −1.9 °C for normal salinity
seawater, 3.5%) the ice that forms is essentially salt free with a density
approximately equal to that of freshwater ice. This ice floats on the surface and
the salt that is “frozen out” adds to the salinity and density of the seawater just
below it, in a process known as brine rejection. This denser saltwater sinks
WOA surface density
by convection and the replacing seawater is subject to the same process. This
provides essentially freshwater ice at −1.9 °C on the surface. The increased
density of the seawater beneath the forming ice causes it to sink towards the bottom. On a large scale, the process of brine
rejection and sinking cold salty water results in ocean currents forming to transport such water away from the Poles,
leading to a global system of currents called the thermohaline circulation.
4. The aims of this project
In this project we In this project we will study the density of water for various locations in the surrounding of Załęcze
Wielkie. Water samples will be taken from five sites. The below listed relations will then be analysed in an laboratory
environment
██ Density vs temperature
██ The width of the river
5. Density of water and ice
Collect data from a field work in the table below:
Put units and uncertainties, calculate density.
18
Site 1
unit
uncertainty
temperature
Volume
Mass
Density
Trial 3
temperature
Volume
Mass
Density
Trial 3
–1
0
1
Average
temperature
Volume
Mass
Density
10
11
12
13
14
Trial 1
15
Trial 2
16
Trial 3
17
Trial 4
18
Trial 5
19
Average
20
measurement uncertainty
21
Site 4
temperature
Volume
Mass
Density
Trial 1
22
23
24
25
26
27
Trial 2
28
Trial 3
29
Trial 4
30
Trial 5
31
Average
32
33
Site 5
temperature
Volume
Mass
Density
999,12
999,30
999,45
999,58
999,70
999,79
999,87
999,93
999,97
999,99
999,93
9
Site 3
998,92
7
8
998,43
1000,00
6
Trial 5
998,15
4
5
Trial 4
Trial 2
–2
3
Trial 2
Trial 1
993,36
2
Trial 1
uncertainty
37
–3
Site 2
unit
998,69
–4
uncertainty
–8
–5
Average
unit
Gęstość
Density
(kg/m3)
–6
Trial 5
uncertainty
Temperatura
Temperature
(°C)
–7
Trial 4
unit
Gęstość
Density
(kg/m3)
–9
Trial 2
uncertainty
Temperatura
Temperature
(°C)
–10
Trial 1
unit
6. Density of ice and water as a function of temperature3
34
999,99
999,97
999,88
999,81
999,73
999,63
999,52
999,40
999,27
999,13
998,97
998,80
998,62
35
36
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
60
65
70
75
80
85
90
95
998,43
100
997,80
130
998,23
998,02
997,56
997,32
997,07
996,81
996,54
996,26
995,97
995,67
995,37
995,05
994,73
994,40
110
120
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
994,06
993,71
992,99
992,63
992,24
991,86
991,47
991,07
990,66
990,25
989,82
989,40
988,96
988,52
988,07
987,61
987,15
986,69
986,21
985,73
983,24
980,59
977,81
974,89
971,83
968,65
965,34
961,92
958,38
951,00
943,40
935,20
926,40
917,30
907,50
897,30
886,60
875,00
862,80
850,00
837,00
823,00
809,00
794,00
Using the data from the table above draw the graph of
density vs temperature in the range 0 to 500C. Choose the
right step.
Trial 3
Trial 4
Trial 5
Average
3 http://www.naukowiec.org/tablice/chemia/gestosc-wody-wzaleznosci-od-temperatury_367.html
19
7. Compare the density from the table above with calculated (select only measured temperatures)
unit
temperature
density
Calculated density
difference
8. Determining the width of the river using paralax method.4
The method is based on elementary geometry: if the length of the line AB is known, the
length of AB divided by the distance (d) equals the tangent of the parallax angle (γ).
In other words:
|| ||
tan γ = AB
d
where ||A-B|| and γ are known.
Rearanging
||AB||
d = tan
γ
Your task is to measure the distance AB and γ then calculate the width of the river d. Collect
your data in the table.
site
AB (m)
γ
tan γ
9. The principle of parallax5
The phenomenon of parallax
When you hold out a finger and view it only with your left eye, then with
your right eye, your finger seems to shift relative to the distant background.
This is the phenomenon of parallax.
Greater and smaller parallax
Raise your finger to your nose and sight a nearby object. Alternately blink
your eyes as before and observe the apparent shift of your finger between
4 http://rationalwiki.org/wiki/Parallax_method
5 http://eaae-astronomy.org/WG3-SS/WorkShops/Triangulation.html
20
d (m)
left and right. Now move your finger a little farther away and blink again. The
parallax shift is smaller than it was before. Move your finger farther and the
parallax shift becomes even smaller.
We can deduce the following rule: the farther an object, the smaller is parallax, and its converse, the smaller the parallax, the farther the object.
Here is the key to measuring the distances of objects around us, from objects a few inches away to stars in outer space. In fact we have to construct
again a triangle, but in a slightly different way as before, using the phenomenon of parallax. We will use now a mark that we see in the same direction as
the object from which we want to determine the distance.
How to use parallax to measure a distance
First you’ll apply the method of parallax to measure the distance from your eyes to a finger that you hold with stretched
arm in front of you. Look with one eye at the finger, and look for a mark on the wall or outside, that is just behind the finger.
Remember that mark, now look with your other eye at your finger, behind it there will be another mark. The situation is
like in the drawing below. When you look now at the marks without looking at your finger, you can measure the angle ß
with your angle-measuring tool.
In this drawing a is somewhat greater than ß, but more the marks are far away, more the angles a and ß become similar.
(Show this by yourself.) When you consider α = β, you know the angle in the top of the triangle that is formed by your two
eyes and your finger. When you consider this a isosceles triangle, with the distance between your eyes as baseline, you can
draw on scale the whole triangle and, with the help of a ruler, measure the distance from your eyes to your finger.
Determining the distance of your finger by using parallax
Now we will do the just described experiment.
██ Hold the arm with the finger stretched. You can use marks on the wall of the classroom, but also marks you can see
outside through the window.
██ Measure the distance between your eyes with a ruler.
██ Measure β with your angle-measuring tool.
██ Make a drawing on scale and find from that the distance between your eyes and your finger.
██ Control the answer by measuring this distance directly with a ruler or a tape
measure.
Determining a real distance in the outdoors by using parallax
Now we’ll do the same activity outside for instance with the tree you used in activity 1 to determine the distance. This time you don’t use the distance between your two
eyes as baseline, but a greater one, like the distance between A and B. In A as in B an
observer has to look for a far away object (at the horizon) that is directly behind (or in
line) with their position and the tree. They tell each other the object they notice to appear in line with the tree, then they can both measure directly the angle between those
two marks. Measuring the baseline with a tape measure, gives again the triangle that
can be drawn on scale from which you can derive the distance to the tree.
Notice that this method works also when the observers in A and B can’t see each
other! They only need to be able to see both the tree and the same marks at the horizon.
So this method is useful in astronomy for measuring great distances, but the baseline
has to be very large, for instance the earth diameter.
21
Conductivity of water
Author: Per Hammer (Söderportgymnasiet)
1. Conductivity in general
Electrical conductivity is the ability of a substance to
conduct electric current. It is the reciprocal of the more
commonly encountered term, resistivity. All substances
possess conductivity to some degree, but the amount
varies widely, ranging from extremely low (insulators
such as benzene, glass) to very high (silver, copper, and
metals in general). Most industrial interest is in the
conductivity measurement of liquids. Electric current
will readily flow through some liquids. The less ordered
arrangement of the liquid molecules is not conducive
to free electron movement. Therefore, another sort of
charged particle must serve this purpose if any current
is to flow at all. In solvents where electrical conductance occurs, notably in water, ionization will provide the needed
carriers. Ionization refers to the tendency of most soluble inorganic compounds to partially or completely separate into
two or more elemental components, called ions, having opposite electrical charges. These charged particles, or ions, act as
current carriers producing electrolytic current flow. It is the physical characteristics of the carriers as much as that of the
medium that determines electrical conductance of a solution. These solutions have conductivities approximately midway
between insulators and metallic conductors. This conductivity can be measured quite easily by electronic means, and this
offers a simple test which can tell much about the quality of the water, or the
makeup of the solution. A broad line of conductivity equipment is available
to measure liquids ranging from ultra-pure water (low conductivity) to
concentrated chemical streams (high).
Advantages and Disadvantages. In general, conductivity offers a fast,
reliable, non-destructive, inexpensive and durable means of measuring the
ionic content of a sample. Reliability and repeatability are excellent.
The drawback of conductivity is that it is a nonspecific measurement; it
cannot distinguish between different types of ions, giving instead a reading
proportional to the combined effect of all ions present. Therefore it must be
R = U/I
applied with some pre-knowledge of the solution composition or used in
relatively pure (single solute) solutions to be successful.
The formulas below shows the relation between conductance and resistance, R, of the object. R is proportional to the
distance, l, between the electrodes and is inversely proportional to the cross-sectional area of the sample, A (noted S on the
Figure above). Writing ρ (rho) for the specific resistance (or resistivity),
R = Al ρ
In practice the conductivity cell is calibrated by using solutions of known specific resistance, ρ*, so the quantities l and A
need not be known precisely. If the resistance of the calibration solution is R*, a cell-constant, C, is derived.
R* = C × ρ*
The specific conductance (conductivity), κ (kappa) is the reciprocal of the specific resistance.
C
κ=1
ρ =R
Rel is resistance of the electrodes and R the resistance of the solution.
2. The aims of this project
In this project we will study the conductivity for various locations in the surrounding of Kristianstad. Water samples will
be taken from five sites near Kristianstad. The below listed relations will then be analysed in an laboratory environment
22
1. Conductivity vs site
2. Conductivity vs pH
3. Conductivity vs temperature
4. Conductivity vs NaCl
5. Conductivity vs phosphate
2.1 Conductivity vs site
The conductivity is measured from the various sites near Kristianstad. Five sample data from each site are collected and
processed. The data should be presented as average and standard deviation. For comparison reason make a diagram of the
data given in table1 below. Insert your data and mark them clearly in the diagram.
Measured conductivity – various solutions. As stated above electrical Conductivity is the ability of a solution to transfer (conduct) electric current. It is the reciprocal of electrical resistivity (ohms). Therefore conductivity is used to measure
the concentration of dissolved solids which have been ionized in a polar solution such as water. The unit of measurement
commonly used is one millionth of a Siemen per centimeter (micro-Siemens per centimeter or µScm-1). When measuring more concentrated solutions, the units are expressed as milli-Siemens/cm (mScm-1) i.e.- 10–3 S-cm (thousandths of
a Siemen).
For ease of expression, 1000 µScm–1 are equal to 1 mScm–1. Often conductivity is simply expressed as either micro or
milli Siemens.
In table 1 below is typical conductivity values given for various solutions.
Table 1. Typical conductivity measured at 25 ˚C.
Solution
Conductivity
0.5 μScm–1
2 MΩ-cm
Rain water
50 μScm–1
0.5 MΩ-cm
Deionized water
Mountain water
Drinking water
Industrial wastewater
Brackish water
1 μScm–1
10 μScm–1
0.5-1 mScm–1
5 mScm–1
0.1-1 kΩ-cm
rarely stated
865 mScm–1
355 mScm–1
Resistivity versus Conductivity: When the ionic concentration is
very low (such as in high purity water), the measured conductivity falls
below a value of one micro Siemens per centimeter. In order to express
these numbers as whole numbers as opposed to fractions, the resistivity scale is often used. The numbers are exactly the inverse of each other.
For example: the reciprocal of 0.10 µScm–1 [or 1/(0.10 × 10–6 Scm–1)] is
then 10 × 106 ohms-cm (10 MΩ-cm). This is also commonly referred to
as “mega-ohms”. Either unit of measurement can be used to state exactly the same value. Commonly the conductivity scale is more versatile
as it can be used for a broader range of measurements.
2.2 Conductivity vs pH
Make a diagram of the conductivity vs pH for the various sites. In that
diagram plot the theoretical conductivity vs pH.
Where
κ is the estimated conductivity in μScm–1
pH the measure of how acidic/basic the water, 0 -14
1 kΩ-cm
432 mScm–1
31% HNO3
κ= 198·10(pH–7) 0.1 MΩ-cm
0.01-1 kΩ-cm
53 mScm–1
10% H2SO4
1 MΩ-cm
1-80 mScm–1
Ocean water
10% NaOH
Resistivity
Distilled water
(1)
2.3 Conductivity vs temperature
Temperature plays a role in conductivity. Because ionic activity increases with increasing temperature, conductivity measurements are
referenced to 25°C. The coefficient used to correct for changes in temperature, β is expressed as a percentage per degree Celsius. For most applications, beta has a value of two. In order to establish the true value of
beta a solution is measured at the elevated temperature (without temperature compensation). Then the solution is cooled and re-measured.
rarely stated
rarely stated
rarely stated
site
1
2
measured κ (μScm–1)
3
4
5
6
7
8
pH
1
2
calculated κ (μScm–1)
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
23
β can then be exactly calculated for that particular solution. Advanced meters allow for custom reference temperatures.
Given the solution and thereby the temperature coefficient one can estimate the variation in conductivity vs temperature. The following formula
can be used
(100+β(T – 25))κref
κ=
100
(2)
Solution
Acids
Bases
Salt
Drinkwater
Distilled water
β temperature coefficient (% per˚C)
1 - 1.6
1.8 - 2.2
2.2 - 3.0
2.0
5.2
Where,
κ is the estimated conductivity in μScm–1
T the measured temperature in ˚C
κref is the conductivity for standard solution, 1413 μScm–1 at 25 ˚C. Alternatively, the conductivity for the solution studied
measured at 25 ˚C.
T (˚C)
calculated κ (μScm–1)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
2.4 Conductivity vs NaCl
Measure the conductivity vs NaCl, salt, at room temperature. Measures are taken according to the table below.
NaCl (g litre–1)
0.5
1.5
3.0
10.0
30.0
2.5 Conductivity vs phosphate
Conductivity vs phosphate can be estimated according to:
2.15 < pH < 7.20 (H2PO4–)
κ = 34 CP Where Cp is the phosphate concentration in mg phosphate per litre (gm–3).
7.2 < pH < 12.02 (H2PO42–)
κ = 69 CP (3)
(4)
Due to the change in charge one may notice that the conductivity doubles for pH greater than 7.2 compared to lower pH.
Make a diagram of the conductivity vs phosphate for the two pH regions. Assume the phosphate to vary between
3 – 20 mg litre–1.
24
3. Measurement equipment
3.1 Conductivity probe
Probe Type
The probe used measures conductivity through two electrodes spaced one centimeter* apart from each other. [* Probes
with different electrode spacing allow measurement of various conductivities.]
A known potential (voltage, V) applies on the electrodes and measures the current (I). Then according to Ohm’s law:
I=V/R where R is the resistance the conductivity can be deduced. The higher the current obtained, the greater the conductivity. The resistance can vary due to salt depositions on the electrodes during measurements. For low to medium levels of
conductivity (< 2 mScm–1) this method may be sufficient.
Calibration
Most conductivity meters can be calibrated using a standard of a known value. Often a value of 1413 µScm–1 at 25 ˚C is
used. Some meters will allow the user to select from a wide range of pre-selected values. Calibration should be performed
using a standard which is as close to the solution being measured as possible. More advanced meters will allow calibration
at two, three, four or even five points. This results in good accuracy over a wider range of measured values. Some meters
will even recognize the value a standard when the probe is immersed during calibration similar to auto buffer recognition
in pH meters. This simply is another way a making a conductivity meter easier to use. Temperature is so important in conductivity measurement, it should also be calibrated at least one and preferably two different points.
3..2 Balance
3.3 100 ml Measuring cylinder
25
5. Schemat raportu laboratoryjnego, będącego formą sprawozdania z przeprowadzonego badania.
Name:
Date:
Lab Partner:
TITLE
Put the name of the lab here.
INTRODUCTION
State the problem that you will be researching. Add relevant background information pertaining to the research problem.
Define any new or unusual terms.
HYPOTHESIS
Prediction: Predict the outcome of the lab
Explanation: Give sensible scientific reasons for the outcome you predicted. The magic word is because. The hypothesis
is not necessarily a one-sentence prediction.
MATERIAL
List the materials in order of use.
PROCEDURE
List the steps undertaken, in the correct order, to complete the lab.
Add safety considerations when necessary.
DATA COLLECTION
Data collection is critical to all scientific investigations. The
raw data may be of two kinds:
Qualitative – Any data, which can be observed using the
five senses or rather crude estimates (colder,
longer etc). This also might include pictures or
sketches of a specimen.
Quantitative – Any numerical data obtained by measurements
(data tables*).
DATA PROCESSING AND PRESENTATION
Data analysis is the transformation of raw data to a form
suitable for presentation and evaluation. It could be calculations
you have made, statistical analysis or graphs.
* Example
Table 1. Gas evolution (carbon dioxide) during fermentation.
Trial
1
2
3
Time
(min)
Volume gas
(cm3)
Volume gas
(cm3)
Volume gas
(cm3)
0
10
20
30
0
14
25
29
0
15
24
31
0
15
25
30
CONCLUSION and EVALUATION
State your conclusions.
Interpret and explain your results. Describe what your data
means as well as what your data shows. Identify any relevant patterns within your data. Compare your results to literature values
(if possible). Support your findings with the use of references.
Figure 1. Carbon dioxide produced during fermentation.
Compare the results with your hypothesis. Make sure that you link the conclusion to the hypothesis and the purpose of
the investigation.
Discuss sources of error that is things that may have affected the results and their reliability or repeatability.
Evaluate the lab. For example what were the strengths and weaknesses with?
██ Procedure?
██ Equipment?
██ Management of time?
Suggest improvements. After evaluating the weaknesses you suggest ways to improve the lab. Simple suggestions are
for example, “I could have measured volumes more accurately by using a pipette or syringe instead of a measuring cylinder.”
or “I should have repeated the experiment at least six times to get a better average.”
26
MATEMATYKA
Autor: Robert Zdanowicz
Sprawozdanie z wizyty studyjnej w Szwecji
W dniach 26 kwietnia – 1 maja 2015 roku w ramach projektu unijnego „Holistyczne podejście do nauczania przedmiotów eksperymentalnych poprzez CLIL z praktycznym zastosowaniem matematyki oraz ICT”, realizowane w IV Liceum
Ogólnokształcącym w Łodzi, nawiązaliśmy ścisłą współpracę ze szwedzką młodzieżą, goszcząc w Söderportgymnasiet
w Kristianstad. Kooperacja zakładała przeprowadzenie badań terenowych, których celem było określenie jakości wody
w rzece Helge å. Młodzież zebrała próbki wody w pięciu punktach pomiarowych, zróżnicowanych pod względem otaczających je terenów i umiejscowienia w stosunku ujścia rzeki do morza. Zebrano dane w postaci temperatury wody, stężenia pH, stężenia jonów azotanu i amoniaku oraz ilości i rodzaju występujących w wodzie insektów. Ponad to zbadana
została przewodność elektryczna wody.
Na podstawie zebranych informacji młodzież z pomocą nauczycieli matematyki przeprowadziła obliczenia i analizy statystyczne w oparciu o dane zebrane przez chemików, fizyków oraz biologów. Ze względu na niedużą ilość istotnych danych,
z aspektu statystycznego możliwym okazało się zaprezentowanie wyników na wykresach słupkowych (porównanie stężeń
jonów oraz pH ze średnią wartością ze wszystkich pomiarów) oraz wykresach kołowych (prezentacja ilościowego i procentowego występowania gatunków insektów). Niektóre grupy próbowały znaleźć korelację między stężeniami poszczególnych jonów, ale okazywało się, że nie występuje lub nie ona jest istotna statystycznie. Oprócz opracowania statystycznego,
sprawdzona została prawidłowość pomiaru przewodności wody za pomocą metody graficznej – z wykorzystaniem modelowania zależności między zmiennymi przy pomocy funkcji logarytmicznej.
Wyniki wszystkich badań i analiz zaprezentowano w raportach, na plakatach oraz w prezentacjach multimedialnych.
Dla przeprowadzenia powyższych operacji matematycznych wykorzystano następujące narzędzia: Microsoft Excel, program Statistica, kalkulatory graficzne Casio.
Sprawozdanie z wizyty studyjnej partnera szwedzkiego w Polsce
Rewizyta szwedzkiego partnera w Polsce zakładała przeprowadzenie badań jakości wody rzeki Warty w rejonie
Załęczańskiego Parku Narodowego oraz dokonania analizy porównawczej wyników zebranych w Szwecji i Polsce, która
zaprezentowana została podczas konferencji.
W dniach 25–27 maja 2015 roku międzynarodowa grupa młodzieży biorącej udział w projekcie udała się pod opieką
nauczycieli do Nadwarciańskiego Grodu, gdzie w ciągu pierwszego dnia pobytu zgromadzone zostały pomiary i próbki
wody do badań. Ze względu na różnice w dostępnym wyposażeniu w narzędzia oraz aparaty pomiarowe zgromadzono
i przekazano do analizy następujące dane: stężenie pH, temperaturę wody, stężenie azotanów, amoniaku, fosforanów, ilość
i rodzaj występujących gatunków insektów w wodzie. Ponad to określono natlenienie wody oraz jej gęstość.
Podobnie jak podczas wizyty w Szwecji młodzież została podzielona na grupy kilkuosobowe, które miały za zadanie
pobrać próbki z pięciu punktów na rzece Warcie, zróżnicowanych pod względem otaczającego je terenu.
Do przeprowadzenia analiz i badań statystycznych młodzież została podzielona na grupy, w których gromadzono dane.
Ponad to została wyłoniona grupa specjalna, której zadaniem było wykonanie porównawczych analiz statystycznych ze
wszystkich punktów pomiarowych na rzece Warcie oraz rzece Helge å. W tej grupie po krótkiej dyskusji i problemach z zestawieniem danych do porównania, ze względu na niejednorodność danych źródłowych, zdecydowaliśmy się na:
██ Obliczenie statystyk podstawowych (procenta ważnych danych, średnich arytmetycznych, wartości minimalnych,
wartości maksymalnych oraz odchyleń standardowych)
27
██
██
██
28
zastosowanie macierzy korelacji w celu zaprezentowania występowania korelacji pomiędzy stężeniami
poszczególnych jonów, pH i przewodnością elektryczną wody
prezentację występujących korelacji na wykresach rozrzutu (tylko istotnych statystycznie)
zbadanie zależności występowania poszczególnych gatunków insektów w zależności od stężeń jonów azotanów
i amoniaku
Otrzymaliśmy następujące wnioski:
██ Warta w badanych punktach jest rzeką bardziej czystą niż rzeka Helge å, ale różnica jest niewielkiej wartości.
██ W rzece Helge å żyje więcej różnych gatunków insektów niż w Warcie, co świadczy o bardziej zróżnicowanej
faunie.
██ Stężenia amoniaku w badanych punktach jest niższe w Warcie niż w rzece Helge å.
██ Zarówno stężenia amoniaku jak i azotu w obydwu rzekach znacząco wpływają na ilość odnalezionych insektów.
██ Ze względu na różny dobór badanych czynników jak i punktów badawczych, brak jest możliwości zestawienia rzek
w szerszym spektrum analizy porównawczej.
██ Przy analizie wyników pracy wzięto pod uwagę fakt, że badania wykonywane w terenie przez niedoświadczonych
ludzi niosą ze sobą liczne nieścisłości.
Dla przeprowadzenia powyższych operacji matematycznych wykorzystano następujące narzędzia: Microsoft Excel, program Statistica, kalkulatory graficzne Casio.
Podsumowanie ogólne
Przeprowadzenie badań terenowych oraz wykonanie czynności z nimi związanych nie tylko pozwoliło młodzieży
na poznanie metod badawczych i umiejętności posługiwania się specjalistycznym sprzętem, ale pokazało im także,
jak istotną rolę w procesie poznawczym świata odgrywa matematyka, a zwłaszcza jej dział statystyka. Bez znajomości
podstaw teoretycznych, z którymi zetknęli się na zajęciach realizowanych w ramach projektu „Holistyczne podejście do
nauczania przedmiotów eksperymentalnych poprzez CLIL z praktycznym zastosowaniem matematyki oraz ICT”
oraz umiejętności posługiwania się tak potężnym narzędziem statystycznym jakim jest program Statistica, nie uzyskaliby
tylu, tak ciekawie zaprezentowanych rezultatów swoich prac.
10. OPIS ZAJĘĆ
MATEMATYKA
Autor: Agnieszka Banaśkiewicz
Czy matematyka to jedynie wolna gra symboli, pozbawiona jakiejkolwiek informacji o tzw. obiektywnej rzeczywistości1?
W ramach realizowanego projektu staraliśmy się zademonstrować kompatybilność między strukturami matematycznymi
a teoriami przyrodniczymi. Holistyczne spojrzenie na współczesną naukę poprzez wykorzystanie wypracowanych metod
pozwalających badać układy fizyczne, chemiczne i biologiczne oraz pokazanie dynamiki ich funkcjonowania w ujęciu
całościowym wraz z jednoznacznością przekazu, dzięki uniwersalnemu językowi rozwijanemu od czasów nowożytnych,
to kolejne aspekty, z którymi zapoznano uczestników. Pokazanie efektywności matematycznego opisu przyrody,
umożliwiającego prognozowanie nowych typów zjawisk oraz pozwalającego na otrzymywanie nadmiaru informacji,
nierealnych do uzyskania w zdroworozsądkowej analizie badanej dziedziny, uważaliśmy za konieczne do zademonstrowania.
Większość działów matematyki to nie wynik poszukiwań środków opisu dla praktycznych zastosowań, ale przyczynek
do rozwoju „matematyki czystej” mówiącej o strukturach niezależnych od materiału empirycznego. Reprezentatywnym
przykładem są prace wielkiego geometry starożytności Apolloniusza z Pergi dotyczące krzywych stożkowych, które zostały
wykorzystane blisko 1800 lat później przez Keplera w astronomii. Tą samą prawidłowość ilustruje dorobek Godfrey Harolda
Hardy’ego (1877–1947) matematyka angielskiego, autora m.in. „A Course of Pure Mathematics”, który planowo wybierał
do swoich badań kwestie pozbawione praktycznego zastosowania. Jednak wbrew jego oczekiwaniom prace z teorii liczb
i analizy matematycznej znalazły zastosowanie w pirotechnice i fizyce kwantowej. A tzw. prawo Hardy’ego wykorzystano
w genetyce do wykazania, że częstość genotypów w populacji diploidalnej pozostaje stała, pod pewnymi warunkami, nie
zmieniając się z pokolenia na pokolenie.
Współczesna nauka wypracowała uniwersalny język, który rozumieją, akceptują i posługują się nim ludzie różnych kultur,
ras i religii. Jego specyfika polega na jednoznaczności możliwej dzięki połączeniu matematyki z szacunkiem dla werdyktów
kontrolowanego doświadczenia.2 i możebnej niezależnie od przynależności kulturowej specjalistów, którzy go używają.
Matematyka, w nie mniejszym stopniu niż samo doświadczenie, jest jego istotnym elementem. Model matematyczny,
opisując podstawowe cechy obiektów (zjawisk fizycznych, biologicznych, chemicznych), daje nam użyteczną wiedzę
o nich i pozwala przewidzieć ich przebieg. Gotowe wyniki eksperymentu, które otrzymalibyśmy tylko w postaci liczb, nie
powiedziałyby nam nic, co moglibyśmy zrozumieć.
Tysiące ludzi widziało kamienie spadające z różnych wysokości, ale dopiero Galileusz opisał swobodny spadek kamienia
w języku matematyki i wtedy przyroda zaczęła odsłaniać przed nim swoje tajemnice.3
1 Heller, Michał, i Józef Życiński. Matematyczność przyrody, Kraków: Petrus, 2010, 24
2 Heller, Michał, i Stanisław Krajewski. Czy fizyka i matematyka to nauki humanistyczne?, Kraków: Copernicus Center Press, 2014, 61
3 Heller, Michał, i Stanisław Krajewski. Czy fizyka i matematyka to nauki humanistyczne?, Kraków: Copernicus Center Press, 2014, 61
29
Przykładowy plan wynikowy bloku tematycznego (Unit planner)
Autor: Robert Zdanowicz
Dokument ten powstał w oparciu o „Diploma Programme Unit Planner”, dokument wykorzystywany w programie
Matury Międzynarodowej, służący efektywniejszemu planowaniu pojedynczego bloku tematycznego. Głównym celem
tego dokumentu jest stworzenie nauczycielowi możliwości do refleksji nie tylko nad tym, jakie treści będą przekazywane
uczniom na zajęciach, ale również w jaki sposób. Dokument ten składa się z kilku części, które są ze sobą ściśle powiązane.
Część pierwsza to podstawowe cele i założenia oraz sposób realizacji danego zagadnienia w kontekście tego, co uczeń
powinien wynieść w zakresie wiedzy i umiejętności. Dodatkowo rozważa się te zagadnienia, które mogą uczniowi sprawić
największy problem. W części drugiej rozwija się realizację celów o metody pracy z uczniem oraz wyraźnie dąży się do tego,
by zajęcia korelowały się z innymi przedmiotami. Część ostatnia to podsumowania i refleksje, które mają stać się punktem
wyjścia dla zmian lub aprobacji w dotychczasowym sposobie przeprowadzania zajęć w danym bloku.
PRZEDMIOT: Matematyka
Poziom edukacyjny
Data rozpoczęcia realizacji zagadnienia
Data zakończenia realizacji zagadnienia
11.02.2014
20.05.2015
Blok tematyczny
Statystyka jednej i dwóch zmiennych.
Klasa 2 szkoły ponadgimnazjalnej
Główne cele / założenia bloku
Cele
1. Zaprezentowanie klasyfikacji danych statystycznych i sposobów ich rozróżniania.
2. Przedstawienie metod analizy danych jednej zmiennej i sposobów prezentacji wyników.
3. Metody badania współzależności dwóch lub więcej zmiennych.
4. Metody badania istnienia istotnych różnić między rozkładami zmiennymi.
5. Zeprezentowanie rozkładu normalnego Gaussa i związanych z nim własności.
Zrozumienie tematyki zajęć przez ucznia
Lista umiejętności jakie nabył uczeń / terminologia jaką poznał / umiejętności które rozwinął.
Uczeń poznał następujące definicje i terminy:
██
██
██
██
██
██
██
Średniej arytmetycznej, odchylenia standardowego
Mediany i kwartylu górnego i dolnego
Współczynnika korelacji dwóch zmiennych i współczynnika determinacji
Zasięgu i zasięgu kwartylowego
Frekwencji skumulowanej
Wartości p, wartości krytycznej
Hipotezy zerowej i alternatywnej
Uczeń rozwinął następujące umiejętności:
██
██
██
██
██
██
██
██
██
██
██
Klasyfikacji danych statystycznych ze względu na ich źródło (pomiar / zliczenie)
Prezentowania danych dyskretnych za pomocą grafów
Prezentowania danych ciągłych za pomocą histogramu i krzywej Gaussa (jeżeli rozkład jest normalny)
Prezentowania danych kategorycznych za pomocą wykresów kołowych, piktogramów i innych grafów
Wyznaczania minimalnej i maksymalnej wartości rozkładu, mediany, kwartyli, średniej arytmetycznej, odchylenia standardowego
Porównywania rozkładów przy wykorzystaniu grafu „ramka-wąsy”
Porównywania rozkładów przy wykorzystaniu histogramu
Porównywania rozkładów przy wykorzystaniu średnich arytmetycznych i standardowego odchylenia
Prezentowania korelacji za pomocą wykresu rozrzutu danych, obliczania współczynnika korelacji i wyznaczania linii trendu
Badania zależności / różnic między rozkładami przy wykorzystaniu testów (Chi-testu, testu T-Studenta)
Tworzenia ankiet do uzyskiwania danych
Uczeń zrozumiał następujące idee:
██
██
██
Po co i w jakim celu wykorzystuje się analizy statystyczne
Jak określić znaczność (istotność) danego obliczenia
Statystyka daje niejednoznaczne rezultaty ze względu na grupę badanych podmiotów / przedmiotów
Pojęcia umiejętności sprawiające uczniowi problemy
Podstawowe terminy / pojęcia:
██
██
Rozróżnienie korelacji a zależności między zmiennymi
Różnica między zastosowaniem wartości p a wartości krytycznej w testach różnic.
Umiejętności:
██
██
30
Sporządzanie linii trendu na wykresie rozrzutu i wyznaczanie jej równania
Podejmowanie decyzji związanej z akceptacją hipotezy zerowej lub alternatywnej testów różnic
Metody pracy / narzędzia wykorzystywane w realizacji zajęć
X Wykład (pogadanka)
X Praca w grupach
X Prezentacja Power Point
X Praca z kalkulatorem graficznym
X Prezentacja indywidualnych rozwiązań / przemyśleń
X Praca z innymi programami IT wykorzystywanymi w edukacji młodzieży
X Burza mózgów
Kooperacja międzyprzedmiotowa / CLIL
CLIL
X zastosowanie 4C’s (content, communication,
culture, cognition):
– posługiwanie się wyrażeniami / zwrotami
w języku angielskim oraz terminologią
przedmiotu
– stwarzanie okazji do komunikacji w języku
angielskim
– nauczyciel jako facylitator
– praca w grupach
Język angielski
X Pojęcia / słownictwo poznane na zajęciach
z języka angielskiego wykorzystywane
w zadaniach problemowych
X Tematyka poruszana na zajęciach języka
angielskiego jako przykładowe tematy analiz /
źródła danych
Biologia / Chemia / Fizyka
X Odwołania do metodologii badania
naukowego
X Wykorzystanie danych zgromadzonych na
zajęciach i ich analiza
X Interpretowanie otrzymanych rezultatów
w kontekście przedmiotu przyrodniczego
X Stosowanie specjalistycznej terminologii
przedmiotów przyrodniczych
Podsumowanie: (nauczyciel wypełnia tę część po zajęciach)
Sukcesy
Problemy
Uwagi / sugestie
Refleksje
Scenariusz zajęć 1
Average rate of change
Lesson/Unit plan name:
Average rate of change – Iloraz różnicowy (2 lessons)
Rational / Lesson Abstract:
Student will be able to find the average rate of change of a linear function over interval algebraically, graphically and
using a table, and interpret their results. Additional examples are provided involving quadratic and exponential functions.
Lesson Tasks, Problems, and Activities (attach resource sheets): What specific activities, investigations, problems,
questions, or tasks will students be working on during the lesson?
Functions are special relations that gives us outputs when we supply them with inputs. Very often we want to know
how quickly the outputs are changing compared to a change in the inputs values. The measure of how quickly something
changes is referred to as the average rate of change of a function.
Exercise 1
Alice and her younger sister Dominica are having a race in the backyard. Alice gives
her sister a head start and they run for 10 seconds. The distance they are along in the
race, in feet, is given below with Alice’s distance given by the function a(t) and Dominica’s
distance given by the function d(t).
a. How do you interpret the fact that d(6) = 35? Ilustrate your response by using the
graph.
b. If both runners start at t = 0, how much of a head start does Alice give her little
sister ? How can you tell?
c. Does Alice catch up to her sister? How can you tell?
d. How far does Alice run during the 10 second race? How far does Dominica run?
What calculation can you do to find Dominica’s distance ?
31
e. How fast do both Alice and Dominika travel? In other words, how many feet do each of tchem run per second?
Express your answer as decimal and attach units.
ALICE’S SPEED DOMINICA’S SPEED
(FEET PER SECOND) (FEET PER SECOND)
In the first exercise we were calculating the rate that the function’s output (y – values) were changing with respect to
the function’s input (x – values).
This is known as finding the average rate of change of the function.
Exercise 2
Finding the average rate of change of the function is the same as finding the …… of a line.
There is, of course, a formula for finding the average rate of change.
AVERAGE RATE OF CHANGE
For the function y = f(x), the average rate of change from a to b is given by :
f(b) – f(a)
b–a
where
f(b) – f(a) represents how much the y-values have changed
b – a represents how much the x- values have changed
Use GeoGebra aplet to illustrate the average rate of change.
Exercise 3
Find the average rate of change f(x) = 3x2 + 4 from x = –1 to x = 2. Carefully show the work that leads to your final answer.
Exercise 4
The function of g(x) is given in the table below. Which of the following gives its average rate of change over the interval
–2 ≤ x ≤ 3? Show the calculations that lead to your answer.
x
g(x)
–4
–64
3
27
–2
1
a. 3 b. 7 c. 13 d. ⅓
32
–8
1
Exercise 5
Szymon dropped a ball and collected the height (m) at various times (s). A graph of data he collected is provided.
Szymon wants to look at rate of change of the height at various times. He hopes to detemine how quickly the height was
changing at various times. Szymon first looks at the average rate of change for specific time intervals.Complete the table
with the information in the graph.
Interval
AB
BC
Coordinates of End points
Average Rate of Change
CD
DE
EF
FG
GH
What do the values for average rate of change tell you about the path of the ball and the speed of the ball?
Exercise 6
Complete the templete individually
Frayer Model
33
FLUENCY
1. Find the average rate of change between the following points.
a. f(x) = 2x – 3x1 = 2 to x2 = 4
b. g(x) = (x – 3)2x1 = –1 to x2 = 1
c. h(x) = x1 = –½ to x2 = 2
2. The function of g(x) is given in the table below, Find the average rate of change between x1 = –1 and x2 = 2
x
g(x)
–1
3
0
7
1
5
2
–1
3. Shown is the graph of f(x). Find the average rate of change of f(x) over the given interval [–4,2]
APPLICATIONS
4. One of the most spectacular high-diving events id Mexico where cliff divers drop off rocky outcroppings into
ocean bays. If one of these drivers drops from a spot that is 30 meters above the water, his height will be modeled
well by a function with rule h(t) = 30 – 4.9t2 (high in metres and time in seconds)
A. How long willi t take the diver to reach the surface of the water?
B. What will be the diver’s average velocity from takeoff to hitting the water?What will be the average speed?
C. How will the diver’s speed change during his flight? How is that change shown in the shape of a (t,h(t)) graph?
REASONING
5. Consider the function f(x) = 3x + 4
a. Find the average rate of change from x = 1 to x = 1.5
b. Find its average rate of change from x = 1 to x = 1 + h
c. Find the average rate of change of f between the points x = a and x = a + h
d. The average rate of change for this function is always 3. What type of a function has a constant averge rate of
change?what do we call this average rate of change in this case? Search the Internet if needed.
Homework 1
1. The graph of a function, f(x), is shown below. Use the graph to decide if the following statements about the
average rate of change of f(x) are true or false.
A. B. C. D. f(1) – f(–2)
1 – (–2) TRUE FALSE
f(1) – f(–2)
1–2
TRUE FALSE
f(1) – f(0)
1–0
f(2) – f(–1)
2+1
TRUE FALSE
TRUE FALSE
E. The average rate of change is positive TRUE FALSE
F. The average rate of change is negative TRUE FALSE
G. The average rate of change is constant TRUE FALSE
Evidence of Success: What exactly do I expect students to be able to do by the end of the lesson, and how will I measure
student mastery? That is, deliberate consideration of what performances will convince you (and any outside observer) that
your students have developed a deepened (and conceptual) understanding.
Students will create graphical and/or tables of values to represent the rates of change in various scenarios.
Students will participate in a whole class discussion where they must justify their solutions
34
WORKSHEET AVERAGE RATE OF CHANGE (1)
Exercise 1
Alice and her younger sister Dominica are having a race in the backyard. Alice gives her sister a head start and they run
for 10 seconds. The distance they are along in the race, in feet, is given below with Alice’s distance given by the function a(t)
and Dominica’s distance given by the function d(t).
a. How do you interpret the fact that d(6) = 35? Ilustrate your response by using the graph.
b. If both runners start at t = 0, how much of a head start does Alice give her little sister ? How can you tell?
c. Does Alice catch up to her sister? How can you tell?
d. How far does Alice run during the 10 second race? How far does Dominica run? What calculation can you do to find
Dominica’s distance ?
e. How fast do both Alice and Dominika travel? In other words, how many feet do each of tchem run per second?
Express your answer as decimal and attach units.
ALICE’S SPEED DOMINICA’S SPEED
(FEET PER SECOND) (FEET PER SECOND)
Exercise 2
Finding the average rate of change of the function is the same as finding the …… of a line.
Exercise 3
Find the average rate of change f(x) = 3x2 + 4 from x = –1 to x = 2. Carefully show the work that leads to your final answer.
Exercise 4
The function of g(x) is given in the table below. Which of the following gives its average rate of change over the interval
–2 ≤ x ≤ 3? Show the calculations that lead to your answer.
x
g(x)
–4
–64
3
27
–2
1
a. 3 b. 7 c. 13 d. ⅓
–8
1
35
Exercise 5
Szymon dropped a ball and collected the height (m) at various times (s). A graph of data he collected is provided.
Szymon wants to look at rate of change of the height at various times. He hopes to detemine how quickly the height was
changing at various times. Szymon first looks at the average rate of change for specific time intervals.Complete the table
with the information in the graph.
Interval
AB
BC
Coordinates of End points
Average Rate of Change
CD
DE
EF
FG
GH
What do the values for average rate of change tell you about the path of the ball and the speed of the ball?
Exercise 6
Complete the templete individually
36
Frayer Model
Homework 1
1. The graph of a function, f(x), is shown below. Use the graph to decide if the following statements about the
average rate of change of f(x) are true or false.
f(1) – f(–2)
A. TRUE FALSE
1 – (–2) B. C. D. f(1) – f(0)
1–0
f(1) – f(–2)
1–2
f(2) – f(–1)
2+1
TRUE FALSE
TRUE FALSE
TRUE FALSE
E. The average rate of change is positive TRUE FALSE
F. The average rate of change is negative TRUE FALSE
G. The average rate of change is constant TRUE FALSE
WORKSHEET AVERAGE RATE OF CHANGE (2)
FLUENCY
1. Find the average rate of change between the following points.
a. f(x) = 2x – 3x1 = 2 to x2 = 4
b. g(x) = (x – 3)2x1 = –1 to x2 = 1
c. h(x) = x1 = –½ to x2 = 2
2. The function of g(x) is given in the table below, Find the average rate of change between x1 = –1 and x2 = 2
x
g(x)
–1
3
0
7
1
5
2
–1
3. Shown is the graph of f(x). Find the average rate of change of f(x) over the given interval [–4, 2]
APPLICATIONS
4. One of the most spectacular high- diving events id Mexico where cliff divers drop off rocky outcroppings into
ocean bays.If one of these drivers drops from a spot that is 30 meters above the water, his height will be modeled
well by a function with rule h(t) = 30 – 4.9t2 (high in metres and time in seconds)
A. How long willi t take the diver to reach the surface of the water?
B. What will be the diver’s average velocity from takeoff to hitting the water?What will be the average speed?
C. How will the diver’s speed change during his flight? How is that change shown in the shape of a (t, h(t)) graph?
REASONING
5. Consider the function f(x) = 3x + 4
a. Find the average rate of change from x = 1 to x = 1.5
b. Find its average rate of change from x = 1 to x = 1 + h
c. Find the average rate of change of f between the points x = a and x = a + h
d. The average rate of change for this function is always 3. What type of a function has a constant averge rate of
change?what do we call this average rate of change in this case? Search the Internet if needed.
37
Netografia:
1. Average rate of change, Wyszukano 14.06.2015, w:
http://emathinstruction.emathblogspot.com/wordpress/wp-content/uploads/2014/10/CCAlgI.Unit-3.Lesson-6.
Average-Rate-of-Change.pdf
http://www.wccusd.net/cms/lib03/CA01001466/Centricity/domain/60/lessons/algebra%20i%20lessons/
AverageRateOfChange10062013v3.pdf
3. Rates of change for familiar functions, Wyszukano 14.06.2015, w:
http://wmich.edu/cpmp/1st/unitsamples/pdfs/C4U1_022-029.pdf
4. Rates of change, Wyszukano 14.06.2015, w:
http://www.edugains.ca/resources/LearningMaterials/TIPS/tips4rm/mcv4u/Unit1_RatesOfChange.pdf
http://www.math.tamu.edu/~jkessler/142/12B_i/L8.pdf
6. Frayer model for academic vacabulary devlopment, Wyszukano 14.06.2015, w:
http://notebook.lausd.net/pls/ptl/url/ITEM/C6D98F41C84BB048E0430A000210B048.
Scenariusz zajęć 2
Continuity of Functions / Ciągłość funkcji
Badanie ciągłości funkcji przy użyciu programu Mathematica
Lesson plan / Plan lekcji
Lesson time 90 minutes
Grade level: 11,12
The student will state the definition of continuity and determine where a function is continuous or discontinuous.
This will include continuity at a point; continuity over a closed interval and graphical interpretation of continuity and
discontinuity.
Objectives: Students will be able to:
Understand and use the definition of continuity
Use Mathematica to plot a graph of a piecewise defined function
Vocabulary:
Domain – all the values that go into a function
Range – the set of all output values of a function
Increasing function – a function with a graph that goes up as it is followed from left to right
Decreasing function – a function with a graph that moves downward as it is followed from left to right
Zero of a function – a value of x which makes a function f(x) equal 0
y – intercept – a point at which a graph intersects the y-axis.
Continuity – no gaps in the curve (layman’s definition)
Discontinuity – a point where the function is not continuous
Removable discontinuity – a discontinuity that can be removed by redefining the function at a point also called a point
discontinuity
Infinite discontinuity (asymptotic discontinuity) – a discontinuity because the function increases or decreases without
bound at a point
Jump discontinuity – a discontinuity because the function jumps from one value to another
Continuous from the right at a number a – the limit of f(x) as x approaches a from the right is f(a)
Continuous from the left at a number a – the limit of f(x) as x approaches a from the left is f(a)
A function is continuous on an interval if it is continuous at every number in the interval
Key Concept:
Continuity
Definition A function f is said to be continuity at the number x = a if all of the following three conditions are satisfied:
1. f is defined on some neighborhood of x = a
(NOTE: This is not a deleted neighborhood of x = a. Thus, f is defined at x = a.)
2. exists
3. 38
Notation: If f is not continuous at x = a, then we say that f is discontinuous at x = a.The graphs of the examples of
discontinuities
Pre-activities
List and define properties of functions. Consider different graphs and stress that we can draw the graph of a function on
an interval without lifting your pencil (or pen) or that it is impossible.
Activities:
In this part of the lesson the students will learn how to use Mathematica to plot a graph of function.
Exercise 1
Plot the graph of the functions and find the differences between them:
a. f(x) = x2 – 4x + 1
b. f(x) = c.
a. Użyj następującego polecenia
]
Zatwierdź klawiszami SHIFT+ENTER
b.
39
c. To type in a piecewise function, you need to use the command
Plot[Piecewise[ { { }, { } } ], { x, }, Plot Range →{ } ]
To type in the not_equal sign ≠, press the keys ESC ! = ESC on your
keyboard.
As you can see, the graph generated above doesn’t show the function
value at x = 2. We need to add a point at the appropriate place on the
graph to show f(2) = 3. Right-click on the graph to activate the Drawing
Tools box and click the small dot. Place the dot at the point (2,3) in the
graph and it will look like
Exercise 2
Determine f(2) and the value of the functions as x approaches 2 for:
a. f(x) = x2 – 4x + 1 b. f(x) = c.
The students along with teacher sum up the above activities and define the continuous function.
40
Exercise 3
Plot the graph of the function ; a = 2 and indicate where the function is countinuous or discontinuous. Show it using the
definitione.
To type the greater than or equal sign ≥ press the keys ESC > = ESC on your keyboard.
1. f is defined on some neighborhood of x = 2, namely.
2.
=
=
.
Thus,. Thus, exists
3. Thus,
Answer: f is continuous at x = 2
Exercise 4
Is ; a = 1 continuous at x = 1? Plot the graph.
1. f is defined on some neighborhood of x = 1, namely.
2.
=
=
Thus, = DNE.
Answer: f is discontinuous at x = 1
41
This is a 2-piece function with the 1st piece 1 – x2 defined on (–∞, 1] and
the 2nd piece 5 – x defined on (1, ∞). It makes sense that the left end of the
2nd piece of the curve needs to be circled out. Let’s fix this problem using the
Drawing Tools box again.
Click the selected symbol and move your cursor to the left end of the 2nd
piece of the curve. Then type the letter “O” to circle out the endpoint. The
graph ends up as shown below
From the graph, you can tell the function is discontinuous at x = 1.
Homework.
1. Show that is discontinuous at x = 2
2. Let.
Show that f(x) is continuous at x = 0.
HANDOUT – Continuity of Functions
Exercise 1
Plot the graph of the functions and find differences between them:
a. (x) = x2 – 4x + 1 b. f(x) = c.
Użyj następującego polecenia:
a. ]
b.
c. To type in a piecewise function, you need to use the command
Plot[Piecewise[ { { }, { } } ], { x, }, Plot Range →{ } ]
To type in the not_equal sign ≠, press the keys ESC ! = ESC on your keyboard.
The graph generated doesn’t show the function value at x = 2. Add a point at the appropriate place on the graph to show
f(2) = 3. Right-click on the graph to activate the Drawing Tools box and click the small dot. Place the dot at the point (2, 3)
in the graph.
Exercise 2
Determine f(2) and the value of the functions as x approaches 2 for:
a. f(x) = x2 – 4x + 1
b. f(x) = c.
Exercise 3
Plot the graph of the function ; a = 2 and indicate where the function is countinuous or discontinuous. Show it using the
definitione.
To type the greater than or equal sign ≥ press the keys ESC > = ESC on your keyboard.
42
Using the definitione of Continuity at a Point
1. f is defined on some ……………………. of x = 2, namely.
2.
=
=
………
Thus,. Thus, exists
3.
Thus,
Answer: f is ………….. at x = 2
Exercise 4
a. Is ; a = 1 continuous at x = 1?
b. Plot the graph.
a. 1.
f is defined on ……………………. of x =……., namely……...
2.
= …………………….
………………
= ………………………..
Thus, =
Answer: f is ………………… ……………at x =
b. This is a 2-piece function with the 1st piece 1 – x2 defined on (–∞, 1]
and the 2nd piece 5 – x defined on (1, ∞). It makes sense that the left end of
the 2nd piece of the curve needs to be circled out. Let’s fix this problem using
the Drawing Tools box again.
Click the selected symbol and move your cursor to the left end of the 2nd
piece of the curve. Then type the letter “O” to circle out the endpoint.
Netografia :
1. C
ontinuity of functions, dostęp dn16.06.2015,
http://resources.thiel.edu/mathproject/mathematica/L004.pdf
2. Lesson – Continuity, dostęp dn16.06.2015
math.utoledo.edu/~janders/1850/.../Lesson14.doc Copyrighted by James D. Anderson, The University of Toledo
3. Limits, dostęp dn16.06.2015,
http://www.pendragoncove.info/calculus/Chapter%202%20Outline.doc
Scenariusz do zajęć matematyki 3
Autor: mgr Agnieszka Banaśkieiwcz
Mathematics Lesson Plan
Topic: Scientific Notation – introduction (45 minutes) Grade Level: 9th/10th
Learning Objectives: (Bloom’s Taxonomy in parentheses)
Know:
██ The definition of scientific notation (Knowledge)
██ The definition of standard form (Knowledge)
██ How to identify scientific notation on a calculator (Knowledge)
██ How to identify a number in scientific notation (Knowledge)
Understand:
██ The purpose of scientific notation (Analysis)
██ What scientific notation means (powers of 10) (Comprehension)
██ Why the notation involves the number 10 and not another number (Analysis)
██ The representation of numbers in scientific notation (Application)
43
Be able to:
██ Write large numbers in scientific notation (Synthesis)
██ Write a number in scientific notation and in standard form (Synthesis)
██ compare numbers written in scientific notation (Analysis)
██ Read a number in scientific notation on a calculator (Comprehension)
██ Describe the meaning of scientific notation and it’s usefulness (Evaluation)
Student and Teacher Activities with Estimated Time Blocks: Specify the activities (procedures) in which students
will be expected to participate and/or you will conduct or lead.
Activity/Time
Hook (5 minutes)
Article Activity
(25 minut)
Teacher
Ask the class:
What does fb stand for? (abbreviated notation)
What is the difference between fb and facebook? (abbreviated notation, standard notation)
Write a standard notation for something else and the abbreviated notation for it too.
Discuss that even though it is definitely quicker, the abbreviated notation might be confusing, since
many others could have the same initials.
Discuss in group
Give the examples
Give students the article and handout. Allow a few moments for them to read the first two paragraphs. Answer the questions
How will scientific notation help when writing numbers?/What is scientific notation?/
How does scientific notation differ from standard notation?/ How do you convert from standard form
to scientific notation (both large and small numbers)?
Make use of article solve the ex.1,2,3,4
Calculator Activity All the students need a graphing/scientific calculator that will represent scientific notation. Have the
(10 minutes)
students in small groups of about 2 or 3 persons. The class will work in their groups to discuss and
answer the questions on the handout. Throughout this activity the teacher will go around and answer
questions and guide the students’ thinking. Make sure they are getting the right conclusions about the
problems to lead us into a discussion about scientific notation.
Homework
Students
Write when you may need to use scientific notation. Create a number in standard form or words to go
along with their examples and then write this number in scientific notation
In groups answer the
exercises 5, 6, 7, 8.
Ex 9, 10
Materials Needed for the Lesson: Graphing Calculators, Handout
Scientific Notation
Article from http://www.teachastronomy.com/astropedia/article/Scientific-Notation
In science, and particularly in astronomy, there are many extraordinary numbers to describe distances, ages, temperatures,
and densities. It is clearly not very convenient to write the distance that light travels in a year as 6,000,000,000,000 miles
or the density of interstellar space as 0.000000000000000000000002 g/cm3. Astronomers and other scientists have
developed a shorthand system for writing such very large and very small numbers called ‘Scientific Notation’.
In this system, a number has two parts, separated by the multiplication sign. The part in front of the multiplication sign is
the coefficient, and is typically a number like 5.2 or 6.987 that only has one digit to the left of the decimal point. The power
of ten that follows the multiplication sign is called the exponent. (Sometimes scientific notation is also called exponential
notation or just “powers of ten” notation.) As an example, let’s rewrite the two numbers above in scientific notation:
██ 6,000,000,000,000 miles = 6 × 1012 miles,
██ 0.000000000000000000000002 g/cm3 = 2 × 10–24 g/cm3 —.
Scientific notation is much more compact way to express large and small numbers.
The exponent of a number written in scientific notation tells you how many places to shift the decimal point to the left
or the right to form the number. In other words, 2.51 × 105 means shift the decimal point plus five places, or five places to
the right, giving 251,000. On the other hand, 6.8 × 10–7 means shift the decimal point minus seven places, or seven places
to the left, giving 0.00000068. If there is a zero in the exponent, the decimal point does not move (which makes sense since
100 = 1).
Here are some examples of numbers written in normal notation (on the left) and scientific notation (on the right):
██ 0.000490372 = 4.90372 × 10–4
██ 3001 = 3.001 × 103
██ 0.000002 = 2 × 10–6 (or 2.0 × 10–6)
██ 100,000,000 = 108 (or 1.0 × 108)
██ 0.887 = 8.87 × 10–1
██ 148,400 = 1.484 × 105
Remember that the exponent is the number of factors of ten that are multiplied together to get the quantity. For example,
100 = 1, 101 = 10, 102 = 10 × 10 = 100, 103 = 10 × 10 × 10 = 1000, and so on. The most often used large numbers are one
thousand (103), one million (106), one billion (109), and one trillion (1012). The exponent in a power of ten just gives the
number of zeros that follows the one.
44
English Version
Decimal Version
Scientific Notation
Metric Prefix
one billionth
0.000000001
1.0 × 10
nano
n
one millionth
0.000001
1.0 × 10–6
micro
m
1.0 × 10–3
milli
m
1.0 × 103
kilo
k
1.0 × 106
mega
M
1.0 × 109
giga
G
1.0 × 1012
tera
T
one hundred millionth
one ten millionth
one hundred thousandth
one ten thousandth
one thousandth
one hundredth
one tenth
one
ten
one hundred
one thousand
ten thousand
one hundred thousand
one million
ten million
one hundred million
0.00000001
0.0000001
0.00001
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
1000
10,000
100,000
1,000,000
10,000,000
100,000,000
one billion
1,000,000,000
one trillion
1,000,000,000,000
ten billion
one hundred billion
10,000,000,000
100,000,000,000
–9
1.0 × 10–8
1.0 × 10–7
1.0 × 10–5
1.0 × 10–4
1.0 × 10–2
1.0 × 10–1
1.0 × 100
1.0 × 101
1.0 × 102
1.0 × 104
1.0 × 105
1.0 × 10
7
1.0 × 108
1.0 × 1010
1.0 × 1011
centi
deci
Symbol
c
d
When units are involved, scientific notation may get consumed into the prefix of a given unit, such as a kilometer (103 m)
and millimeter (10–3 m). For example:
██ 0.0000673 m = 6.73 × 10–5 m = 0.0673 mm = 67.3 µm
██ 56,000 J = 5.6 × 104 J = 56 kJ = 0.056 MJ
██ 127,000,000 pc = 1.27 × 108 pc = 127 Mpc = 0.127 Gpc
██ 0.0000000899 s = 8.99 × 10–8 s = 0.00899 ms = 0.899 ns
██ 145 g = 1.45 × 102 g = 145,000 mg = 0.145 kg
██ 51,000,000,000 W = 5.1 × 1010 W = 51 GW = 0.051 TW
To work with large and small numbers, you need to know the rules for multiplying and dividing in scientific notation. To
multiply two numbers together, you multiply the coefficients and add the exponents. (Be careful to preserve signs.) Here
are some examples:
██ (7.91 × 104) × (2 × 107) = (7.91 × 2) × 104+7 = 15.82 × 1011 = 1.582 × 1012
██ (6.9 × 108) × (1.1 × 10–5) = (6.9 × 1.1) × 108+(–5) = 7.59 × 108–5 = 7.59 × 103
██ (4 × 10–6) × (5.8 × 10–11) = (4 × 5.8) × 10–6+(–11) = 23.2 × 10–17 = 2.32 × 10–16
To divide two numbers, divide the coefficients and subtract the exponents. (Once again, be careful to preserve signs
when you subtract exponents.) Here are some examples:
██ (3 × 106) / (6.3 × 104) = (3 / 6.3) × 106–4 = 0.48 × 102 = 4.8 × 101 (or just 48)
██ (8.35 × 106) / (2.7 × 10–6) = (8.35 / 2.7) × 106–(–6) = 3.07 × 106+6 = 3.07 × 1012
██ (7.5 × 10–8) / (9 × 10–7) = (7.5 / 9) × 10–8–7 = 0.83 × 10–15 = 8.3 × 10–14
Parentheses are used to group items and operations in mathematics. Always complete the operations within each set
of parentheses before moving outside the parentheses. (In other words, do not just work out an equation from left to
right.) If a complex problem involves more than two large or small numbers, the principles are the same. Just group all
the coefficients and multiply or divide them, and group all the exponents and add or subtract them. Look at the following
example:
[(3.4 × 104) × (6 × 10–8)] / [(1.6 × 10–9) × (4.7 × 105)]
= [(3.4 × 6) / (1.6 × 4.7)] × 104+(–8)–(–9)–5
= (20.4 / 7.5) × 104–8+9–5
= 2.7 × 100 (or just 2.7)
HANDOUT – Scientific Notation
1. How do you write the numer 6.802 ∙ 105 in standard form?
A. 680 200 B. 68 020 000 C. 680.2 D. 68 020
2. How do you write the standard number 36 610 000 000 in scientific notation?
A. 3.661 ∙ 1013 B. 3.661 ∙ 1010 C. 36.61 ∙ 1011 D. 3.661 ∙ 1011
3. How do you write the standard number 3 304 000 in scientific notation?
A. 3.304 × 105 B. 3.304 × 106 C. 3.304 × 104 D. 3.304 × 108
4. Which list is in order from least to greatest?
45
A. 1.9 × 1011, 6.4 × 1011, 1.9 × 1010, 6.4 × 1010
B. 1.9 × 1010, 1.9 × 1011, 6.4 × 1010, 6.4 × 1011
C. 1.9 × 1010, 6.4 × 1011, 1.9 × 1011, 6.4 × 1010
D. 1.9 × 1010, 6.4 × 1010, 1.9 × 1011, 6.4 × 1011
5. The mass of the sun is 1.98 × 1033 grams. If a single proton has a mass of 1.6 × 10–24 grams, how many protons are
in the sun?
6. Pluto is located at a distance of 5.9 × 1014 centimeters from Earth. At the speed of light (2.99 × 1010 cm/sec) how
long does it take a light signal (or radio message) to travel to Pluto and return?
7. The population of California is approximately 38 040 000. The population of Texas is approximately 26.06 × 106.
The population of New York State is approximately 1.96 × 107
a. Write each population in scientific notation
b. Which state has the greater population? Justify your reasoning.
8. Taylor Swift, a singer/songwriter has approximately 71 530 000 fans on Facebook. Selena, an actress/singer, has
approximately 72.1 × 106 fans on Facebook. Which celebrity has the greater number of fans?
9. Express each of the following in standard form.
A. 2.8 × 102 B. 6.6 × 101 C. 8.51 × 106 D. 7.412 × 102 E. 5.8 × 10–2 F. 9.66 × 10–5
10. Express each of the following in scientific notation.
A. 78 000 B. 350 C. 71 000 000 D. 1 265 400
Netografia:
1. Representing Numbers Using Scientific Notation, dostęp 15.06.2015,
http://www.enetlearning.org/wp-content/uploads/2015/01/ScientificNotation-Lesson-Plan.pdf
2. Scientific notation, dostęp 15.06.2015, Jacqueline Bruno lesson on scientific notation
http://www.teachastronomy.com/astropedia/article/Scientific-Notation
3. Scientific Notation, dostęp 15.06.2015,
http://studyislandeinstruction.wikispaces.com/Lesson+Plans
4. Scientific notation – lesson NY, dostęp 15.06.2015,
http://digitalcommons.brockport.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1282&context=ehd_theses
https://www.nasa.gov/pdf/371727main_SMII_Problem9.pdf, dostęp 15.06.2015
ICT
Autorzy: Małgorzata Wojciechowska, Robert Zdanowicz
Zajęcia z technologii informacyjnych i komunikacyjnych w ramach projektu odbywały się w czterech częściach. Każda
z części miała za zadanie zapoznać ucznia z funkcjonalnością oprogramowania oraz nauczyć go wykorzystywać Excel,
Geogebrę, Statistica i Mathematica jako narzędzia w rozwiązywaniu zadań problemowych na przedmiotach takich jak
chemia, fizyka, biologia i matematyka. Zajęcia miały postać kursów na platformie e-learningowej, gdzie uczniowie mając
do dyspozycji instrukcje, filmy instruktażowe oraz możliwość kontaktu z nauczycielem, zamieszczali wykonane zadania.
Na zajęciach poświęconych wykorzystywaniu programu Excel uczniowie zobaczyli, jak przy jego pomocy można
modelować zjawiska fizyczne np. zjawisko fotoelektryczne. Uczyli się gromadzić w odpowiednich tabelach dane
doświadczalne lub dane uzyskane z aplikacji symulujących zjawiska fizyczne oraz dobierać do nich odpowiednie wykresy.
Dużą trudnością dla uczniów było formatowanie osi wykresów punktowych w Excelu, dlatego jako alternatywę poznali
program GRAPH, przyjazny przy tworzeniu wykresów punktowych i rysowaniu prostych przechodzących przez zadane
punkty (linie trendu) wraz z ich równaniem.
Zajęcia dotyczące programu Statistica prowadzone były w postaci stacjonarnych spotkań ze względu na małą popularność
programu i trudność w jego obsłudze, wymagającą również podstaw teoretycznych.
Zajęcia przygotowane były zgodnie z założeniami projektu i dopasowane do wymagań, jakie narzucały pozostałe
przedmioty ze względu na zapotrzebowanie w zakresie wykorzystania odpowiednich aplikacji przyspieszających
i upraszczających skomplikowane metody działań, analizy i prezentacji, jak również do wymagań, jakie stawiała współpraca
międzynarodowa w zakresie realizowanego przedsięwzięcia - badania wody w rzekach w Szwecji i Polsce.
46
BIOLOGIA
Autor: Magdalena Pawlikowska
Zajęcia z biologii prowadzone w ramach projektu polegały głównie na przygotowaniu uczniów do pracy w laboratorium,
jak i w terenie. Uczniowie zostali zapoznani ze sprzętem laboratoryjnym, rejestratorami danych, a także ze sprzętem
i technikami pobierania prób w terenie.
Kurs biologii miał za zdanie przygotowanie uczniów do samodzielnej pracy naukowej, zarówno w teorii, jak i w praktyce.
Uczniowie uczyli się, jak pisać instrukcję do eksperymentu, jak definiować zmienne, a także jak opracowywać dane,
dokonywać wnioskowania i ewaluacji. Przygotowany program nauczania zgodny był z celem głównym projektu i wpisywał
się w obszary tematyczne określone przez projekt.
Realizowany materiał obejmował zagadnienia z ekologii, biochemii i fizjologii człowieka.
W zakresie ekologii realizowano tematy z ekologii populacyjnej, synekologii i ekologii funkcjonalnej. Ponadto
realizowano zagadnienia związane z klasyfikowaniem zwierząt bezkręgowych, ze szczególnym uwzględnieniem gatunków
wskaźnikowych.
Tematy związane z działem biochemii i fizjologii człowieka stanowiły punkt wyjścia do badań laboratoryjnych nad
enzymami, a także nad wpływem czynników zewnętrznych na układ oddechowy, krwionośny i nerwowy.
Zajęcia prowadzone były w większości w języku angielskim, co ułatwiło uczniom efektywną współpracę
w międzynarodowym środowisku podczas wizyt studyjnych.
Scenariusz zajęć z biologii 1
CLIL Language: English
Subject Area: Biology/Ecology
TITLE: Interactions between trophic levels in the example of a lake ecosystem
Time: 90 min
Materials/ recourses: work sheets, alternatively Biozone Students Workbook (IB Biology Second Edition), slides/
photos to present taxa inhabiting the pond, ppt presentation
ESTABLISHED GOALS/TARGETS: What will students know and be able to do
██ Students understand the functioning of a community by describing and identifying producers, consumers and
decomposers
██ Students can assign species to trophic levels on the basis of their sources of nutrition
██ Students understand the relationships between different trophic levels
██ Students can construct food chains to show the feeding relationships between the organisms
██ Students can use the food chains to build up a food web for the community
██ Students understand the cycle of matter in ecosystem
LANGUAGE GOALS:
██ Students remember basic vocabulary in the field of classification and food relationships
██ Students can apply the vocabulary to describe the relationships within the community
██ Students can use the information supplied to indicate the position of each species in the food web and to construct
different food chains
Language of learning :
Key Vocabulary: community, ecosystem, producer, consumer, decomposer, trophic level, food chain, food web, detritus,
herbivorous, carnivorous, predator, macrophyte, protist, water beetle, pond snail, dragonfly, larva, leech, crustacean,
protozoan, mosquito, pike, three-spined stickleback.
Defining: community, ecosystem, food chain, food web, producer, consumer, decomposer
Describing: trophic relationships within the ecosystem
Explanations: the position of a species in a food web, cycling of matter
Language activities/skills:
Listening: Listening to teacher’s introduction and short revision
Reading: Reading comprehension, gaining the information needed to construct the food chains
Writing: Filling the work sheet
Speaking: Explaining the understanding of matter cycling, answering teacher’s questions
INTRODUCTORY PART
Teacher makes sure that students remember and understand the definition of basic levels of ecological organisation:
population, community, ecosystem and biome.
Teacher makes a quick revision on classification with particular emphasis on taxa inhabiting the pond.
47
Teacher explains the new specialist words typical for certain taxa, such as the names of specific structures and common
names of different taxa.
Teacher explains how to show the flow of energy between species (proper drawing of arrows used in the chains and
webs).
IMPLEMENTATION
Students work on provided material and fill the work sheet.
Students read the description of feeding requirements of lake organisms. Then they construct different food chains from
the information provided. Finally they use the food chains to create a food web. The position of each species in a food web
must be clearly indicated considering the situation when species occupy more than one level.
Students work in pairs. Teacher supervises the work, answer student’s questions, give directions if necessary.
CLOSING ACTIVITY
Students read aloud the answers from the work sheet. Using he examples read by students, teacher draws students
attention to the fact that most species appear in more than one food chain which makes the food relationships more
complicated.
Students use the food web to explain the cycling of matter.
HOMEWORK
Construct a food web containing up to 10 organisms.
ASSESSMENT EVIDENCE: the evidence of learning
Students complete assessment activities at the end of lesson.
Students successfully do their homework.
Subject Area: Biology/Ecology and conservation
TITLE: The greenhouse effect
Time: 90 min
Materials/ recourses: Biozone Students Workbook (IB Biology Second Edition), data from the Mauna Loa, Hawaii, or
Cape Grim, Tasmania and other monitoring stations can be used, film, PPT presentation.
██ Students can draw and label a diagram of the carbon cycle to show the processes involved
██ Students can analyse the changes in atmospheric carbon dioxide concentration using the historical records
██
Students can explain the relationships between rises in concentrations of greenhouse gases and the enhanced
greenhouse effect
██ Students know other greenhouse gases including methane, oxides of nitrogens
██ Students understand the physical background of greenhouse effect (transmission of incoming shorter-wave
radiation and re-radiated longer-wave radiation)
██ Students know what precautionary principle states and can apply it as a justification for strong action in response
to the concerns connected with the enhanced greenhouse effect.
██ Students are able to describe the consequences of a global warming on polar ecosystems.
LANGUAGE GOALS:
██ Students remember basic vocabulary in the field of greenhouse effect, global warming and natural processes involved.
██ Students can apply the vocabulary to explain the processes involved in a greenhouse effect, to explain the physical
background of the phenomenon to discuss ethical issues referring to the precautionary principle.
██ Students can understand the material provided and analyse the historical records to compare the changes in
atmospheric carbon dioxide concentration.
Language of learning:
Key Vocabulary: greenhouse effect, global warming, greenhouse gas, methane, carbon dioxide, oxides of nitrogen,
atmosphere, stratosphere, troposphere, ozone layer, chloro-fluoro-carbons (CFCs), sink, cell respiration, photosynthesis,
combustion, emission, fossil fuel, oxidation, radiation, wave, reflection, extinction, Arctic, Antarctic.
Defining: sink, green gas, CFCs
Describing: the carbon cycling, the greenhouse effect,
Explanations: relationship between the rises in greenhouse gases concentrations and a greenhouse effect
Evaluation: the precautionary principle
48
Listening: Listening to teacher’s presentation, film
Reading: reading comprehension, articles involved (effect of global warming on polar ecosystem)
Writing: Filling the work sheet, the carbon cycle labelling
Speaking: Evaluating of the precautionary principle
INTRODUCTORY PART
Teacher explains the greenhouse effect and the problem pf global warming– PPT presentation assisted by films fragments
about the industrial revolution and ozone layer depletion.
Teacher introduce basic greenhouse gases, focusing on chemical structure, historical records referring to pre-industrial
and present day concentrations, gases’ global warming potential and atmospheric lifetime.
IMPLEMENTATION
Students work on provided material and fill the work sheet, label the carbon cycle.
Students analyse and conclude historical records.
Teacher stimulate the discussion about the precautionary principle. Some ethical questions are discussed (e.g. question
about the right to knowingly damage the habitat of, and possibly drive to extinction, species other than human being)
CLOSING ACTIVITY
Students read aloud the answers from the work sheet. One or two students are asked to describe the carbon cycle.
Students outline the consequences of global warming focusing on polar ecosystems.
HOMEWORK
Give the local examples of species affected by climatic changes.
Give an example of the situation when using the precautionary principle may cause greater harm.
Students complete successfully assessment activities.
Students successfully do their homework.
Subject Area: Biology/Human Physiology/Nervous system/Tactile sensitivity of human skin
TITLE: Tactile sensitivity of human skin
Time: 45 min theory + 1.5 h practical exercise
Materials/ recourses: Biozone Senior Biology 2- work sheets, human skin models, PPT presentation, instruction for
practical exercise, hair pins (1 per pair), scarfs/bandanas (1 per pair)
██ Students will be able to label the structure of a skin and assign the appropriate functions
██ Students are able to describe the types of sensors and receptors.
██ Students understand the basis of sensory perception
██ Students are able to decide about the sufficient amount of data needed to face the aim of experiment (practical
part)
██ Students are able to choose appropriate parts of the body to meet the aim of the investigation (practical part)
██ Students understand and properly follow the instruction (practical part)
LANGUAGE GOALS:
██ Students remember basic vocabulary referring to nervous system
██ Students can apply the vocabulary to understand the sensory perception and to understand the instruction given.
Key Vocabulary: stimulus, receptor, biological transducers, the Pancinian corpuscle, depolarization, subcutaneous
tissue, skin, epidermis, dermis, sebaceous gland, sebum, sweat gland, hair follicle, nerve ending, sense organ, perception,
sensory adaptation
Defining: receptor, stimulus, mechanoreceptor, threshold value, controlled variables
Describing: sensory perception, sensory adaptation
Explanations: choice of body parts investigate by students, comments made on the experiment results (practical part)
Evaluation: method and results obtained by students.
49
Listening: slide share presentation
Reading: material provided, experiment instruction, literature used by students to discuss their results
Writing: Filling the biozone work sheet, preparation of lab report, discussion with literature data.
INTRODUCTORY PART
Teacher encourages students do make a brief revision on nerve impulse transmission. Teacher check student’s
understanding of resting and action potential, depolarization, excitability and synapses.
IMPLEMENTATION
Teacher presents the structure of human skin, explain the functions, encourage students to explain the adaptation of skin
structure in the context of presented functions.
Teacher explains the basis of sensory perception.
Teacher distributes the experiment instruction (one per pair), explain briefly the general aim of the experiment.
Students conduct the experiment. Teacher supervises student’s work.
CLOSING ACTIVITY
Teacher check if all students finished data collecting.
HOMEWORK
Students work on collected data, process them and write report.
Student’s lab reports. Adequate data interpretation and evaluation. Reasonable discussion with literature.
Inroduction for students
THE SKIN AS SENSE ORGAN – practical exercise
The aim of this investigation is to find out how fat two stimuli, given at the same time, have to be before they are felt as
two separate stimuli rather than one. Use different body parts and find the most and least sensitive one. Try to explain why
it is important that some parts are more sensitive than others.
1. Work in pairs for this investigation
2. Bend a hairpin until the points are 1.0 cm apart. You will use it to give touch stimuli, either touching with one
wire (single stimulus) or with both wires at once (double stimulus).
3. Blindfold your partner
4. Press the hairpin carefully into the skin on the back of your partner’s hand so that either one or two wires touch.
The stimulus must lat for one second. If you use double stimulus both of the wires must touch the skin at the same
time and with equal force.
5. Your partner must tell you whether he or she thinks one or two wires were touched. You should record whether
the answer was correct or not
6. Repeat the test randomly over skin on the back of the hand 9 times more and record whether or not your partner
was correct each time. The single and double stimulus must each be used 5 times and you should prepare the
order before you begin.
7. If your partner’s replies were all correct fo a given area, carry out the test for the second time with the hairpin
only 0,5 cm apart. But if the skin did not seem very sensitive in the area being investigated, bend the hairpin to
put the points 1,5 cm apart before repeating the test.
8. Now change places with your partner and repeat the test.
9. Continue testing with different distances between points and different body parts to collect enough data to fulfill
the aim and allow statistical analysis.
10. Time allowed: 1.5 h
11. Exchange the results with your partner to have comparison.
12. Prepare an individual report and attach this instruction.
Subject Area: Biology/Planning an Investigation
TITLE: Planning an Investigation
Time: 90 min
Materials/ recourses: Biozone Biology Workbook. Skills in Biology.
IB Biology Guide 2009. Internal Assessment
50
██ Students know what are the crucial elements in scientific planning
██ Students know how to construct a fully informative title of an investigation
██ Students can formulate research question and hypothesis
██ Students are able to identify variables
██ Students are able to write clearly arranged description of a procedure
LANGUAGE GOALS:
██ Students remember basic vocabulary in the field of experiment conduction
██ Students can apply the vocabulary to write clear and fully informative plan
██ Students can make a use of adequate sources in English (handbooks, articles, lab reports)
Key Vocabulary: hypothesis, research question, dependent variable, independent variable, controlled variable, control
sample, procedure, treatment, sample, trial, repetition, random sampling, aim, representative sample, observation,
prediction, variability, investigation, science.
Defining: hypothesis, types of variables
Describing: experiment procedure
Reading: material provided (IB Biology Guide), examples of investigations to analyse,
Matching terms to its definitions
Writing: writing of introduction and clear description of a procedure, filling the Biozone work sheets.
INTRODUCTORY PART
Using an example, teacher explains the basis of scientific method, explains the importance of subsequent steps of
planning and main principles of science.
Teacher explains the difference between science and pseudo-science. Astrology, creationism or palmistry can be used as
the examples of pseudo-scientific activates.
IMPLEMENTATION
To make students familiar with new vocabulary, teacher distribute key tem exercise. Students are asked to match
terms to its definition.
Students work on the examples of different experiments to identify dependent, independent and controlled variables.
Case Study: Catalase Activity. Students receive a plan for the experiment. There are expected to write suitable aim
and hypothesis, identify variables, state the sample size for each treatment, state the number of repetitions and list the
equipment need to measure/control different variables. The exercise learn students how to read the plan and gain the most
important information.
Creating a checklist. Students are asked to use material provided to create their own checklist for experimental design.
Students brainstorm the task in groups and write the checklist.
CLOSING ACTIVITY
Checklists are discussed and the general formula is decided.
HOMEWORK
Students write their own plan of the experiment. The general topic is: “The influence of chosen factor on plant
development”. Student’s aim is to precise the title, choose the factor, decide about a species, stage of development and living
process (growth, germination). After students need to follow all the basic step of planning.
Students are asked to use the checklist for an experimental design that was created during the lesson.
Students can satisfy the requirements in designing their experiments.
Subject Area: Biology/Population Ecology/ Quantitative analysis
TITLE: Estimating population size
Time: 90 min
Materials/ recourses: BioZone Workbook. Skills in Biology.; PPT presentation, instruction for practical exercise.
Beans, plastic bags and markers for practical exercise.
51
██ Students know the steps of the mark and recapture technique
██ Students know how to calculate estimated population size with the use of the Lincoln Index
██ Students understand the limitations of the mark and recapture method
LANGUAGE GOALS:
██ Students remember basic vocabulary in the field of population ecology and sampling methods
██ Students can apply the vocabulary to follow the instruction and to conduct experiment successfully
██ Students are able to make a use of adequate resources in English (handbooks, articles, lab reports)
Language of learning :
Key Vocabulary: random sampling, migration, isolated population, sample, capture, recapture, representative sample,
repetition, estimation, abundance.
Describing: comments on experiment results, concluding and evaluating
Reading: use of experiment instruction, suggested articles
Writing: conclusion and evaluation of experiment results
Communication: conducting experiment in groups
INTRODUCTORY PART
Teacher refers to the topic about sampling populations. Different sampling methods are recalled.
Teacher explains subsequent steps of mark and recapture method, provide information and considerations for use of
the technique.
Experiment instruction is given to students.
IMPLEMENTATION
Students collect data and estimate population sizes with the use of Lincoln Index. See instruction.
CLOSING ACTIVITY
Teacher supervises students’ progress, makes sure all the students properly followed the instructions and finished data
collecting.
HOMEWORK
Students write lab report, present and process collected data, conclude and evaluate the results.
Properly written lab report, reasonable comments on the results.
ESTIMATING POPULATION SIZE – LINCOLN INDEX
Mark and recapture method of estimating population size is used to investigate populations of mobile organisms.
As the name of method suggests, two captures take place. First capture is the typical random sample adjusted to the
species investigated. Each sampled individual is marked. The marked animals are released back into the habitat and left
for a period of time to mix with the rest of the population. The second sample is another random sample took in the same
way as the first one. Only a proportion of the second capture sample will have animals that were marked in the previous
capture. The total size of a population is estimated with the use of Lincoln Index.
N × N2
P= 1
R
Where
P is the estimated size of the population
N1 is the size of the first sample
N2 is the size of the second sample
R is the number of marked individuals recaptured in the second sample
There are two parts of the experiment. Experiment 1 refers to situation when population is isolated. Experiment 2 is to
simulate migration and test its influence on estimating population size.
EXPERIMENT 1
1. The paper/plastic bag represents the habitat of your model population. Add 1 to 2 small handfuls of dry beans to
the habitat. The beans represent your organisms in your habitat.
2. Remove a small handful of beans from the model habitat. This handful simulates the first sample. The sample
should be at least 20 beans but less than half of the total population.
3. Using a marker, mark all organisms in this first population.
52
4. Count the beans and record this number as N1 for Trials 1-6 in both Experiments 1 and 2 on the data table
provided.
5. Place the beans from your first sample (N1) back into the habitat. Mix them well by shaking the bag. Shaking
simulate natural movements of individuals in the population.
6. Without looking, remove another handful of beans. The sample size should be about the same as the original, that
is why it is advisable the same person would take both samples.
7. Count the total number of beans in the second capture. This is your N2 value for Trial 1 in Experiment 1. Notice
that some of the beans will have the marking from the first capture. Count these organisms and record this
number as R for Trial 1. IN case R is zero, do this step over again.
8. Return the organisms to their habitat and mix them well to simulate natural movement.
9. Repeat steps 5 and 6 five more times giving you a total of six trials for Experiment 1.
10. Using the Lincoln Index, calculate P for Trials 1-6 for Experiment 1.
11. Show all work on a separate page and to turn into the teacher.
EXPERIMENT 2:
How does immigration and emigration affect the population size estimates calculated with the Lincoln Index?
1. Remove 10 beans from the bag. Do not look at the beans; any 10 should be removed.
2. Come up to the front desk and count 25 new unmarked beans and add this to your habitat. This removal
(emigration) and addition (immigration) represents change in the population size.
3. Without looking, one member of your lab group should remove another handful of beans. The sample size
should be about the same as the original. Count the total number of beans in the second capture. This is your
N2 value for Trial 1 in Experiment 2. Notice that some of the beans will have the marking from the first capture of
Experiment 1. Count these organisms and record this number as R for Trial 1 in Experiment 2. If R is zero, do this
step over again.
4. Return the organisms to their habitat and mix them well.
5. Repeat steps 5 and 6 five more times giving you a total of six trials for Experiment 2.
6. Using the Lincoln Index, calculate P for Trials 1-6 for Experiment 1.
7. Show all work to the teacher, write lab report.
Literature suggested for discussion:
1. Farell P., Ard B. L. 2002. Use of the Lincoln Index Mark-Recapture Method to Estimate the Population Densities for
Harvestable Yabbies, Cherax destructor, in Grow-Out Ponds. Journal of Applied Aquaculture.
2. Gwinn D.C. at all. 2011. Evaluating mark-recapture sampling designs for fish in an open riverine system. Marine and
Freshwater Research.
3. Jolly, G.M. 1963. Estimates of population parameters from multiple recapture data with both death and dilutions.
Biometrica.
4. Lettink M., Armstrong. D.P. An introduction to using mark-recapture analysis for monitoring threatened species.
FIZYKA
Autorki: Ewa Grudzień i Małgorzata Wojciechowska
Zajęcia z fizyki prowadzone w ramach projektu polegały na interdyscyplinarnej prezentacji pojęć fizyki w odniesieniu
do holistycznego podejścia do realizacji zajęć jako interakcji nauczania i świata życia codziennego. Uczniowie poznawali,
analizowali oraz prezentowali zdobyte w ten sposób informacje o zjawiskach świata przyrody opisanego uniwersalnymi
pojęciami naukowymi. W szczególności uczniowie stosowali i ćwiczyli aparat naukowy i pojęciowy z zakresu matematyki
i fizyki, wzbogacony przykładami i doświadczeniami z życia praktycznego i świata przyrody. Zastosowano nowoczesne
środki przekazu takie jak: filmy, symulacje i prezentacje multimedialne, głównie w języku angielskim, co wzbogacało
słownictwo i umiejętności językowe uczniów. Forma zajęć pozwoliła na podniesienie umiejętności matematycznego
myślenia, kompetencji naukowo-technicznych, stosowania narzędzi ICT oraz zapoznanie uczniów z metodologią pracy
naukowej. Uczniowie uczyli się analizy metodologicznej i merytorycznej symulacji komputerowych różnych zjawisk
fizycznych. Ciekawym doświadczeniem była praca z programem Stellarium, gdzie można było „dotknąć” gwiazd, galaktyk
czy planet. Kulminacyjnym punktem była współpraca interdyscyplinarna przedmiotów przyrodniczych realizowana jako
projekt polegający na badaniu zbiorników wodnych w Polsce i w Szwecji i porównaniu ich.
Zakres materiału obejmował zagadnienia z różnych działów fizyki zgrupowane w obszary tematyczne: Świat w skali
mikro i makro, Bioróżnorodność, Ochrona środowiska, Energia, Woda, Sport i rekreacja, Medycyna, Wzrost i spadek,
Współczesne technologie, Cykl, rytm, czas.
53
Scenariusz zajęć z fizyki 1
Autor: Ewa Grudzień
Temat zajęć: Sprawdzanie prawa Archimedesa.
Czas realizacji zajęć: 2x45 min
Cele: (wynikające z celów projektu)
Cel główny: Podniesienie umiejętności praktycznego stosowania wiedzy matematycznej i informatycznej w naukach
przyrodniczych u uczniów klas pierwszych i drugich poprzez wskazanie uczniom współzależności między tymi
przedmiotami przy zastosowaniu CLIL.
Cel szczegółowy: Podniesienie umiejętności matematycznego myślenia, kompetencji naukowo-technicznych, stosowania
narzędzi ICT oraz zapoznanie uczniów z metodologią pracy naukowej poprzez udział w zajęciach pozalekcyjnych oraz
w pracach badawczych.
Umiejętności kształtowane podczas zajęć:
umiejętności językowe:
██ słuchanie
██ czytanie
██ interakcja (wypowiadanie płynne i spontaniczne)
██ produkcja (formułowanie przejrzyste wypowiedzi)
umiejętności przedmiotowe:
uczeń potrafi:
██ wymienić wszystkie siły działające na ciało w cieczy i powietrzu
██ wskazać kierunki działania sił
██ zaplanować doświadczenie wyjaśniające problem badawczy
Słowa kluczowe: (nowe pojęcia wprowadzane/przypominane na zajęciach)
Siła wyporu, cechy wektora siły wyporu, prawo Archimedesa
Przebieg zajęć: (etapy pracy na zajęciach)
Lp
Czas (min)
Działania nauczyciela
Działania ucznia
Środki realizacji zadań
1
5 min
Wyświetla film https://www.youtube.com/
watch?v=ijj58xD5fDI
Słucha historii o Archimedesie w wersji oryginalnej
(jęz. angielski)
Projektor multimedialny,
komputer
3
20min
4
10 min
Rozdaje karty pracy, wyjaśnia problem
badawczy, dzieli klasę na grupy
W grupach na podstawie kart pracy, planują
i realizują doświadczenie. Karta pracy ucznia
(zał 1)
6
10 min
Prosi poszczególne grupy o podsumowanie
doświadczenia.
Uczniowie w grupach prezentują wyniki
doświadczenia i formułują wnioski, w jęz. angielskim
Przedmioty codziennego
użytku wymienione
w karcie pracy ucznia.
2
5
5 min
10 min
7
15 min
8
10 min
9
5min
Formułuje problem badawczy zajęć – Czy na
ciało zanurzone w cieczy działa dodatkowa
siła?
Koordynuje pracę uczniów
Stawia hipotezę badawczą – Na ciało zanurzone
w cieczy działa siła wyporu.
Wypełniają polecenia zawarte w karcie pracy.
Nauczyciel zadając pomocnicze pytania pomaga Uczniowie pod kierunkiem nauczyciela
wyprowadzić wzór na siłę wyporu.
wyprowadzają wzór na siłę wyporu. (Ćwiczenie
właściwego słownictwa)
Nauczyciel poleca obejrzenie filmiku
o zastosowaniu prawa Archimedesa https://
www.youtube.com/watch?v=OJ2b8S1phLk
Uczniowie maja za zadanie wynotowywać
jak największą liczbę wyrazów związanych
z hydrostatyką i znaleźć w słowniku ich angielskie
odpowiedniki.
Nauczyciel podsumowuje zajęcia oraz zadaje
i wyjaśnia pracę domową.
Uczniowie wyjaśniają wątpliwości związane z pracą
domową. Karta do pracy w domu (Zał. 3)
Rozdaje zadania do rozwiązania na lekcji.
Karta pracy ucznia
komputer, słownik
Uczniowie rozwiązują zadania. Zadania do
rozwiązywania na lekcji (Zał. 2)
Sprawdzenie wiedzy: (podsumowanie zajęć – w jaki sposób będziemy sprawdzać wiedzę uczniów)
Wiedzę i umiejętności uczniów będziemy sprawdzać oceniając sposób wykonania doświadczenia, umiejętność
formułowania właściwych wniosków, zasób słownictwa, płynność wypowiedzi.
Ocenianie: (jak i w którym momencie zajęć)
Oceny dokonujemy po wysłuchaniu prezentacji wniosków z doświadczenia poszczególnych grup.
Załączniki do scenariusza: (wymieniamy tu załączniki, do scenariusza np. karta pracy ucznia, prezentacja pp, karta
badawcza ucznia, pliki Excel, zadania do rozwiązania na lekcji, praca domowa, itp.
54
1. Karta pracy ucznia
2. Zadania do rozwiązywania na lekcji
3. Karta do pracy w domu
Załącznik 1
Problem badawczy: Czy na ciało zanurzone w cieczy działa dodatkowa siła?
Hipoteza badawcza: Na ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu.
Mając do dyspozycji przedmioty codziennego użytku:
██ plastikowy kubek
██ ziemniak
██ zapałki
██ gumkę
██ linijkę
██ różne ciecze
1. Wykaż (oceń), że na ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu.
2. Sprawdź, czy wartość siły wyporu zależy od gęstości cieczy.
3. Zaproponuj sposób zapisu wyników w tabeli.
4. Zapisz wnioski końcowe.
...........................................................................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................................................................................... ..
Załącznik 2
1. Ciało zawieszone na haczyku siłomierza. Po zanurzeniu ciała w wodzie wskazanie siłomierza wynosi n = 2/3
ciężaru. Oblicz gęstość ciała zakładając, że gęstość wody ρw = 103 kg/m3.
2. W wodzie o gęstości ρw = 103 kg/m3 pływa korek o gęstości ρk = 700 kg/m3. Oblicz stosunek objętości części
zanurzonej do wynurzonej korka.
3. Jaka jest średnia gęstość ryby tkwiącej nieruchomo w morskiej wodzie, której gęstość ρ =1.05 ⋅ 103 kg/m3.
4. Do końca jednorodnej listewki o masie m = 40 g i długości l = 24 cm przymocowano na nici kulkę aluminiową
o objętości V = 10 cm3. Listewkę położono na brzegu naczynia z wodą w ten sposób, że kulka zanurzyła się
w wodzie, a listewka pozostała w równowadze. W jakiej odległości od prawego końca listewki znajduje się punkt
podparcia? Gęstość aluminium ρa =2720 kg/m3, a gęstość wody ρw = 103 kg/m3.
Odpowiedzi:
1. ρciała = 3.103 kg/m3
2. Vz/Vw = 2.33
3. ρryby = ρcieczy
4. x = 8,4 cm
Załącznik 3
Uzupełnij następujące zdania:
1. Jeśli gęstość ciała jest................ od gęstości cieczy, to ciało tonie.
2. Jeśli gęstość ciała jest mniejsza od gęstości cieczy, to ciało................... na powierzchni.
3. Jeśli gęstość ciała jest równa....................... cieczy, to ciało unosi się w cieczy, nie tonie i nie pływa na powierzchni.
4. Objętość ciała zanurzonego równa jest....................wypartej cieczy.
5. Ciężar ciała unoszącego sie na powierzchni równy jest............................wypartej cieczy.
Odpowiedzi: większa, pływa, gęstości, objętości, ciężarowi.
Autor: Ewa Grudzień
Temat zajęć: Wytwarzanie fal mechanicznych. Rodzaje fal. Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu
Czas realizacji zajęć: 2 × 45 min
Cele: (wynikające z celów projektu)
55
██ słuchanie
██ czytanie
██ interakcja (wypowiadanie płynne i spontaniczne)
██ produkcja (formułowanie przejrzyste wypowiedzi)
uczeń potrafi:
██ wyjaśnić na czym polega rozchodzenie sie fal w ośrodkach sprężystych
██ wie czym różni sie fala poprzeczna od podłużnej
██ zna wielkości falowe i ich jednostki
██ umie wytworzyć falę linową w wężu gumowym, kolistą na powierzchni wody i kulistą w powietrzu (akustyczną)
██ umie wytworzyć falę stojącą i wie, że jest ona przyczyną powstawania dźwięków w instrumentach muzycznych
Słowa kluczowe: (nowe pojęcia wprowadzane/przypominane na zajęciach)
Fala poprzeczna, fala podłużna, fala stojąca, długość fali, amplituda, prędkość rozchodzenia się fal.
Przebieg zajęć: (etapy pracy na zajęciach)
Lp
Czas
(min)
Działania ucznia
1
5 min
Nauczyciel wyświetla film https://www.youtube. Uczniowie oglądają film pokazujący fale
com/watch?v=w2s2fZr8sqQ
w naszym codziennym życiu. poznają rodzaje fal. komputer
3
15min
Nauczyciel dzieli klasę na grupy i wyjaśnia na
czym będzie polegało doświadczenie.
4
5 min
5
15 min
6
10 min
Nauczyciel koordynuje pracę uczniów.
7
15 min
Nauczyciel koordynuje pracę uczniów.
8
10 min
9
5min
Nauczyciel otwiera symulację ruchu falowego na Uczniowie słuchają i wyjaśniają wątpliwości.
stronie Uniwersytetu w Colorado i wyjaśnia, co
będzie przedmiotem pracy domowej uczniów.
http://phet.colorado.edu/sims/html/wave-ona-string/latest/wave-on-a-string_en.html
2
10 min
Nauczyciel wyświetla symulację fal https://
www.youtube.com/watch?v=RVyHkV3wIyk
Uczniowie tłumaczą z jęz. angielskiego na jęz.
polski podstawowe pojęcia dotyczące ruchu
falowego. (zał. 1)
komputer
Nauczyciel, wyjaśnia jak powstaje fala
dźwiękowa w strunach i słupach powietrza
– czyli zasadę powstawania dźwięków
w instrumentach muzycznych.
Uczniowie słuchają, by wiedzę tę wykorzystać
w kolejnej fazie zajęć.
Tablica
Nauczyciel organizuje pracę w grupach.
Uczniowie podzielni na trzy grupy wykonują
doświadczenia:
1. wytwarzają falę liniową w wężu gumowym,
2. wytwarzają falę powierzchniową na wodzie,
3. wytwarzają falę akustyczną i prezentują
rezonans akustyczny
Uczniowie w grupach planują doświadczenie
Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu
w oparciu o zjawisko rezonansu. Tworzą
instrukcję. (zał. 2)
Uczniowie pod nadzorem nauczyciela wykonują
doświadczenie i zbierają wyniki.
Uczniowie tworzą sprawozdanie
z doświadczenia i wyznaczają prędkość dźwięku
w powietrzu.
Nauczyciel podsumowuje zajęcia i ocenia
uczniów plusami bądź ocenami.
Wąż gumowy lub
sznur, wanienka do
fal, kamertony, zlewki,
pudełka rezonansowe od
kamertonów.
Przyrząd do wyznaczania
prędkości dźwięku
w powietrzu (szklane zlewki
połączone gumową rurką),
kamerton z młoteczkiem,
woda.
Sprawdzenie wiedzy: (podsumowanie zajęć – w jaki sposób będziemy sprawdzać wiedzę uczniów)
Wiedzę i umiejętności uczniów będziemy sprawdzać oceniając sposób wykonania doświadczenia, umiejętność
formułowania właściwych wniosków, zasób słownictwa, płynność wypowiedzi, zaangażowanie w pracę na zajęciach.
Ocenianie: (jak i w którym momencie zajęć)
Oceny dokonujemy po wysłuchaniu wniosków z prac poszczególnych grup.
56
Załączniki do scenariusza: (wymieniamy tu załączniki, do scenariusza np. karta pracy ucznia, prezentacja pp, karta
badawcza ucznia, pliki Excel, zadania do rozwiązania na lekcji, praca domowa, itp.
██ Słownictwo do tłumaczenia.
██ Przykładowa instrukcja do doświadczenia.
Załącznik 1
Słownictwo do tłumaczenia
██ waves – fale
██ There are two different types of wave. – Są dwa typy fal.
██ The vibrations are perpendicular to the direction of travel. – Drgania są prostopadle do kierunku ruchu.
██ transverse waves – fale poprzeczne
██ waves in water – fale na wodzie
██ waves on string – fale w strunie
██ light waves – fale świetlne
██ The vibrations are parallel to the direction of travel. – Drgania są równolegle do kierunku ruchu.
██ longitudinal waves – fale podłużne
██ waves only transfer energy – fale przenoszą tylko energię
██ Wavelength is the length of a full cycle of a wave. – Długość fali to długość pelnego cyklu fali
██ from one point to the next same point – od punktu do kolejnego tego samego punktu
██ crest – grzebiet
██ trough – dolina
██ amplitude – amplituda
██ Frequency is the number of complete waves to pass a point every second. – Częstotliwość to liczba pełnych fal
przechodzących przez punkt w ciagu sekundy.
██ number of cycles – liczba cykli
██ time – czas
██ fixed point – ustalony punkt
██ wave frequency – częstotliwość fali
██ speed – szybkość
Załącznik 2
Przykładowa instrukcja do doświadczenia:
Wyznaczanie prędkości dźwięku metodą rezonansu akustycznego
1. Cel doświadczenia.
Dźwięki, które słyszymy przenoszone są przez powietrze. Powietrze jest złym przewodnikiem dźwięku w porównaniu
z ciałami stałymi lub cieczami. Prędkość dźwięku zależy od warunków pogodowych: wiatru, temperatury i wilgotności
powietrza. Celem doświadczenia jest wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu.
2. Część teoretyczna.
W celu wyznaczenia prędkości dźwięku wykorzystamy zjawisko
rezonansu akustycznego. Rezonans akustyczny polega na wymuszeniu
drgań jednego układu przez układ drugi, przy czym częstotliwość
wymuszająca i rezonansowa muszą być sobie równe. Układami
przekazującymi drgania będzie kamerton i słup powietrza.
Drgania w słupie powietrza w rurze zostają wymuszone przez drgania
kamertonu. W rurze następuje interferencja fali padającej i odbitej
i powstaje fala stojąca z węzłem przy powierzchni wody i strzałką u wylotu
rury. Dobierając słup powietrza o odpowiedniej wysokości, usłyszymy
wzmocnienie dźwięku. Długość słupa powietrza powinna wynosić λ, λ, λ,
itd.
h1 = λ h2 = λ
h2 – h1 = λ – λ
h2 – h1 = λ λ =
Ostatecznie prędkość dźwięku wyznaczamy na podstawie wzoru:
V = 2 f (h2 – h1) (1)
3. Przyrządy potrzebne do doświadczenia.
1. rura Quinckego (naczynia szklane połączone wężem gumowym)
57
2.
3.
4.
5.
kamerton (częstotliwość drgań 435 Hz)
linijka
gumki do zaznaczania poziomów cieczy
woda
4. Kolejność czynności.
1. Umieścić drgający kamerton u wylotu rury, stanowiącej ruchome ramię naczyń połączonych.
2. Obniżając powoli powierzchnię swobodną wody szukamy pierwszego wzmocnienia dźwięku.
3. Zaznaczamy gumką wysokość słupa wody odpowiadającą pierwszemu wzmocnieniu h1.
4. Obniżając po raz kolejny powierzchnię wody szukamy drugiego wzmocnienia dźwięku i odpowiadającą mu
wysokość h2.
5. Pomiary wykonujemy kilkakrotnie i wyniki zapisujemy w tabeli.
6. Na podstawie wzoru (1) wyznaczamy prędkość dźwięku w powietrzu.
7. Otrzymaną wartość porównujemy z wartością tablicową i wyciągamy wnioski.
Autor: Małgorzata Wojciechowska
Temat zajęć: Wykorzystanie programu Stellarium do obserwacji symulacji zaćmienia Słońca
██ nazywanie wielkości astronomicznych, jednostek oraz słów kluczowych w języku angielskim
██ czytanie
██ pisanie
██ komunikacja
██ posługiwanie się programem Stellarium w języku polskim i angielskim
██ rysowanie schematu zaćmienia Słońca
██ rysowanie schematu zaćmienia Słońca
██ poszukiwanie informacji nt zaćmień Słońca i Księżyca
██ gromadzenie wyników symulacji w postaci prezentacji multimedialnej
Słowa kluczowe: Słońce, Księżyc, zaćmienie, gwiazdy, planety
Przebieg zajęć:
Lp
Czas (min)
2
15
4
35
1
3
58
Działania ucznia
5
Prezentuje program do obserwacji nieba Stellarium Słuchają informacji o programie
Tablica multimedialna
rzutnik
20
Pokazuje okno ustawień Kontroluje czynności
uczniów Pokazuje przykładową stronę zaćmień
Cybermoon Astronomia http://cybermoon.pl/
zacmienia/z_s_pl.html
rzutnik
Prezentuje stronę programu http://www.
stellarium.org/pl/ Nadzoruje pracę grup
Pobierają program i Instalują go na komputerach
Pokazuje zaćmienie Słońca widziane w Warszawie
20 marca 2015 w godzinach 9–12
Nadzoruje pracę uczniów
– ustawiają datę i godzinę w programie
– obserwują symulację zaćmienia Słońca
(minimum 5 różnych zaćmień)
– tworzy PrtSc z etapów zaćmienia i umieszcza je
w edytorze tekstu z odpowiednim opisem
– symuluje zaćmienie Księżyca
– tworzy PrtSc z etapów zaćmienia i umieszcza
je w edytorze tekstu z odpowiednim opisem oraz
tworzy prezentację multimedialną
Ustawiają lokalizację w programie Poszukują
informacji nt zaćmień w internecie
Pracownia komputerowa
lub kilka laptopów
rzutnik
laptopy
edytor tekstu Word
Power Point
Lp
5
Czas (min)
15
Podsumowuje zajęcia
Pyta o datę najbliższego zaćmienia widocznego
z obszaru Polski
Pyta o datę najbliższych zaćmień Słońca i obszaru,
na którym będą one widoczne
Pyta o wnioski z obserwacji zjawiska
Działania ucznia
– prezentują wyniki w postaci prezentacji
multimedialnej
– odpowiadają na pytania
– formułują wnioski
rzutnik
Sprawdzenie wiedzy: Rozmowa z członkami każdej grupy na temat umiejętności obsługi programu Stellarium
Ocenianie: Oceny prac dokonujemy po wysłuchaniu prezentacji multimedialnej poszczególnych grup.
Temat zajęć: Zasada zachowania pędu w wirtualnym laboratorium
██ nazywanie wielkości fizycznych, jednostek oraz słów kluczowych w języku angielskim
██ pisanie
██ słuchanie
██ rozumienie
██ komunikacja
██ posługiwanie się pojęciem pędu
██ rozumienie zasady zachowania pędu
██ gromadzenie wyników symulacji w postaci raportu
Słowa kluczowe: Pęd, zasada zachowania pędu, układ odosobniony, siła, wektor, masa, cyfra znacząca
Przebieg zajęć:
Lp
Czas
(min)
2
15
3
20
4
35
5
15
1
5
Działania ucznia
Środki realizacji
zadań
Przypomina definicję pędu
Wprowadza słowa kluczowe w języku angielskim
Słuchają
Zapisują słowa kluczowe w języku angielskim
Rzutnik
Laptop
Pokazuje przykładową stronę z symulacjami zjawisk
fizycznych PhET Interactive Simulations https://phet.
colorado.edu/en/simulations/category/physics
Wybiera symulację collision-lab zakładka Introduction
https://phet.colorado.edu/sims/collision-lab/collisionlab_en.html
Kontroluje czynności uczniów
Otwierają symulację
Ustawiają identyczne masy kul i obserwują ich
zachowanie
Zapisują wyniki i wnioski
Powtarzają czynności dla różnych mas
Rzutnik
Laptopy
Wyświetla film „Momentum” https://www.youtube.
com/watch?v=edcpZoM5xmo
Po filmie wyjaśnia nieznane słowa
Wybiera symulację collision-lab zakładka Advanced
https://phet.colorado.edu/sims/collision-lab/collisionlab_en.html
Nadzoruje pracę uczniów
Kontroluje poprawność wypowiedzi uczniów
Oglądają film
Notują niezrozumiałe słowa i tłumaczą je
Dobierają własne parametry
Symulują zderzenia wielu kul w linii prostej
i w dwóch wymiarach
Zapisują wyniki i wnioski (PrtSc) umieszczają je
w edytorze tekstu z odpowiednim opisem oraz
tworzą prezentację multimedialną
Prezentują wyniki w postaci prezentacji
multimedialnej
Formułują wnioski
Rzutnik
Laptop
Rzutnik
Laptopy
Word
Power Point
Rzutnik
Laptopy
59
Sprawdzenie wiedzy: Rozmowa z członkami każdej grupy na temat pędu i zasady zachowania pędu, zachowania się
kulek dla danych ustawień symulacji.
Ocenianie: Oceny prac dokonujemy po wysłuchaniu prezentacji multimedialnej poszczególnych grup.
Temat zajęć: Wyznaczanie przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego
██ nazywanie wielkości fizycznych, jednostek oraz słów kluczowych w języku angielskim
██ czytanie
██ pisanie
██ komunikacja
██ formułowanie wniosków
██ zaplanowanie i wykonanie doświadczenia
██ rozróżnianie rodzajów zmiennych
██ odróżnianie niepewności przyrządu pomiarowego od niepewności pomiaru
██ rysowanie prostej najlepszego dopasowania
██ odczytywanie współczynnika kierunkowego prostej najlepszego dopasowania
██ przetwarzanie danych odczytanych z wykresu
██ identyfikowanie błędów systematycznych i przypadkowych
██ zapisywanie otrzymanych wyników wraz z ich niepewnościami
Słowa kluczowe: Zmienna niezależna, zależna, kontrolowana, błąd pomiaru, błąd przyrządu pomiarowego, słupki
błędów, linia najlepszego dopasowania, niepewność systematyczna, niepewność przypadkowa, niepewność względna
i bezwzględna szukanej wartości, współczynnik nachylenia prostej
Przebieg zajęć:
Lp
Czas (min)
2
15
3
20
1
60
5
Działania ucznia
Zadaje pytania:
Co to jest ruch harmoniczny?
Jakim wzorem wyraża
się okres drgań wahadła
matematycznego?
Jaką wielkość fizyczną można
wyznaczyć z tego wzoru?
Słuchają
Odpowiadają na pytania
Przekształcają równanie do postaci
Tablica
pisaki
Tablica
Pisaki
Zeszyt
kulka o małej masie
zaczepiona na
nierozciągliwej nici
stoper
linijka
statyw
Dzieli uczniów na grupy
Koordynuje pracę w grupach
Formułują pytanie badawcze
Definiują zmienne:
– niezależna (ta, którą zmieniamy)
– zależna (ta, która ulega zmianie, gdy zmienia się zmienna
niezależna)
– kontrolowane (stałe)
Wybierają przyrządy
Definiują niepewności przyrządów pomiarowych
Budują tabelę do zapisu danych doświadczalnych z uwzględnieniem
niepewności pomiarowych
Wykonują doświadczenie
Mierzą czas 10 okresów drgań dla co najmniej 5 różnych długości
wahadła.
Zapisują pomiary w tabeli
Nadzoruje, koryguje
i koordynuje pracę uczniów
stoper
linijka
statyw
wahadło matematyczne
Lp
Czas (min)
5
10
4
40
Działania ucznia
Nadzoruje pracę w grupach
– zapisuje dane w tabeli.
– oblicza średni czas dla danej długości wahadła oraz niepewność
podczas opracowywania danych pomiaru
– tworzy tabelę do obliczenia okresu drgań wahadła, średniego
okresu drgań oraz niepewności pomiaru.
– tworzy tabelę zawierającą: długość wahadła, średni okres drgań
wahadła, niepewność pomiaru okresu, kwadrat okresu drgań
wahadła oraz niepewność obliczonego kwadratu czasu.
– nanosi odpowiednie punkty pomiarowe na wykresie
z uwzględnieniem słupków błędów
– rysuje linię najlepszego dopasowania, linii maksymalnego
i minimalnego nachylenia.
– wyznacza przyspieszenie ziemskie i jego niepewność metodą
graficzną
Pyta o wyniki
Pyta o pochodzenie błędów
Pyta o wnioski z doświadczenia
– prezentują wyniki
– porównują otrzymaną wartość przyśpieszenia ziemskiego
z wartością tabelaryczną.
– analizują błędy.
– formułują wnioski
Komputer
edytor tekstu Word
arkusz kalkulacyjny
Excel
program do rysowania
funkcji Graph
rzutnik
Sprawdzenie wiedzy: Rozmowa z członkami każdej grupy na temat umiejętności kluczowych na danym etapie
doświadczenia.
Ocenianie: Ocena sprawozdań wykonanych indywidualnie przez uczniów.
Subject Area: Physics/Astrophysics
TITLE: Truth and fiction in the film Interstellar
Time: 90 min
Materials/recourses:
Articles
Physics textbook: Chris Hamper. 2014. Physics 2nd Edition PEARSON
Dennis Overbye. 2014. “Interstellar”: The cinema of Physicists. The New York Times (web).
Adam Rogers.2014. Wrinkles in space-time – The warped astrophysics of Interstellar. (web).
Roberto Trotta.2014. The science of Interstellar: astrophysics, but not as we know it. The Guardian (web).
PRIOR KNOWLEDGE:
It is expected that students will have studied English for at least at B2 level.
Physics: knowledge of the gravitational field.
It is dedicated for high school students.
It is expected that students watched the film in the original version.
MAIN OBJECTIVE: Improving the ability to apply mathematical knowledge and information in the natural sciences
among students of first and second class by showing students the relationship between these items using CLIL.
SPECIFIC OBJECTIVE: Improving the skills of mathematical thinking, scientific and technical expertise, the use of ICTs
and familiarize students with the methodology of scientific work by participating in extracurricular activities and research
work. After the lesson students will be able to distinguish truth from fiction presented in the film.
LANGUAGE GOALS:
██ Students remember basic vocabulary in the field of gravity and sound
██ Students can apply the vocabulary essential for understanding Newton’s principles and astrophysics
██ Students can cope with scientific articles and material provided by a teacher
██ Student are able to understand of time dilation and wormhole travel
██ Student are able to analyse depicted situations in terms of their compliance with the present-day knowledge: living
conditions on the space station, formation of waves on the planet and the possibility of transferring a fragment of
Earth to orbit Saturn
██ Students are able to discuss their own views on fiction and truth in science-fiction movies
Key Vocabulary: black hole, spaceship, space station, gravity, interstellar travels
61
Defining: time dilation, black hole
Describing: hibernation
Listening: film
Reading: reading comprehension, articles involved
Writing: making “Truth vs Myth” posters
Communication: team work
Speaking: expressing opinions on interstellar travel
INTRODUCTORY PART
Teacher presents the concept of black hole and explains time dilation
Teacher introduces new terms referring to the topic.
IMPLEMENTATION
Students work on provided material and fill the work sheet, label the carbon cycle.
Students read through the articles
Teacher stimulate the discussion on the problem of black hole existence and interstellar travels.
Students analyse realistic background and assess authenticity of presented film plots.
CLOSING ACTIVITY
Students brain storms in workgroups their ideas for posters.
Teaches supervises student’s work. Each group presents a general poster design.
HOMEWORK
Students are expected to make their posters on the facts and myths in the film “Interstellar”.
Each group print a poster and prepare for poster session.
Preparation of a poster session
CHEMIA
Autor: Krzysztof Klimaszewski
Tworząc zarys kursu chemii prowadzonego w ramach Projektu skoncentrowałem się na interdyscyplinarnych zajęciach
laboratoryjnych oraz wykorzystaniu danych pozyskanych eksperymentalnie.
Zasadniczym celem było zastosowanie podstawowych metod pracy w laboratorium chemicznym i fizykochemicznym
w badaniach biologicznych i ekologicznych. Dzięki interdyscyplinarnemu podejściu do problemu uczniowie nie ograniczali
się do wąskich hipotez w ramach modelu jednoprzedmiotowego.
Realizowany materiał skupiał się na pracy laboratoryjnej i jej aplikacjach w badaniach terenowych, jak również na
matematycznej obróbce pozyskanych danych. Analiza statystyczna otrzymanych wyników pozwoliła uczniom zapoznać się
metodami matematycznymi stosowanymi w szeroko pojętych badaniach naukowych.
Oprócz poruszanej tematyki ekologicznej i jej związków z fizyką i chemią treści kursu zawierały powtórzenie
podstawowych wiadomości oraz ćwiczenie umiejętności w zakresie obliczeń chemicznych, budowy jąder i cząsteczek,
oddziaływań międzymolekularnych, procesów kwasowo – zasadowych, procesów redoks oraz podstaw chemii organicznej.
Fakt, ze większość materiałów wykorzystanych w pracy lekcyjnej, była dwujęzyczna lub anglojęzyczna stanowił
dodatkowe bodziec rozwoju młodego adepta kursu. Dodatkową motywacją do korzystania z języka angielskiego była
świadomość konieczności współpracy w grupach międzynarodowych podczas wizyt studyjnych.
Scenariusz zajęć z chemii 1
Stechiometria reakcji. Otrzymywanie kredy.
Uczniowie opracowują sposób wytwarzania węglanu wapnia (kredy), które ma być zarówno ekonomiczny i skuteczny.
Oceniają użycie różnych możliwych reagentów, zarówno kosztów surowca jak i wydajności procentowej reakcji. Proces
stworzony w małym laboratorium będzie mógł być wykorzystany na szerszą skalę – uczniowie dokonają teoretycznej
symulacji takiej produkcji.
62
Efekty kształcenia
Uczniowie potrafią:
██ określić wydajności procentową reakcji
██ przewidzieć produkty i napisać zbilansowane równania reakcji chemicznych
██ stworzyć procedury wytwarza węglanu wapnia o największej wydajności
██ określić koszt reagentów
██ rozpoznać trudność osiągnięcia 100% wydajności w reakcji chemicznej
██ docenić wyzwania związane z produkcją środków chemicznych na skalę przemysłową
wymagany czas: 3 jednostki lekcyjne (45 minut każda)
Potrzebne materiały
Sprzęt laboratoryjny,
typowy dla nauczania chemii w liceum, w tym:
bibuła filtracyjna
lejek
cylindry miarowe
woda destylowana
butelki
probówki
zlewki lub kolby Erlenmeyera
możliwe substraty:
jednowodny octanu wapniowego
bezwodny chlorek wapnia
czterowodny azotan wapnia
bezwodny węglan amonu
węglan sodu bezwodny
bezwodny węglan potasu
Tabela 1 przedstawia przybliżone koszty reagentów
Tabela 1: przybliżone koszty reagentów
Reagent
Chlorek wapnia
Octan wapnia
Azotan wapnia
Węglan amonu
Węglan sodu
Węglan potasu
Dostawca
POCh
POCh
POCh
POCh
POCh
POCh
Koszt / masa
35 zł / 250 g
50 zł / 250 g
Koszt / 1 gram
Koszt/ mole
100 zł / 500 g
60 zł / 250 g
80 zł / 1000 g
55 zł / 1000 g
Przed zajęciami:
██ Uczniowie powinni mieć wiedzę na temat typów reakcji, pojęcia mola, molarności i stechiometrii.
██ Uczniowie powinni umieć filtrować osad przy użyciu papieru, lejka i filtra.
██ Przed rozpoczęciem lekcji, przygotować się do zajęć w następujący sposób:
1. Tworzenie grup laboratoryjnych z nie więcej niż czterech uczniów. To ćwiczenie zakłada osiem grup
laboratoryjnych w czteroosobowych grupach.
2. Przygotuj 200 ml każdego z roztworów reagentów 0,5 M.
3. Przygotuj trzy 50-ml butelki i etykiety dla każdego odczynnika.
Przebieg zajęć:
Dzień pierwszy: wprowadzenie
Przygotuj arkusz aktywności ucznia „Jak możemy otrzymać kredę”. Uczniowie analizują arkusz i scenariusz zajęć.
Jako nowy pracownik w dużym koncernie chemicznym jesteś odpowiedzialny za analizy efektywności produkcji
węglanu wapnia (również znanego jako kreda). Twoim zadaniem jest ustalić najlepszy sposób wytwarzania kredy przy
najniższych kosztach. Aby to zrobić, trzeba będzie, posługując się listą reagentów określić możliwe reakcje, za pomocą
których utworzysz, węglan wapnia. Konieczne będzie również określenie możliwych kosztów. Przed przystąpieniem do
zajęć laboratoryjnych uczniowie składają raport z analizy otrzymywania węglanu wapnia po najniższych kosztach.
Zademonstruj uczniom proces filtrowania. Pokaż im, jak złożyć filtr papierowy i przygotować lejek. Przypomnij uczniom,
że nie będą w stanie uzyskać węglanu wapnia bez papieru filtracyjnego. Uświadom konieczność poznania masy papieru
filtracyjnego przed filtrowaniem, aby można było po sączeniu i suszeniu określić masę otrzymanego węglanu wapnia.
Uczniowie pracują nad raportem wstępnym w klasie. Będą składać kopię tego raportu do nauczyciela przed końcem
zajęć i zachowują kopię na zajęcia laboratorium. Raport wstępny powinien zawierać następujące elementy:
██ listę wszystkich możliwych reakcji, które można przeprowadzić w celu wytworzenia węglanu wapnia z dostępnych
odczynników wymienionych w wykazie materiałów. Reakcje te muszą być zapisane w formie równań.
██ koszt reagentów dla każdego z możliwych reagentów, jak i dostawcy.
██ procedurę pracy w laboratorium. Uczniowie otrzymają tylko 50,0 ml 0,5 M roztworów
Raport powinien zawierać propozycję najlepszej metody.
63
Po zebraniu raportów każdej grupy uczniowie oceniają, który jest najlepszy, kto opracował najbardziej efektywną
i korzystną finansowo metodę otrzymywania węglanu wapnia.
Dzień drugi: laboratorium.
1. Przypomnij uczniom, że powinni przeprowadzić co najmniej trzy próby i muszą określić objętość roztworów
konieczną za każdym razem, nie więcej jednak niż 50 ml.
2. Uczniowie tworzą tabelę danych w celu zapisu wszystkich danych zebranych w trakcie pracy w laboratorium,
a także wszelkich obliczeń.
3. Wymagaj od uczniów, aby ich tabele danych sporządzone podczas eksperymentu były na bieżąco kontrolowane
przez nauczyciela.
4. Każdej grupie należy dostarczyć po 50 ml każdego roztworu i trzy arkusze papieru filtracyjnego.
5. Po strąceniu osadu i odsączeniu filtry pozostawiamy do wyschnięcia do następnego dnia przed ostatecznym
określeniem masy osadu.
Dzień trzeci: wnioski.
1. Uczniowie zapisują masy końcowe mas i wykonują swoje obliczenia wydajności i rentowności procesu (kosztów
grama wyprodukowanego węglanu wapnia).
2. Uczniowie porównują dane otrzymane w różnych grupach.
3. Dyskusja zawierająca punkty: Czy są jakieś wyniki, które nie pasują do reszty danych? Jeżeli tak, to co stało się
w tych przypadkach? Jak można poprawić wydajność lub obniżyć koszt produkcji kredy?
Karta pracy ucznia
Octan wapnia
Chlorek wapnia
Azotan(V) wapnia
Wydajność reakcji (%)
Koszt jednego grama węglanu wapnia.
Węglan amonu
Węglan potasu
Węglan sodu
JĘZYK ANGIELSKI
Autor: Agnieszka Bojków
Zajęcia z języka angielskiego prowadzone w ramach projektu polegały na zintegrowanym nauczaniu przedmiotowojęzykowym (CLIL – Content and Language Integrated Learning). CLIL to nowoczesna metoda nauczania, integrująca treści
zawarte w podstawie programowej języków obcych i przedmiotów ogólnokształcących. Głównym założeniem tej metody
jest zdobywanie nowej wiedzy i jednoczesne obcowanie z językiem obcym, uczenie się i używanie go. Celem zajęć było
skonsolidowanie posiadanej wiedzy i rozszerzenie wiadomości uczniów w tematyce przyrodniczej, a zakres materiału
obejmował tematykę z dziedzin biologii, chemii i fizyki.
Przygotowany program nauczania zgodny był z celem głównym projektu i wpisywał się w obszary tematyczne określone
przez projekt: Świat w skali mikro i makro, Bioróżnorodność, Ochrona środowiska, Energia, Woda, Sport i rekreacja,
Medycyna, Wzrost i spadek, Współczesne technologie, Cykl, rytm, czas.
Zajęcia odbywały się w całości w języku angielskim. Każde zajęcia opierały się na materiale autentycznym – artykułach,
fragmentach publikacji naukowych, filmach popularno-naukowych, materiale wideo z konferencji naukowych. Uczniowie
mieli możliwość wykorzystać nową wiedzę rozwijając jednocześnie swoje kompetencje językowe. Poprzez pracę
w grupach rozwijali kompetencje zespołowe, a wspólne prezentacje pozwalały kształcić umiejętność organizowania
i systematyzowania wiedzy oraz argumentacji podczas wystąpień publicznych.
Uczniowie pracowali chętnie i z zaangażowaniem, co skutkowało pozytywnymi ocenami z języka angielskiego w szkole.
Wzrosła motywacja do nauki i pewność w posługiwaniu się językiem angielskim również w tematyce fachowej i akademickiej.
CLIL Lesson Plan 1
CLIL WORKSHEET
Author: Małgorzata Kudra
Topic: CONSCIOUSNESS CAN BE QUANTIFIED – video lesson
Area: Science and Technology
Age Group: 16+
Level: B2/C1
Time: 90 min
64
Aims:
██ to increase students’ knowledge of subject content and develop their knowledge of subject-related vocabulary
██ to develop productive and receptive skills – speaking and listening – within a content-based context
██ to develop critical thinking
██ to encourage divergent thinking and self-initiated questioning
Skills practiced: speaking & listening
Content goals:
██ students are able to define and explain concepts related to brain, mind, consciousness
██ students are able to name parts of the brain and talk about their functions
██ students are able to describe how the human brain differs from the reptilian and the mammalian brain
██ students refresh their knowledge of suffixes
Communication goals:
██ students are able use new vocabulary related to the topic
██ students are able to recall and activate already known vocabulary
██ students are able to construct knowledge and explanations
██ students are able to present a well-reasoned argument
Materials:
██ a worksheet
██ video clip “Consciousness can be quantified”
██ additional exercises on brain anatomy What’s in your brain and What’s your brain doing? from Ask A Biologist, ASU
School of Life Sciences, Web. http://askabiologist.asu.edu/activities/coloring
LEAD IN
I Warm-up discussion / the teacher introduces the topic of the lesson by focusing students attention on the concept of
consciousness. Students discuss the following questions in pairs /groups or as whole class discussion/
1. Define “consciousness”.
2. Is consciousness a feature of all living things? What about non-living things?
3. What makes our consciousness different from animal consciousness?
4. Do you think that consciousness can be described scientifically just like the laws of physics?
II Pre-viewing activities
1. Meet the speaker: / Students read the short text below and complete the words with missing suffixes that form
agent nouns. Students can share some additional information about Michio Kaku, his work and ideas./
Michio Kaku /ˈmiːtʃioʊ ˈkɑːkuː/ (born January 24, 1947) is an American theore………… phys………………, the Henry Semat
Professor of Theoretical Physics at the Cit y College of New York, a futur………………, and a scie…………… communi…………
and popular……………….. of science. He has written several books about physics and related topics, has made frequent
appearances on radio, television, and film, and writes extensive online blogs and articles. He has written two New York
Times Best Sellers: Physics of the Impossible (2008) and Physics of the Future (2011). His latest work is The Future of the
Mind (2014) Kaku has hosted several TV specials for the BBC, the Discovery Channel, the History Channel, and the Science
Channel.
source: Wikipedia.org
2. What you know about the brain evolution? / Students study the illustration and try to recall all the
information they already have regarding the brain. They analyse the phases of evolution in order to answer the
question/
Look at the illustration below. What conclusion can
you draw about human brain?
Glossary: /Students try to explain the meaning of
the words below. The words are taken from the Big
Think clip /
To quantify ………………………
Feedback loop ……………………
Reptilian …………………………
Prefrontal ………………………..
Cortex ……………………………
Lowly ……………………………..
Thermostat ………………………..
Humidity ………………………….
Territoriality ………………………
Fig. 1. Evolution of the brain.
Source: http://futurehumanevolution.com/review-of-kurzweils-how-to-create-a-mind
65
II. Listening /Students watch the clip and do the exercises below/
The video “Consciousness can be quantified” can be found on Big Think site: or on BIG THINK channel on youtube
Source: Kaku, Michio, The origin of intelligence, Big Think, 4.03.2014, Web. 7.03.2014. http://bigthink.com/big-think-tv/
the-origin-of-intelligence
Listening 1 – General understanding: extensive listening
1. What are the two greatest mysteries in the entire universe?
2. Where are humans according to Michio Kaku’s theory in terms of their consciousness?
Listening 2 – Listening for specific information: intensive listening
1. How far away is a star whose planet may have life and intelligence?
2. What does Michio Kaku think of the structure of the human brain? Why?
3. What is the back of the brain in evolutionary terms? What does it govern?
4. What is the center part of the brain called?
5. Which part of the brain is characteristic of humans?
6. Where is human “self” or “consciousness” stored?
7. How do physicist try to figure out the world and phenomena around them?
8. What is Michio Kaku’s definition of consciousness?
Complete the table below:
Levels of ………………………………………..
1 unit
? _________
Controls:
10 units
?_________
Level 1
r……………….brain
Level 2
?
Level 3
?
FOLLOW-UP
III Discussion /whole class discussion/
What does this quotation say about the nature of the investigation into “consciousness”?
“There've been about 20,000 or so papers written about consciousness and no consensus. Never in the history of science
have so many people devoted so much time to produce so little” ~ Michio Kaku
HOMEWORK
Project – create a fun activity that will help students remember the names and functions of different parts of the brain.
Consciousness Can Be Quantified
Key
I. answers will vary
II.
1. theoretical physicist, futurist, science communicator, popularizer
2. Possible answers:. Human brain evolution can be categorized into three phases. Human brain consists of „three”
brains, each of which has a distinct location, distinct function and distinct set of ‘drives’ or ‘needs’ Human brain is
located in neocortex – the logical brain, mammalian brain is the emotional brain (lymbic system); reptalian brain
is the physical brain – strives for survival.
III.
General understanding:
1. the two greatest scientific mysteries are first of all the origin of the universe itself. And second of all the origin of
intelligence.
2. As humans we are at level 3.
Listening for specific information: intensive listening:
1. at least 24 trillion miles to the nearest star to find a planet that may have life and may have intelligence.
2. When you look at the brain and all the parts of the brain they don’t seem to make any sense at all. The visual part
of the brain is way in the back, for example.
3. The back of the brain is a so-called reptilian brain. The most ancient primitive part of the brain that governs
balance, territoriality, mating. And so the very back of the brain is also the kind of brain that you find in reptiles.
4. That’s a so-called monkey brain, the mammalian brain.
5. The front of the brain is the human brain, especially the prefrontal cortex.
6. Human self or consciousness is „right behind your forehead. That’s where you really are”.
7. When we physicists look at a mysterious object the first thing we try to do is to create a model. A model of this
object in space. And then we hit the play button and run it forward in time. This is how Newton was able to come
up with the theory of gravity. This is how Einstein came up with relativity.
66
8. Consciousness is the number of feedback loops required to create a model of your position in space with
relationship to other organisms and finally in relationship to time.
Levels of consciousness
1 unit
thermostat
Controls: temperature
around it
10 units
flower
temperature, weather,
humidity, where gravity is
pointing
Level 1
reptilian brain
Level 2
monkey brain
position in space in order emotions, hierarchies,
to hunt (survival!)
relationship to the tribe
Level 3
human brain
position in space with respect to
others – that is emotions – and
running simulations into the future
Script (source: Kaku, Michio, The origin of intelligence, Big Think, 4.03.2014, Web. 7.03.2014. http://bigthink.com/
big-think-tv/the-origin-of-intelligence)
Michio Kaku: In the entire universe the two greatest scientific mysteries are first of all the origin of the universe itself.
And second of all the origin of intelligence. Believe it or not, sitting on our shoulders is the most complex object that Mother
Nature has created in the known universe. You have to go at least 24 trillion miles to the nearest star to find a planet that
may have life and may have intelligence. And yet our brain only consumes about 20-30 watts of power and yet it performs
calculations better than any large supercomputer. So it’s a mystery. How is the brain wired up? And if we can figure that out
what can we do with it to enhance our mental capabilities.
When you look at the brain and all the parts of the brain they don’t seem to make any sense at all. The visual part of the
brain is way in the back, for example. Why is the brain constructed the way it is? Is this nothing but an accident of evolution?
Well one way to look at it is through evolution. That is, the back of the brain is a so-called reptilian brain. The most ancient
primitive part of the brain that governs balance, territoriality, mating. And so the very back of the brain is also the kind of
brain that you find in reptiles. Now when I was a child I would go to the science museum and look at the snakes sometimes
and they would stare back at me. And I would wonder, “What are they thinking about?” Well, I think now I know. What
they’re thinking about was, “Is this person lunch?”
Then we have the center part of the brain going forward and that’s a so-called monkey brain, the mammalian brain. The
brain of emotions. The brain of social hierarchies. And then finally the front of the brain is the human brain, especially the
prefrontal cortex. This is where rational thinking is. And when you ask yourself a question where am I anyway. The answer
is right behind your forehead. That’s where you really are.
Well, I have a theory of consciousness which tries to wrap it all up together. There’ve been about 20,000 or so papers
written about consciousness and no consensus. Never in the history of science have so many people devoted so much time
to produce so little. Well, I’m a physicist and when we physicists look at a mysterious object the first thing we try to do is
to create a model. A model of this object in space. And then we hit the play button and run it forward in time. This is how
Newton was able to come up with the theory of gravity. This is how Einstein came up with relativity. So I tried to use this in
terms of the human brain and evolution. So what I’m saying is I have a new theory of consciousness based on evolution. And
that is consciousness is the number of feedback loops required to create a model of your position in space with relationship
to other organisms and finally in relationship to time.
So think of the consciousness of a thermostat. I believe that even a lowly thermostat has one unit of consciousness. That
is, it senses the temperature around it. And then we have a flower. A flower has maybe, maybe ten units of consciousness. It
has to understand the temperature, the weather, humidity, where gravity is pointing. And then finally we go to the reptilian
brain which I call level 1 consciousness and reptiles basically have a very good understanding of their position in space,
especially because they have to lunge out and grab prey. Then we have level 2 consciousness, the monkey consciousness.
The consciousness of emotions, social hierarchies, where are we in relationship to the tribe. And then where are we as
humans.
As humans we are at level 3. We run simulations into the future. Animals apparently don’t do this. They don’t plan to
hibernate. They don’t plan the next day’s agenda. They have no conception of tomorrow to the best of our ability. But that’s
what our brain does. Our brain is a prediction machine. And so when we look at the evolution from the reptilian brain to
the mammalian brain to the prefrontal cortex, we realize that is the process of understanding our position in space with
respect to others – that is emotions – and finally running simulations into the future.
CLIL Lesson Plan 2
CLIL WORKSHEET
Author: Małgorzata Kudra
Topic: Epigenetics – video lesson
Areas: Micro & macro world, Health, Medical Science
Age Group: 16+
Level: C1/C2
Time: 90 min
Aims:
██ to develop productive and receptive skills – speaking, listening, reading – within a content-based context
67
to develop critical thinking
to encourage divergent thinking and self-initiated questioning
██ to foster student initiated inquiry into subject-related area
██ Skills practiced: speaking, listening, reading
Content goals:
██ students are able to define and explain concepts related to genetics and epigenetics
██ students are able to use terminology related to the topic
██ students are able to tell the difference between genetics and epigenetics, nature and nurture
██ students refresh their knowledge of genetics and heredity
██ students understand concepts related to the topic: DNA methylation, gene expression, epigenetic regulation,
██ students are able to carry out research and present their findings in a well-structured presentation
Materials:
██ a worksheet
██ video clip: Video source: Epigenetics, PBS, NovaScienceNOW, 07.24.07, Web. 6.06.2014 http://www.pbs.org/
wgbh/nova/body/epigenetics.html
██
██
LEAD –IN
I. Warm-up questions /students answer the questions in pairs and then share ideas in a whole-group discussion/
1. Are identical twins alike in every respect or are they subtly different?
2. Is that possible that as identical twins get older the differences get more pronounced?
3. Nature vs nurture – what makes us who we are – our genes or the environment?
II. Vocabulary
a. giving definitions /students pick the words they are able to define using their prior knowledge/
Genome Gene expression Histones Epigenome Epigenetic Dread disease
b. matching words to the definitions /students match words from ex.a to the definitions below/
1. consists of a record of the chemical changes to the DNA and histone proteins of an organism; these changes can
be passed down to an organism's offspring
2. the process by which information from a gene is used in the synthesis of a functional gene product
3. proteins found in eukaryotic cell nuclei that package and order the DNA into structural units called
nucleosomes. They act as spools around which DNA winds, and play a role in gene regulation.
4. in modern molecular biology and genetics, it is the genetic material of an organism encoded in DNA or, in case
of many viruses, RNA.
5. a disease with a significant impact on lifestyle (e.g., multiple sclerosis), longevity (e.g., AIDS, cancer), which
incurs high costs (e.g., extensive burns, persistent vegetative state), and/or causes significant and permanent
residual morbidity (e.g., loss of eyes or limbs)
6. relating to, being, or involving changes in gene function that do not involve changes in DNA sequence
source: Medical Dictionary, The Free Dictionary, Web http://medical-dictionary.thefreedictionary.com
III. Video clip
Listening 1 /Students read the sentences below before watching the clip, they speculate and share ideas/
TRUE or FALSE? Read the statements and decide whether they are true or false.
Then watch the clip and check if you were right.
1. Identical twins start out the same but their appearance and their health can diverge with time.
2. Researchers have discovered a new bit of biology that can work with our genes or against them
3. The thin mice don’t have the agouti gene.
4. Methyl groups attach to genes directly, inhibiting their function.
5. Epigenome can be compared to the software of a computer.
6. Epigenetic instructions pass on as cells divide and they are permanent.
7. The aim of the 2005 study in Madrid was to find out how identical epigenetically identical twins are or aren't.
8. 74 pairs of identical twins participated in the study.
9. The results of the study suggest that epigenomes in older twins are dramatically different.
Listening 2
Watch the video again and answer the questions:
1. In what way do the brown and yellow mice shown in the video differ? Why is this so?
2. Explain DNA methylation. How does this process influence cellular function?
3. Explain how two genetically identical twins are not really identical.
68
4. Explain why DNA from an older twin set differs more significantly than the DNA of a younger twin set. What
factors could account for this?
5. What diseases are mentioned in the clip?
Explain / Students explain the meaning in their own words/
1. Cookie-cutter existence
2. The synchrony in twins’ lives constantly confronts them.
3. Damocles' sword hangs over me.
Listening 3 – read the notes below and complete the missing information. Then listen and check your answers:
Epigenetics literally means …………………………………………………………………….…..
It refers to external modifications to DNA that turn………………………………………………..
These modifications do not change the DNA sequence, but they affect how cells…………………
Examples of epigenetics
One example of an epigenetic change is DNA methylation -……………………………………….
Another example is ………………………………………………………………………………….
Without histones, DNA would be too long to ………………………………………………..………
If histones squeeze DNA tightly, the DNA cannot ………………………………………….……..…
Modifications that relax the histones can make the DNA …………………………… to proteins that "read" genes.
Epigenetics is the reason why a skin cell looks ……………………………………………………
Epigenetic inheritance
It may be possible to pass down epigenetic changes to future generations if ………………………
Most epigenetic changes that occur in sperm and egg cells get erased when……………………….………………………………………
“Reprogramming” allows the cells of the fetus to……………………………………………….
But scientists think some of the epigenetic changes in parents' sperm and egg cells may avoid the reprogramming
process, and make it through to the next generation.
Epigenetics and cancer
Epigenetics can play a role in …………………………………………………………………….
For instance, an epigenetic change that silences a tumor suppressor gene could lead to ………………………………………..
Another example might be an epigenetic change that …………………………………………., leading to an increase in DNA damage,
which in turn, increases cancer risk.
Source: Rettner, Rechael. Epigenetics: Definition and Examples.
LiveScience, Purch, 24.07.2013, Web. 4.06.2014
Follow up
I Look at the illustration (fig.1) and explain the difference between
genome and epigenome /Students explain the difference with the help of
the illustration/
II. Homework – Inquiry task: /Students carry out research into one of
the issues below and present their findings in a PowerPoint presentation /
1. What is the connection between epigenetics, aging and cancer?
2. In what way the food that you consume may affect the instructions
your epigenomes send to your genes?
CLIL Lesson plan 3
Fig 1 Source: Nutrigenomics, Buzznutrition.com, Web.4.06.2014
Author: Agnieszka Bojków
Age: 16+
Area: Cycle, Rhythm and Time
Time: 90 min
Aims:
██ to develop all 4 skills within a content-based context
██ to develop critical thinking
██ to encourage divergent thinking and self-initiated questioning
██ to develop soft skills such as group work and presentation
Skills practiced: listening, reading, speaking, writing
Content goals:
██ students are able to define and explain concepts related to sleep
██ students are able to name phases of sleep
██ students are able to describe the sleep cycle and sleep disorders
69
students become aware of healthy sleep habits
students are able to use idioms connected to sleep
██ students are able to transfer newly acquired knowledge to a product (a poster in a GP clinic)
Materials:
██ a worksheet
██ video clip: The Science of Sleep Explained, VideoJugNetworks http://www.videojug.com/film/the-science-of-sleepexplained
██ blank sheets of paper and markers
██
██
THE SCIENCE OF SLEEP – WORKSHEET
Activity 1
What Do You Know (or Think You Know) about Sleep?
Indicate whether you agree or disagree with the following statements by circling “Agree” or “Disagree”:
1. Everyone has a biological clock.
Agree
Disagree
4. Nearly everyone gets enough sleep.
Agree
Disagree
2. Drinking coffee cures drowsiness.
3. Safe drivers don’t have to worry about being sleepy.
5. Being sleepy makes it hard to think straight.
6. Most teenagers need at least 9 hours of sleep each night.
7. Driving makes you sleepy.
8. Sleep is time for the body and brain to shut down for rest.
9. The body quickly adjusts to different sleep schedules.
10. Getting one hour less sleep per night that I need will not have any effect on my daytime performance
Agree
Agree
Agree
Agree
Agree
Agree
Agree
Agree
Disagree
Disagree
Disagree
Disagree
Disagree
Disagree
Disagree
Disagree
Source: Sleep, Sleep Disorders, and Biological Rhythms, Lesson 1 – What is Sleep?, NIH Office of Science Education, Web.26.02.2014 https://science.education.nih.gov/supplements/
nih3/sleep/guide/lesson1.html
Activity 2
“The Science of Sleep –Explained”
Viewing 1
1. How much time of your life do you spend sleeping? ____________________________________________________________________
2. How many stages of the sleep cycle are there? ____________________________________________________________________
3. How many times will you return to R.E.M. sleep in one night? ___________________________________________________________
Viewing 2
Which of the sleep stages do the following relate to:
A. Delta sleep _____________
B. eye movement stops _____________
C. glands secrete large amounts of growth hormones _____________
D. rapid eye movement _____________
E. sensation of falling _____________
F. sleep walking, night terrors, (in the case of small children) bedwetting _____________
G. sudden muscle contraction _____________
Activity 3
Our brain controls almost every function in our body. Different parts of our brain control different functions such as
speaking, moving, remembering, hearing, seeing, smelling, feeling, and many other important functions. It is very active
during our sleep and does not rest as some other parts of our body do.
The electrical activity in our brain can be measured as brain waves. A special machine measures and records
our brain waves as reflected in an electroencephalogram (EEG). It gives us an idea of what different parts of our
brain are doing at different times.
When we measure someone’s brain waves while they are sleeping, we can see a pattern of different types of brain waves
during their sleep. This pattern is called the sleep cycle, which shows five different stages of sleep. Each cycle takes about
90 minutes. We normally have about five or six cycles every night.
In stages 1 and 2, we fall asleep, but we are not in a deep sleep. In stage 1 the waves are slowing. In stage 2 brain wave
variations appear. In stages 3 and 4, we are in a deep sleep, and our body’s activities slow down. Stages 1 through 4 are
70
non-R.E.M. sleep. During non-R.E.M. sleep, our heart rate and breathing slow down, and we are very still. Stage 5 sleep is
called R.E.M. sleep, which stands for Rapid Eye Movement. In R.E.M. sleep, our eyes move under our eyelids while we sleep.
The only time we dream is during the R.E.M. stage of sleep. We remember only those dreams we are having if we wake up
during the R.E.M. sleep while we are dreaming. The sleep cycle through the night alternates between R.E.M. and non-R.E.M.
sleep, ending often in R.E.M. sleep when we wake up spontaneously.
Our sleep is regulated by a biological clock in our brain, made up of two groups of neurons named the Suprachismatic
Nuclei (SCN) in the hypothalamus. These neurons sit directly above the optic nerves and respond to light stimulation. The
biological clock, also called the circadian rhythm, tells us when we feel awake and when we feel sleepy. Just like a time clock,
our biological clock runs on a cycle of approximately 24 hours. It can be set and re-set, though it takes some time for our
body to re-adjust to a new clock. When we travel to a place in a different time zone, we may experience “jet lag” before our
biological clock resets to the new time.
Source: The Nature of Sleep, Healthy U, A Health Science Learning Journey, Stanford University, Web.26.02.2014
Circle the correct answer:
1. Our brain does not do any work when we sleep. 2. Brain waves cannot be measured. 3. The sleep cycle is a pattern of different types of brain waves. 4. During non-R.E.M. sleep our heart rate slows down. 5. We never dream in the Rapid Eye Movement stage of sleep. 6. The neurons of our biological clock respond to light stimulation. 7. Jet lag is a physiological condition, occurring when people travel from one time zone to another. Activity 4
Match the idioms to their definitions:
1. sleep it off
2. recharge batteries
3. not sleep a wink
4. toss and turn
5. hit the hay
6. sleep like a log
7. catnap
8. beauty sleep
9. sleep in
10. sleep on something
T/F
T/F
T/F
T/F
T/F
T/F
T/F
(A) sleep very soundly
(B) consider something overnight before deciding
(C) to sleep until something stops having an effect (drugs, pain etc)
(D) short sleep
(E) go to bed
(F) not sleep at all
(G) be constantly moving in bed unable to sleep
(H) rest in order to get back your strength and energy
(I) to stay asleep until late in the morning
(J) the sleep someone n eeds in order to feel healthy and look attractive
Activity 5
1. Discuss the questions in groups:
2. What do you usually do before you hit the hay?
3. Could a catnap help you recharge your batteries?
4. When do people suffer from jet lag? Do they toss and turn at night or sleep like a log?
5. Is your biological clock working properly when you cannot sleep a wink?
6. When was the last time sleeping on a problem helped you make the right decision?
7. How many sleep cycles do you need to get your beauty sleep?
8. Do you like to sleep in at the weekend?
9. Is sleeping off a headache a good idea?
CLIL: A Lesson Plan – Teacher’s Notes
Topic: The Science of Sleep –Explained
Level: B1/B2
Age: Teenage‑
Timing: 90 mins
Aims:
██ To increase students’ knowledge of subject content
██ To develop students' knowledge of content-related vocabulary. New vocabulary items: sleep cycle, brain waves,
R.E.M. sleep, non-R.E.M. sleep, biological clock, neurons, jet lag; sleep idioms
██ To develop all four language skills within a content-based context
Materials needed:
██ A copy of the worksheet for each student
██ Access to video: The Science of sleep explained, Videojug Networks, http://www.videojug.com/film/the-science-ofsleep-explained
██ A sheet of paper for each group of 3-4 students, markers
71
Procedure:
Lead-in
The teacher asks the class:
██ Do you think you get enough sleep every night?
██ How do you feel in the morning when you have not slept enough or not slept well? (Possible answers: feel drowsy,
tired, have little energy, cannot concentrate or think properly, underachieve at sport).
██ How much sleep is a day is necessary for good health? (It depends on age, but the average is 8 hours).
██ What would happen to us if we were not allowed or able to sleep at all for a long time? (Behavioral changes,
hallucinations, eventually death)
This discussion should help students understand that sleeping, beside breathing, drinking and eating, is another
essential behaviour required for survival.
Activity 1
██ The teacher explains to the class that they are going to explore what they know about sleep. He/she gives each
student a copy of the worksheet and refers them to Activity 1: What Do You Know (or Think You Know) about
Sleep?
██ The students answer the questions individually.
██ The teacher discusses the answers with the students, explaining any new vocabulary items if necessary.
Answers: Exercise from CLIL Activities: A Resource for Subject and Language Teachers by Liz Dale and Rosie Tanner
Activity 2
██ The teacher tells the students that they are going to watch a video about sleep. He/she refers the students to
Activity 2: The Science of Sleep – Explained. He/she asks two of the three questions from the worksheet
– How much time of your life do you spend sleeping?
– How many stages of the sleep cycle are there?
██ The teacher elicit answers and asks students to watch the video and confirm expectations. He/she explains that the
third question on the worksheet is going to become clear when the students have watched the video.
██ Viewing 1. The teacher plays the video The Science of Sleep Explained
The students do the Viewing 1 activity on their worksheets.
██ The teachers elicits what R.E.M. is. (Rapid Eye Movement)
██ Individual students read their answers.
Answers:
1. A third, 2. 5, 3. 3-5 times
██ Viewing 2. The teacher tells the students that they are going to watch the video again and answer the questions A-F.
The teacher plays the video again, the students do the Viewing 2 activity on their worksheets.
Answers: A. 3, 4 B. 2 C. 3, 4 D. 5 E. 1
F. 3, 4 G. 1
Activity 3
██ The teacher informs the students that they are going to read a text that consolidates and expands their knowledge
about sleep. Then there will be some questions about the text.
██ The students read the text in Activity 3. The teacher assists with vocabulary, if needed.
██ The students circle the correct answers.
Answers:
1F, 2F, 3T, 4T, 5F, 6T, 7T
██ The teacher may ask what the students found interesting/unusual in the text, allowing for a short discussion.
Activity 4
In this activity the students learn new idiomatic expressions connected with sleep. The teacher asks the students to
match the idioms (1-10) to their definitions (A-J).
Answers: 1C, 2H, 3F, 4G, 5E, 6A, 7D, 8J, 9I, 10B
Activity 5
The teacher asks the students to get into groups of 3 or 4 and discuss the questions. The students have a chance to
practise the sleep idioms.
Activity 6
██ Group work – Healthy Sleep Habits. The teacher distributes markers and one sheet of paper for each group of 3-4 students.
The students prepare a poster for their GP clinic with some information about healthy sleep habits. The teacher tells them
to use as many new vocabulary items learnt during the lesson as possible. The teacher provides help when necessary.
██ When the students have completed their work, they make a display of their projects on the wall or on a desk. The
teacher invites the students to look at their classmates’ work. The teacher appreciates their effort and praise their
work.
72
CLIL Lesson Plan 4
Author: Dorota Bonkowska
Age: 15+
Topic: Animals as the part of natural environment.
Level: B1 / B2
Area: Biodiversity
Time: 90 mins
Aims:
██ To increase students’ knowledge of subject content
██ To develop students’ knowledge of content-related vocabulary.
New vocabulary items: To develop all four language skills within a content-based context
Materials needed:
██ A copy of a worksheet for each student
██ Access to the video “ Killer Bees” taken from “ Life Intermediate” by Helen Stephenson (National Geographic
Learning)
██ A sheet of paper for each group of three students, markers
Procedure:
Lead-in
The teacher asks the class:
██ What is the environment?
██ What does it consist of? (Possible answers: plants, animals, fields and forests, rivers and oceans, etc)
██ What can be done to protect animals from the danger of extinction? (stop hunting, cutting down the woods,
experimenting on animals etc)
██ Why is the protection of animals important for mankind?
██ Which animals do you think should be especially protected and saved from extinction. Why?
██ Which factors contribute to the extinction of some species of animals? How this can be avoided?
██ What should we do with the animals which are dangerous to people such as snakes, mosquitoes, wolves and
sharks?
██ Should we kill them, try to decrease their population, or let nature run its course? Justify your answer. (students’
own answers)
Activity 1
The teacher asks the class to put the names of animals in the correct place.
He/she gives each student a copy of the worksheet and refers them to Activity 1
The students work in pairs and answer the questions.
The teacher discusses the answers with the students, explaining any new words if necessary.
Answers:
Mammal: beaver, duckbill, killer whale, mole
Bird: hawk, kiwi, ostrich, stork, swallow
Fish: herring, salmon, trout, tuna
Insect: beetle, cockroach, flea, moth, wasp
Reptile: boa constrictor, chameleon, lizard, tortoise, turtle
Shellfish: crab, lobster, molluse, prawn, shrimp
Amphibian: frog, newt, salamander, toad
Activity 2
The teacher asks the students which animals mentioned in the previous exercise are useful for natural environment and
people and why they think so (e.g A bee is a very useful insect for people. It produces honey and beewax, which are very
healthy. Besides they help plants to reproduce as they pollinate them by carrying pollen from one plant to another.)
Activity 3
The teacher tells the students that they are going to watch a video about bees.
He/she asks them to do two tasks before watching it:
1. Answer the questions:
██ Why do you think some bees are called “ killer bees”?
██ What problems do you think they might cause for the rain forest?
2. The video is about a man who studies bees. What do you think you will see him doing in the video?
██ driving
██ writing a journal
██ putting his hand in a beehive
██ flying a plane
██ getting stung by a bee
██ working with a beehive
██ holding bees
██ hiking in the rain forest
The teacher explains that the answers are going to become clear when the students have watched the video.
Viewing 1. The teacher plays the whole video for students to check their ideas.
Answers: – driving, hiking in the rain forest, holding bees, working with a beehive, putting his hand in a beehive
Viewing 2. The teacher asks the students to work in pairs and choose one of the topics below. They are going to watch
again the first part of the video (to 03:05) and make notes about David Roubik or bees. Then they must tell another pair
what they found out about their topic.
73
Answers:
1. over 30 years
5. They pollinate plants and provide food
2. deep in the rain forest of Panama
6. all sorts of places, from high in the tops of trees to
3. 300
underground holes
4. The “killer bee” has better skills and is using up the
7. to improve the honey production of native bees
resources needed by the native bees
8. The bees escaped and spread across the continent
The teacher asks the students to watch the rest of the video (03.06 to the end) and answer the questions 1–8.
Answers: 1. T 2. F 3. F 4. T 5. T 6. T 7. F 8. F
Activity 4
The teacher asks the students to work in groups and discuss the questions:
1. Should human beings be permitted to experiment with nature to increase the production of food/
2. What are the risks of experiments like these? What are the advantages?
Activity 5
In this activity the students learn new idiomatic expressions connected with animals. The teacher asks the students to
match the verbs from the first column to the other one in order to make correct expressions:
Answers: 1 c, 2 h, 3 I, 4 b, 5 a, 6 j, 7 e, 8 d, 9 f, 10 k
Activity 6
The teacher asks the students to match the idioms from the previous task with their definitions:
Answers:
1. to feel like a fish out of water
6. to set the cat among the pigeons
2. to be in the doghouse
7. to take the bull by the horns
3. to cook somebody’s goose
8. to make a mountain out of a molehill
4. to smell a rat
9. to let the cat out of the bag
5. to go to the dogs
10. to bark up the wrong tree
Activity 7
The teacher asks the students to put the idioms from the previous tasks in the sentences in the correct form.
Answers:
1. barking up the wrong tree
4. feel like a fish out of water
2. take the bull by the horns
5. set the cat among the pigeons
3. let the cat out of the bag
Activity 8
Group work – the teacher distributes markers and one sheet of paper for each group of 2–3 students. The students
choose one idiom and try to present it in a form of drawing on a sheet of paper. When they have completed their work, they
make a display of their drawings on the wall. Students from the other groups are asked to guess what idioms the pictures
present. The teacher appreciates their effort and praises their creativity.
WORKSHEET
Activity 1
Put the names of animals in the correct column:
beaver killer whale salmon
cockroach mole toad
beetle kiwi shrimp
crab molluse tortoise
boa constrictor lizard stork
duckbill moth trout
chameleon lobster swallow
flea newt tuna
MAMMAL
FISH
REPTILE
AMPHIBIAN
BIRD
frog ostrich turtle
hawk prawn wasp
herring salamander
INSECT
SHELLFISH
Activity 3
Viewing 1
The video is about a man who studies bees. What do you think you will see him doing in the video?
1. driving
4. writing a journal
7. putting his hand in a beehive
2. flying a plane
5. getting stung by a bee
8. working with a beehive
3. holding bees
6. hiking in the rain forest
Viewing 2
Work in pairs. Choose one of the topics below. Watch the first part of the video (to 03.05) and make notes about David
Roubik or bees. Then tell another pair what you found out about the topic.
74
DAVID ROUBIK
1. How long has he studied bees? …………………………………………………………
2. Where does he work? …………………………………………………….
3. How many species of bees has he found in one square kilometre in the rain forest? ...................……………………………
4. Why does he think there’s a problem for the native bees? ………………………………………………..
BEES
5. How do bees benefit the rain forest? …………………………………………………………..
6. Where do they live? ………………………………………………………….
7. Why did people bring African honeybees to South America? ………………………………………………………………
8. How did the experiment go wrong? …………………………………………………………….
Now watch the rest of the video (03.06 to the end).
Are these sentences true (T) or false (F)?
Correct the false sentences.
1. By 1982 the African bee was starting to make its home in Panama.
2. Roubik thinks the newspapers reported the story of the bees correctly.
3. The biggest danger from the African bees is to man.
4. Native bees are important because they pollinate the plants in the rain forest.
5. Native bees cannot compete with the stronger African bees.
6. Roubik visits the Maya people because they have a lot of experience with bees.
7. Maya farmers think the African bees are not a problem.
8. Fifteen years ago there wasn’t much honey.
Activity 4
Discuss the questions:
1. Should human beings be permitted to experiment with nature to increase the production of food?
2. What are the risks of experiments like these? What are the advantages?
Activity 5
Match the verbs from the first column to the other one in order to make correct expressions:
1. to bark up a. out of the bag
6. to go f. among the pigeons
2. to take the bull b. out of a molehill
7. to be g. by the tail
3. to smell c. the wrong tree
8. to feel like h. by the horns
4. to make a mountain d. a fish out of water
9. to set the cat i. a rat
5. to let the cat e. in the doghouse
10. to cook j. somebody’s goose
Activity 6
Match the idioms from the previous task with their definitions:
1. to feel uneasy, uncomfortable and awkward – ………………………………….
2. to be in trouble or disfavour with someone – …………………………………….
3. to ruin somebody’s plans – …………………………………………..
4. to be suspicious of something – ………………………………………
5. to change for the worse – ………………………………………….
6. to cause trouble – ………………………………………………
7. to take a decisive action – ……………………………………
8. to make something unimportant seem important – ……………………………………..
9. to reveal a secret – ……………………………………………………..
10. to be wrong about the way to do something – ………………………………..
Activity 7
Put the idioms from the previous task in the sentences in the correct form:
1. I told the police they were ………………. as I could provide a perfect alibi for the evening.
2. She should ………………… and tell her husband she wants to divorce him.
3. We were planning to throw a surprise party for him but Mandy stupidly …………… and we had to rearrange
everything.
4. As I saw that the banquet was almost exclusively for rich and famous people I began to …………………… as we have
nothing in common.
5. The teacher said there would be no school trip that year, which ……………….. and the pupils decided to complain to
the headmaster.
75
11. GALERIA ZDJĘĆ
WIZYTY STUDYJNE – BADANIE W TERENIE
Grupa biologów pobiera próby bezkręgowców z dna rzeki Helge å. Kristianstad.
Szwecja.
Oznaczanie bezkręgowców, wypełnianie kart pracy. Kristianstad. Szwecja.
Uczniowie IV LO i szkoły Söderportgymnasiet. Pobieranie prób z dna rzeki
Helge å. Kristianstad, Szwecja.
Przekładanie materiału do kuwet w celu identyfikacji złowionych
bezkręgowców. Dopływ rzeki Helge å, Mjoan. Szwecja
Poławianie bezkręgowców z powierzchni wody i roślin częściowo zanurzonych
w wodzie. Na południe od Kristianstad, w miejscu ujścia rzeki Helge å do Morza
Bałtyckiego. Szwecja
Połów bezkręgowców dennych w miejscu ujścia rzeki Helge å do morza.
Na południe od Kristianstad. Szwecja.
Grupa anglistów z IV LO i Söderportgymnasiet. Warsztaty metodyczne.
Kristianstad. Szwecja.
Opracowywanie zebranych danych. Załęcze Wielkie. Polska
Przygotowanie do pracy terenowej. Ujście rzeki Helge å do Morza Bałtyckiego.
Na południe od Kristianstad. Szwecja
Grupa biologiczna pobiera próby z rzeki Warty. Załęcze Wielkie. Polska.
Uczniowie IV LO i szkoły Söderportgymnasiet wspólnie badają próbki wody pod
kątem chemicznym. Kristianstad. Szwecja.
Zajęcia w laboratorium chemicznym szkoły Söderportgymnasiet. Kristianstad.
Szwecja.
Pomiar temperatury w starorzeczu Warty. Na terenie ośrodka Nadwarciański
Gród. Załęcze Wielkie. Polska.
Pobieranie fizycznych i biologicznych. Załęczański Park Krajobrazowy. Polska.
Grupa chemików pod opieką Jimmy’ego Karlssona przygotowuje się do pracy
terenowej. Załęcze Wielkie. Polska.
Badanie parametrów chemicznych. Załęczański Park Krajobrazowy. Polska.
. Lekcja statystyki w szkole Söderportgymnasiet. Prowadzący: Robert
Zdanowicz. Kristianstad. Szwecja.
Pobieranie prób biologicznych i fizycznych z rzeki Warty. Teren Ośrodka
Nadwarciański Gród. Polska.
Uczniowie IV LO i Söderportgymnasiet prezentują wyniki swojej pracy.
Kristianstad. Szwecja
78
KONFERENCJA
Wejście do gmachu IV LO w Łodzi
Uroczyste rozpoczęcie konferencji przez uczniów: Mateusz Grunwald
(Söderportgymnasiet) i Marcin Muchowicz (IV LO)
Koordynator projektu Małgorzata Kudra przedstawia cele i założenia projektu
Pani Dyrektor IV LO, Katarzyna Felde wita gości konferencji
Zbigniew Gwadera, Dyrektor Departamentu Europejskiego Funduszu
Społecznego w Urzędzie Marszałkowskim Województwa Łódzkiego
Uczniowie przedstawiają wyniki przeprowadzonych badań w terenie: Kamil Ciesielski, August Andersson (Söderportgymnasiet), Ewelina Pawlicka,
Aleksandra Sereczyńska, Inga Sobczak,
Postery przygotowane przez uczniów na sesję posterową
Sesja posterowa
12. ŹRÓDŁA
MATERIAŁÓW
DO ZAJĘĆ CLIL
13. BIBLIOGRAFIA
1. ASU School of Life Sciences website – Ask A Biologist
http://askabiologist.asu.edu/activities/coloring
2. Big Think http://bigthink.com/
3. CLIL Teachers WEB Guide
https://webguide.wordpress.com/2007/09/04/
science-is-organized-knowledge/
4. Clips for CLIL http://clipsforclil.blogspot.com/
5. Core CLIL Activators http://ccn-clil.eu/activators/
6. Discovery Education, Free Teacher Resources http://
www.discoveryeducation.com/teachers/
7. Healthy U http://healthyu.stanford.edu/
8. Learn English Today
http://www.learn-english-today.com
9. Learn Genetics http://learn.genetics.utah.edu/
10. LiveScience http://www.livescience.com/
11. Kids Health http://kidshealth.org/
12. Science Across The World http://www.ase.org.uk/
resources/science-across-the-world/
13. Macmillan http://www.macmillaninspiration.com/
new/resources/web-projects
14. NOVA http://www.pbs.org/wgbh/nova/
15. PBS Learning Media http://ca.pbslearningmedia.
org/
16. Onestopenglish http://www.onestopenglish.com/
clil/
17. Studyislandinstructions (matematyka)
http://studyislandeinstruction.wikispaces.com/
Lesson+Plans
18. TEDTalks https://www.ted.com/
19. Why Does Chemistry Matter in My Life http://www.
learnnc.org/lp/editions/chemistry-matters/cover
80
1. Dale, Liz, i Rosie Tanner. CLIL Activities with CD
ROM, A Resource for Subject and Language Teachers.
Cambridge University Press, 2012.
2. Epigenetics, PBS, NovaScienceNOW, 07.24.07, Web.
6.06.2014
3. Heller, Michał i Józef Życiński, Matematyczność
przyrody. Kraków: Petrus, 2010, 24
4. Heller, Michał, i Stanisław Krajewski. Czy fizyka
i matematyka to nauki humanistyczne? Kraków:
Copernicus Center Press, 2014, 61
5. Kaku, Michio, The origin of intelligence, Big Think,
4.03.2014, Web. 7.03.2014.
6. Marsh, David. Bilingual Education & Content
and Language Integrated Learning. International
Association for Cross-cultural Communication,
Language Teaching in the Member States of the
European Union (Lingua) University of Sorbonne.
Paris. 1994
7. Medical Dictionary, The Free Dictionary, Farlex, Inc.
Web. 4.06.2014
8. Rettner, Rechael. Epigenetics: Definition and
Examples. LiveScience, Purch, 24.07.2013, Web.
4.06.2014
9. Sleep, Sleep Disorders, and Biological Rhythms,
Lesson 1 – What is Sleep?, NIH Office of Science
Education, Web.26.02.2014
10. Słownik Języka Polskiego PWN, Wydawnictwo
Naukowe PWN SA, Web. 18.05.2015
11. The Nature of Sleep, Healthy U A Health
Science Learning Journey, Stanford University,
Web.26.02.2014
12. The Science of Sleep Explained, VideoJugNetworks,
Web. 26.02.2014
13. Wniosek o dofinansowanie projektu Program
Operacyjny Kapitał Ludzki „Holistyczne podejście do
nauczania przedmiotów eksperymentalnych poprzez
CLIL z praktycznym zastosowaniem matematyki oraz
ICT”, WND-POKL.09.01.02-10-025/13, 2013

PUBLIKACJA IVLO

Transcription

Similar documents

THE GIFT OR THE CURSE D Y S L E X I A

Bieżący numer gazetki redagują uczennice klasy IB i III B

writing bank - Studio BEST

KAUNOS - DALYAN " Turecka Amazonka" Kaunos zostało założone

Clothes - VocApp

Parish Rectory and Office Parish School and

Szkoła Podstawowa. Klasy 4–6. Klasa 5.

repetytorium mAturALNe

Jan Brzechwa — poeta dziecięcej radości

St. Ladislaus Parish - Chicago

The Shrine Church of Saint Stanislaus Bishop