Eksperimentalno delo pri naravoslovju

D SPLOŠNI IZBIRNI PREDMET – 1. STOPNJAEKSPERIMENTALNO INPROJEKTNO DELO PRINARAVOSLOVJUUVODDr. Iztok Devetak

2Predstavitev predmeta





Kroţni model kurikuluma8CILJIevalvacijaučenciučiteljiučna gradivaučni programvsebinetehnologijametode(Glaţar in Kornhauser, 1983)

Učne oblike in metode (ponovitev)10 METODE POUČEVANJA IN PRIMERI TEHNIK DEMONSTRACIJSKE METODE (ilustrativno –demonstracijske)DEMONSTRACIJA: učitelj ali učenec prikazuje objekte,dogodke, pojave, ki jih lahko zaznamo skozi različneperceptivne kanale (vizualno, auditivno ali kinestetično).Tehnike: prikaz shematskih risb, prikaz tabel in diagramov, prikazzemljevidov, prikaz gibov, prikaz rezultatov znanstvenih raziskav, prikazvideoposnetkov, prikaz poskusov, prikaz praktičnih aktivnosti, …

Učne oblike in metode (ponovitev)11 METODE POUČEVANJA IN PRIMERI TEHNIK DEMONSTRACIJSKE METODE (ilustrativno –demonstracijske)RISANJE: nekatere elemente snovi lahko učitelj ali učenecizrazi z risbo.Tehnike: uporaba shematske risbe, uporaba grafičnih znakov in simbolov,uporaba miselnih vzorcev, uporaba pojmovnih map (hierarhično urejajopojme v celoto in definirajo tudi odnose med njimi, za razliko od miselnihvzorcev, ki samo organizirajo posamezne dele v celote), …

Učne oblike in metode (ponovitev)12 METODE POUČEVANJA IN PRIMERI TEHNIK EKSPERIMENTALNE METODE (v širšem pomenubesede; tudi: laboratorijsko – eksperimentalne,raziskovalne metode)EKSPERIMENT ALI POSKUS pomeni načrtno povzročanjenekega pojava z namenom, da bi ga preučevali; spreminjanjeneodvisnih spremenljivk in odkrivanje vpliva tega spreminjanjana odvisno spremenljivko.Tehnike: uporaba različnih raziskovalnih postopkov in tehnik.

Učne oblike in metode (ponovitev)13 METODE POUČEVANJA IN PRIMERI TEHNIK EKSPERIMENTALNE METODE (v širšem pomenu besede; tudi:laboratorijsko – eksperimentalne, raziskovalne metode)NAČRTNO OPAZOVANJE je sistematično opazovanje nekega pojavabrez poseganja v situacijo.Tehnike: uporaba različnih postopkov opazovanja.PRAKTIČNO DELO je delo učitelja in učencev s konkretno snovjo.Tehnike: izdelava predmetov, preizkušanje aparatur, modeliranje, sestavljanjein razstavljanje, rezanje in lepljenje, …

Učne oblike in metode (ponovitev)14 METODE POUČEVANJA IN PRIMERI TEHNIK METODE IZKUSTVENEGA (IZKUŠENJSKEGA) UČENJAIzkustveno učenje je vsako učenje v neposrednem stiku zresničnostjo, ki jo proučuje.REŠEVANJE PROBLEMOV (problemski pouk) je učenje z vodenimsamostojnim odkrivanjem. Učenci rešujejo problemsko situacijo, ki jonajprej definirajo, postavijo raziskovalna vprašanja, oblikujejo hipoteze,načrtujejo poti reševanja in na koncu ovrednotijo rešitve.Tehnike: nevihta moţganov, tekmovanja z dajanjem idej in druge tehnikeustvarjalnega mišljenja, reševanje npr. matematičnih problemov, »brainwriting«(dijaki sami zapisujejo ideje in jih prilepijo na skupen plakat), …

Učne oblike in metode (ponovitev)15 OBLIKE POUČEVANJA1. FRONTALNA- učitelj komunicira z vsemi učenci v razredu istočasno (razlaga ali pogovor)2. INDVIDUALNA- učenci delajo samostojno, brez sodelovanja z drugimi- oblika individualnega dela je PROGRAMIRANI POUK, pri katerem učiteljvnaprej programira (didaktično oblikuje) učno vsebino in jo razdeli namajhne enote, ki se jih potem učenci učijo samostojno; najprej dobijoinformacijo o delu učne snovi, nato nalogo, ki jo rešijo, sledi povratnainformacija3. DELO V DVOJICAH- učenci delajo v tandemu

Učne oblike in metode (ponovitev)16 OBLIKE POUČEVANJA4. SKUPINSKO DELOa) (OBIČAJNO) SKUPINSKO DELO: vsi člani skupine rešujejo isto nalogo,na koncu pa njen predstavnik razredu predstavi rezultate.b) SODELOVALNO UČENJE (kooperativno, komunikativno, kolaborativno,vrstniško) temelji na skupnem delu in medsebojni pomoči vseh članovskupine; vsak ima svojo nalogo, jasno je razvidna njegova odgovornost inprispevek k delu skupine.Modeli sodelovalnega učenja (op.: glede na opredelitve gre za tehnike,vendar se običajno uporablja izraz metoda).

Učne oblike in metode (ponovitev)17 DIDAKTIČNI SISTEMI1. TERENSKO DELOKot je za didaktične sisteme značilno, vključuje različne metode in tehnike: anketiranje, opazovanje, merjenje,kartiranje (npr. risanje reliefa oz. opis prostora, v katerem se nahajaš), eksperimentiranje, diskutiranje,razlaganje, primerjanje, …2. PROJEKTNO DELOUčitelj in učenci si skupaj zastavijo cilje in oblikujejo načrt, kako bodo te cilje dosegli. Nato delajo učencisamostojno, do znanj in spoznanj prihajajo z lastno aktivnostjo, učitelj jih samo spodbuja, usmerja in jimsvetuje.projekt konstruktivnega tipa (izdelava izdelka, izvajanje praktičnih aktivnosti: naravoslovne razstave,urejanje naravoslovne rubrike šolskega časopisa, …),projekt usvajanja in vrednotenja (spoznavanje in vrednotenje nekega dogodka, npr. naravoslovnerazstave, filma, …),problemski projekt (reševanje problemov, npr. raziskovalni projekti),projekt tipa učenja (usvajanje znanja, spretnosti, sposobnosti).3. TIMSKI POUKVeč učiteljev dela z manjšimi skupinami učencev. Tim je skupina ljudi, ki med seboj sodeluje tako, da doseţeveč, kot znaša skupna vsota doseţkov posameznikov.

18Splošni cilji pri učenju in poučevanjunaravoslovja razviti potrebno znanje kemijskih pojmov in relacij sprepletanjem teoretičnega in eksperimentalnega dela razumeti okolje z njegovim aktivnim spoznavanjem(opazovanje, razvrščanje, eksperimentiranje, merjenje,raziskovanje, sporočanje)razvijanje strategij reševanja problemovrazvijanje strategij uporabe informacijskih sistemov razvijanje zavesti za ohranjanje naravnega okolja insonaravnega gospodarjenja – izobraţevanje za trajnostnirazvoj

19Splošni cilji pri učenju in poučevanjunaravoslovja Razvijanje naravoslovne pismenosti učencev.(1) učenje naravoslovja (razumevanje naravoslovnih pojmov in relacij)(2) učenje o naravoslovju (razumevanje bistvenih komponent filozofije,zgodovine in metodologije raziskovanja v naravoslovju)(3) spoznavanje metod oblikovanja novega naravoslovnega znanja(pridobivanje sposobnosti za vključevanje v tiste dejavnosti, ki vodijo vrazvoj naravoslovnega znanja)učenci sprejmejo novo znanstveno idejo takrat, kadar postanejo s svojonezadovoljni in vidijo v novi razlagi pojma smisel in uporabnostta proces mora potekati med naravoslovnim izobraţevanjem in privede vučencih do pojmovne spremembe

Zahtevnost naravoslovja20KEMIJAkonkretnost kemijskega pojava (opazovanje poskusa ali pojava)abstraktnost razlage eksperimentalnih opaţanj in rezultatov (submikroraven)abstraktnost zapisov dogajanja med eksperimentom (kemijski simboli, formule inenačbe ter matematične zveze in različne sheme)FIZIKA konkretnost fizikalnih pojavov (gibanje vozička ...) abstraktnost delovanja sil, elektronov ... abstraktnost zapisov fizikalnih pojavov (matematične zveze, različne sheme)BIOLOGIJA konkretnost objektov (rastline, živali ...) semiabstraktnost celic (mikroskopiranje) abstraktnost razlage delovanja celic in s tem povezanim delovanjemorganizma (biokemija, molekularna genetika, fiziologija) abstraktnost zapisov dogajanja v celicah (zelo zapletene formule biomolekul)

Zahtevnost naravoslovja21NEKATERE RAZLIKE MED NARAVOSLOVNIMI PREDMETI biologija in fizika – submikro in simbolna raven pojmov dokaj pozno našolski vertikali“velik del fizikalnih pojmov je moč spoznati s tako velikimi pripomočkikot je opeka, biologi pa lahko pojasnijo pojme na opisno / funkcionalniravni brez večjih poseganj v simbolni ali submikroskopski svet” Johnstone(1982)spoznavanje kemijskih sprememb – submikrosvet delcev (strokovnoneoporečna razlaga kemijskega pojava)zapis s simbolnim kemijskim jezikom (učencu tuj, teţko razumljiv in brezsmisla – učenje na pamet – kemija teţka in nerazumljiva ţe na osnovniravni)

Zahtevnost naravoslovja22NEKATERI VZROKI TEŢAV RAZUMEVANJANARAVOSLOVNIH POJMOV negativen odnos do naravoslovja ne omogoča ustrezne pojmovnespremembe in/ali modifikacije učenčevih mentalnih modelov učenci nimajo ustreznih osnov v predznanju, ki bi omogočalenadgradnjo vse bolj abstraktnih in zahtevnih pojmov abstraktne naravoslovne vsebine so za tiste, ki si pojavov nemorejo vizualizirati in/ali nimajo še ustrezno razvitih sposobnostiabstraktnega mišljenja, teţke, nerazumljive in s tem nezanimive,nesmiselne ter nepriljubljene

23Poučevanje in učenje kemijskihpojmov v šolskem sistemu14. let 9. r. 70 ur13. let 8. r. 70 urMATURA IZ KEMIJE, BIOLOGIJE, FIZIKE18. let 4. l. 70 ur odvisno od izbora predmeta za maturo35 ur laboratorijskih vaj17. let 3. l. 70 ur16. let 2. l. 70 ur15. let 1. l. 70 ur prof. kemije, biologije ali fizikeKemija, biologija, fizikaprof. naravoslovnih vezav12. let 7. r. 105 ur11. let 6. r. 70 ur10. let 5. r. 105 ur9. let 4. r. 105 ur8. let 3. r. 105 ur7. let 2. r. 105 ur6. let 1. r. 105 urNaravoslovjeprof. naravoslovnih vezavNaravoslovje in tehnikaprof. razrednega poukaSpoznavanje okoljaprof. razrednega pouka

24Učni načrt za naravoslovje v 6. in 7.razredu osnovne šole Na spletu:http://www.mizks.gov.si/si/delovna_podrocja/direktorat_za_predsolsko_vzgojo_in_osnovno_solstvo/osnovno_solstvo/ucni_nacrti/posodobljeni_ucni_nacrti_za_obvezne_predmete/

25Učni načrt za naravoslovje v 6. in 7.razredu osnovne šole













Science Education Now, 2007, EC38Vpeljevanje inovativnih metod v poučevanjenaravoslovja: evropski projekt usposabljanjaučiteljev za raziskovalno poučevanje in učenje zraziskovanjem - PROFILEShttp://ec.europa.eu/research/sciencesociety/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_en.pdfPodatki kaţejo, da v povprečju učenci/dijaki/študentinimajo radi naravoslovja, kot se poučuje v evropskih šolah.Šolsko naravoslovje je prikazano kot abstraktna stvar;poudarja naravoslovne ideje razvite v 19. stol.; NIMAzadostne osnove v eksperimentalnem delu in da se naosnovi rezultatov tega dela sklepa in zaključuje ter s tempridobi novo znanje.Obstajajo jasne povezave med mnenjem učencev onaravoslovju in načini poučevanja naravoslovja v šolah.Naravoslovno poučevanje NI inovativno – NI relevantno, NIzanimivo, NI uporabno, in JE pogosto dolgočasno.

D SPLOŠNI IZBIRNI PREDMET – 1. STOPNJAEKSPERIMENTALNO INPROJEKTNO DELO PRINARAVOSLOVJUPOMEN EKSPERIMENTALNEGA DELAPRI POUKU NARAVOSLOVJADr. Iztok Devetak

40Model procesiranja informacij inproces učenja - model PIPUODGOVORPOJAVINAVODILAOPAŢANJAPERCEPCIJAINTERPRETACIJAPRESTRUKTURIRANJEPRIMERJANJESHRANJEVANJEPRIPRAVADELOVNI SPOMINPERCEPCIJSKI FILTERSHRANJEVANJEPOZABLJANJESPOMINJANJESKLADIŠČEINFORMACIJEPOVEZANEMED SEBOJNEPOVEZANIDELIINFORMACIJDOLGOTRAJNISPOMIN(prirejeno po Johnstone, 1991, 1999; Johnstone et al., 1994)

Pomen eksperimentalnega dela41STRP model celostnega razumevanja naravoslovnih pojmovMakroravenSubmikroravenMentalnimodelO 2 + 2 H 22 H 2 OSimbolnaravendejansko stanjepredstavitevdejanskegastanjavizualizacijskemetode

42Model generiranja kemijskega(naravoslovnega) znanjaUstrezni mentalni model kemijskegapojmaKemijska pismenost- metavizualna kompetenca- integracija pojmov v trajne kognitivne strukture- formalno-logične sposobnosti- zavedanje pomena kemije- večji interes poglabljanja kemijskega znanjaSTRPmodelKEMIJAH 2 O(l)SocialnikontekstIzobraževalnastrategija- Vizualizacijskemetode- Ustrezna rabajezikaUČITELJUČNI MATERIALRaven abstraktnostipredstavitve kemijskega pojmaSimbolnaravenSubmikroravenMakroravenUČENECAbstraktnispecializirani jezik(simbolni jezik;submikrojezik)Raven kompleksnostiizraţanjaKonkretni znani jezik(makrojezik)

Pomen eksperimentalnega dela43 Rezultati raziskave nam povedo: Učenci, dijaki ali študenti imajo oblikovanih veliko različnihNAPAČNIH ali NEPOPOLNIH RAZUMEVANJ POJMOV. Nekatera so zelo razširjena. Veliko raziskav odkriva napačna razumevanja in jihpopisuje. Lastnosti napačnih razumevanj:• močno usidrana v učenčev dolgotrajni spomin• zelo odporna na zunanje vplive (teţko jih je spremeniti)• preprečujejo poglobljeno učenje z razumevanjem• zahtevnejše vsebine so teţko razumljive• zmanjšajo učenčevo samopodobo in notranjo motivacijo za učenje

moţni odgovoriPomen eksperimentalnega dela44Potekla je reakcija med snovjo A in B, kot prikazuje shema. Katera enačba pravilnoponazarja to reakcijo?Katere sheme ponazarjajo čisto 4,7 snov, en krogec pomeni en atom?brez odg.Možnih je več odgovorov.Legenda:edcEDEDCZmes C snovi predzačetkom reakcije1,2B227,96,4Bb A A 2 + 2 B A 2 B 2B 12aA + 10 B 6b c d e4,2A 2B0,5A2AaC 2 A + 2 B A 2B 2Napišite D 5 A pravilne + 5 B 2 odgovore: 5 A_____________2B 2+ 2 AE 2 A 0 + B 20 40 60 80 1002 A 2 B 2%%Katera snov se je pri reakciji porabila? ____________74,397,35 A + 5 B 2 5 A 2 B 2 + 2 AZmes snovi po koncureakcije- snov A;Utemeljite odgovor. _____________________________________________________40,742,2- snov B;0 10 20 30 40 50- produkt

Pomen eksperimentalnega dela45NEKATERE TEŢAVE NERAZUMEVANJA KEMIJSKE REAKCIJEI: Zakaj ste izbrala odgovor D?104: Verjetno ravno zato, ker je taka slika, ne vem ...I: Kako se ponavadi piše enačbe reakciji?104: ... [molk] ne vem ... [molk]I: A ne veste kaj mislim?104: Ne ...I: Kako bi napisali enačbo, če bi to shemo prevedli v enačbo reakcije?104: Ja, a to je narobe [pokaţe na njeno rešitev v testu, ki je napačna] ...I: Zakaj ste izbrala ravno to rešitev?104: Ja ne vem, ker teh je 5 [pokaţe produkte] in tukaj sta dva [pokaţeprebitno snov A], pa ne vem , ker se pač ujema ...I: Torej ste prešteli delce in izbrali odgovor?104: Ja ... [smeh] ...Nepoznavanje pomena enačbe kemijskereakcije, povezane z dejanskim stanjem.

Pomen eksperimentalnega dela46NEKATERE TEŢAVE NERAZUMEVANJA KEMIJSKE REAKCIJEI: Kako si pa zapomnite enačbo reakcije?108: Nekatere vem, nekatere ne ... si zapomnim, na pamet ...I: Če bi pouk potekal tako kot nakazuje 19. naloga [zajet STRP model], bibilo laţje?108: Po mojem ja, ker bi tudi več časa porabili ... po mojem bi si prejzapomnili ...I: Kako si potem zapomnite enačbo kemijske reakcije?30: Ja, ne vem, ponavadi tako, ne vem, na pamet.I: Ali bi bilo za vas laţje, če bi se še sheme risale?30: Ja, po mojem bi bilo, ker bi si tako lažje predstavljal kaj nastane in kajzreagira, ker si lažje zapomnim, če vidim narisano, bi bilo lažje, ja.Učenje na pamet.smiselna uporaba STRP modela po mnenju dijakov - 88,1%;dijaki nimajo teţave z razumevanjem submikropredstavitev - 66,6%.

Pomen eksperimentalnega dela47NEKATERE TEŢAVE NERAZUMEVANJA KEMIJSKE REAKCIJEI: Kako poteka učna ura pri kemiji?412: Ja, ne vem, pač profesorica razlaga te stvari, ki so nove, pa tisto kar jes staro snovjo povezano tudi nas kaj vpraša, poudari, da je to že staro ...definicije narekuje, enačbe pa to skupaj na tablo napišemo, včasih koga venpokliče, da uredi ali dokonča kakšno enačbo, eksperimentov ponavadi takopri uri ne delamo, ampak gremo vsake toliko dve uri v laboratoriji, pa potemtam delamo za snov nazaj ...262: Mmm, najprej razlaga snov, »ful« pišemo, ne, razlaga snovi in naredimona koncu po razlagi še ene dve vaji, potem pa da še domačo nalogo, tako damislim, da je pri kemiji kar v redu.I: Kako to mislite vaje?262: Vaje iz tiste snovi, ki jo prej obdelamo.I: Ali eksperiment?Uporaba STRP modela:redko 42,9 %nikoli 42,9 %262: Ne, ne, vaje na tablo, reši eno profesorica, potem rešimo eno mi, tako jeponavadi.

Pomen eksperimentalnega dela48 Rezultati raziskave nam povedo: Učenci, dijaki ali študenti, ki so uspešni na tradicionalnihpreizkusih znanja kaţejo lahko na testiranjih z diagnostičnimiinštrumenti številna napačna razumevanja. Tradicionalno poučevanje ne odpravi ţe nastalih napačnihrazumevanj; lahko celo spodbuja nastanek novih. Vzroki:- prenos napačnih razumevanj učiteljev na učence- učenčeva napačna interpretacija informacij učitelja- učenčevo samooblikovanje napačnih razumevanj: učenje iz neustreznihtiskanih učnih materialov, uporaba neustreznih IKT virov informacij,napačni osebni viri …)- slabo razite jezikovne sposobnosti učenca

Pomen eksperimentalnega dela49 Spremenjeno poučevanje naravoslovja: Potrebno poučevati naravoslovje konsistentno in jasno. Poučevanje mora spodbujati učenje.- ovrednotiti je potrebno predhodno znanje; ali kaţe napačna razumevanja- uporaba različnih kognitivnih tehnik za odpravo in izogib nastanka novihnapačnih razumevanj* predvidevanje, opazovanje, razlaga* kognitivni konflikt* argumentacija Učiti se je potrebno za ţivljenje- uporaba smiselnega konteksta* formalni učni material – slabo zastopan* neformalni – aktualne teme v medijih …* predstaviti prihodnost razvoja naravoslovja

Pomen eksperimentalnega dela50 Naravoslovje v kontekstu lat. contexere; kar z določeno stvarjo nastopa, je z njopovezano; zveza, skladnost; miselna zveza, povezanost,soodvisnost POMEN KONTEKSTA – opis takih okoliščin, ki dajo besedamin povedim pomen; skladen strukturiran pomen nečesa novegapostavljenega v širšo perspektivo (Gilbert, 2006). Učenci naj bi:• dojeli pomen učenja naravoslovja• doţiveti svoje učenje kot pomembno za določeno stvar v svojemţivljenju• bili sposobni skonstruirati skladne, soodvisne ter razumljive “miselnepovezave” med pojmi predstavljenih pri naravoslovju

Pomen eksperimentalnega dela51Table 1. Chemistry in Context (first edition) chapter topics and the major chemical concepts includedChapter titleChief chemical conceptsChapter 1 The Air We Breathe Elements, compounds, mixtures, atoms,molecules, formulas, equationsChapter 2 Protecting the Ozone Layer Atomic structure, atomic mass, atomicnumber, molecular structure,electromagnetic spectrum, wave andphoton nature of light, reaction mechanismsChapter 3The Chemistry of Global Warming Molecular structure and vibration, infraredabsorption and spectroscopy, moles,stoichiometric calculationsChapter 4 Energy, Chemistry, and Society First and second laws of thermodynamics,heats of combustion, bond energies andrelated calculations, activation energy,entropy and calculations of thermodynamicefficiency

Pomen eksperimentalnega dela52Table 1. Chemistry in Context (first edition) chapter topics and the major chemical concepts includedChapter titleChief chemical conceptsChapter 5 The Wonder of Water Molecular structure, hydrogen bonding,solutions, solubility rules, ionic compoundsand ionic structure, solutions, specific heatand related calculationsChapter 6 Neutralizing the Threat of Acids, bases, hydrogen andAcid Rainhydrioxide ions,molarity between bases, pH and relatedcalculationsChapter 7 Onondaga Lake: a Case Study Solubility, Solvay process, chlor-alkaliprocessChapter 8 The Fires of Nuclear Fission Isotopes, nuclear fission, chain reactions,radioactive decay

D SPLOŠNI IZBIRNI PREDMET – 1. STOPNJAEKSPERIMENTALNO INPROJEKTNO DELO PRINARAVOSLOVJUPROJEKT PROFILESDr. Iztok Devetak

Projekt PROFILES54Zgradba PROFILES učnih modulov:Opis učnegaprocesaDruţbeni vidik - socio-naravoslovni scenarij.Uporaba 3-delnega modela (socio-naravoslovni scenarij, UNzR,odločanje o socio-naravoslovnem problemu) spodbujanja razvojanaravoslovne pismenosti učencev in dijakov.Izobraţevanje z naravoslovjem; vzgojno-izobraţevalni vidik.Poudarek na učenčevem/dijakovem interesu in relevantnosti (zanj)naravoslovnega znanja.1. stopnjaSOCIO-NARAVOSLOVNIKONTEKST / SCENARJIVpeljava izbrane socionaravoslovneučne vsebine vpouk. Izhodišče učnegaprocesa naj predstavlja izzivza nadaljne učenje.2. stopnjaUČENJE ZRAZISKOVANJEMPoglobljeno učenjenaravoslovnih pojmovpreko aktivnih oblikučenja, učenja zraziskovanjem, ipd.3. stopnjaODLOČANJE PRI REŠEVANJUSOCIO-NARAVOSLOVNIHPROBLEMOVUporaba pridobljenega znanja: zareševanje sorodnih problemov;odločanje, utemeljevanje...

Projekt PROFILES55KONČNI CILJ projekta PROFILES:učenci/dijaki naj bi bili bolje naravoslovno pismeni v skladu s ciljiučnega načrta;učenci/dijaki naj bi bili bolj motivirani za učenje naravoslovja vprihodnje;učitelji naj bi se zavedali pomena prevzema inovacije v poučevanjuin njihove integracije v svoje prihodnje delo z namenom, da učinkovitodoseţe cilje učnega načrta.

56Projekt PROFILES

Projekt PROFILES57 Strategije poučevanjanaravoslovnih pojmovVAUN strategija – sodobni sodelovalni pristopi k poučevanjunaravoslovnih pojmov, moţna uporaba tudi v prvem in drugemtriletjuPotrebno specifično učno gradivo.Delov v skupinah – vsak učenec ima svojo nalogo. Učitelj le spremlja proces sodelovalnega učenja in primorebitnih vprašanjih učencev, ne pove odgovora, vendarpostavi novo vprašanje.

58Vodeno Aktivno Učenje Naravoslovja (VAUN)Naslov VAUK učne enotenaslov v obliki vprašanja v kontekstuZakaj se to učim?v širšem kontekstu predstavljena učna vsebina, ki nakazujemoţne odgovore na vprašanje postavljeno v naslovuPredhodno znanjepojmi potrebni za razumevanjenovih pojmovViridodatni viri oz. literaturaNovi pojminavedeni pojmi, ki se jih bodo učencinaučili, ni pa podanih njihovih definicijPodatki in modelipredstavljena nova učna vsebina ztekstovnim in slikovnim materialomUčni cilji in učni doseţkikaj se bodo učenci naučili, povezava s cilji učneganačrta in kompetencami, ki jih morajo učenci dosečiKljučna vprašanjakonkretno zajemajo pomembne informacije,ki jih lahko učenci najdejo v Podatkih in modelihNaloge za vajonovo pridobljeno znanje učenci uporabijo prireševanju enostavnejših nalogAli razumem?serija vprašanj/nalog povezanih z novo učnovsebino; učenci sami ovrednotijo svoje znanjeProblemske nalogez analizo, sintezo in evalvacijo znanja, transferaznanja in strategijami rešijo problem(e)

59Projekt PROFILES

60Projekt PROFILES

61Projekt PROFILES

62Projekt PROFILES

63Projekt PROFILES

Projekt PROFILES64 DELO DO NASLEDNJIČ Izbor enega PARSEL učnega modula na spletu – področjenaravoslovje. Analiza PARSEL učnega modula – vir splet• Vsebina modula – kratek opis.• Identifikacija 3-delnega modela in kratek vsebinski opis vseh trehdelov.• Vsebina navodil za učitelja. Analiza VAUK učnega modula – vir splet• Identifikacija 3-delnega modela in kratek vsebinski opis vseh trehdelov.

D SPLOŠNI IZBIRNI PREDMET – 1. STOPNJAEKSPERIMENTALNO INPROJEKTNO DELO PRINARAVOSLOVJUVARNO EKSPERIMENTALNO DELODr. Iztok Devetak

Varno delo eksperimentalno delo66Poznavanje osebne zaščite:HaljaOčalaRokaviceObutevTušPoznavanje lastnosti snovi s katerimi delamo.Poznavanje strupenosti snov s katerimi delamo.Skladiščenje kemikalij.Poznavanje laboratorijskega inventarja.

Varno delo eksperimentalno delo67 Ugotavljanje nevarnih lastnosti snovi temelji na določanju: fizikalno-kemijskih lastnosti – nevarne lastnosti snovi (eksplozivno,oksidativno, zelo lahko vnetljivo, lahko vnetljivo ali vnetljivo) zdravju nevarnih lastnosti – če je na voljo ustrezen dokaz, datoksični učinki snovi so ali pa bi lahko bili drugačni od izsledkovpridobljenih s preizkusi na ţivalih, mora biti ta snov razvrščena glede naugotovljene učinke na človeka; preizkusi na človeku se ne smejo izvajatiz namenom, da bi ovrgli ali potrdili pozitivne izsledke preizkusov naţivalih okolju nevarnih lastnosti – nevarnosti, ki jih snov predstavlja zaokolje, se ocenjujejo s pomočjo metod v ekotoksikologiji – preizkusi naţivalih, merjenje vplivov v okolju…

Varno delo eksperimentalno delo68Na vsaki embalaţni enoti nevarne snovi morajo biti jasno,čitljivo in neizbrisno navedeni naslednji podatki:a) kemijsko ime nevarne snovi,b) ime, polni naslov in telefon pravne ali fizične osebe, ki daje nevarno snovv promet v Republiki Sloveniji,c) grafični znak (simbol; piktogram) za nevarnost, črkovni znak za nevarnost(ki ni obvezen, je pa priporočljiv), napis za opozarjanje na nevarnost,č) standardna opozorila R (stavki R),d) standardna obvestila S (stavki S),e) snovi pripadajoče EC število in besedilo (sedemmestna koda, ki jedodeljena za kemične snovi) – navedena na seznamu kemikalij,f) nominalna količina snovi v pakiranju, če je namenjena splošni uporabi.

Varno delo eksperimentalno delo69 Nevarne snovi označujemo z R in S stavki standardna opozorila R »Risk« (R stavki); opozarjajo naposebna tveganja pri uporabi in ravnanju z nevarnimisnovmi in izhajajo iz ugotovljenih nevarnih lastnosti snovi. standardnimi obvestili S »Safety« (S stavki) določajovarnostne ukrepe pri uporabi in ravnanju z nevarnimpripravkom Pravilnik o razvrščanju, pakiranju in označevanju nevarnihsnovi – Uradni list Republike Slovenije, št. 73/99

Varno delo eksperimentalno delo70 DELO DO NASLEDNJIČ Pojdite na splet in poiščite ta pravilnik ter gapreglejte.

Varno delo eksperimentalno delo71R-stavkiR1 – Eksplozivno v suhem stanju.R2 – Nevarnost eksplozije ob udarcu, trenju, požaruali drugih virih vžiga.R3 – Velika nevarnost eksplozije ob udarcu, trenju,požaru ali drugih virih vžiga.R4 – Tvori zelo občutljive eksplozivne kovinskespojine.S-stavkiS1 – Hraniti zaklenjeno.S2 – Hraniti izven dosegaotrok.S3 – Hraniti na hladnem.S4 – Hraniti izven bivališč.

Varno delo eksperimentalno delo72Za posamezne snovi se lahko navedejo tudi kombinacije R in Sstavkov, na primer: R23/24/25 – Strupeno pri vdihavanju, v stiku s koţo in pri zauţitju. S36/37/39 – Nositi primerno zaščitno obleko, zaščitne rokavice inzaščito za oči/obraz.Po novem bodo R- in S-stavke nadomestila H- in P-opozorila. H-opozorila za nevarnost (ang. Hazard statements) sporočajo vrstooziroma stopnjo nevarnosti, ki jo lahko povzroča nevarna snov. P-preventivna ali previdnostna opozorila (ang. Precautionarystatements) opisujejo priporočene ukrepe za zmanjšanje alipreprečevanje negativnih učinkov, ki bi lahko nastali zaradiizpostavljenosti nevarni snovi ali zmesi pri uporabi ali odstranjevanju.

Varno delo eksperimentalno delo73H opozorilaH200 – Nestabilni eksplozivi.H201 – Eksplozivno; nevarnost eksplozijev masi.H202 – Eksplozivno, velika nevarnost zanastanek drobcev.H203 – Eksplozivno; nevarnost zanastanek požara, udarnega vala alidrobcev.P opozorilaP101 – Če je potreben zdravniški nasvet,mora biti na voljo posoda ali etiketaproizvoda.P102 – Hraniti zunaj dosega otrok.P103 – Pred uporabo preberite etiketo.P201 – Pred uporabo pridobite posebnanavodila.

Varno delo eksperimentalno delo74 Oznake za nevarne snovi Na vidnem mestu na embalaţi vseh snovi (za uporabo vlaboratoriju ali doma tudi posebne oznake za nevarnesnovi. Za snovi, ki se uporabljajo v laboratorijih, se stare oznakeza nevarne snovi oz. piktogrami Evropske unije neuporabljajo več. Na izdelkih za domačo rabo se te oznake lahko uporabljajoše do 1. 6. 2015. Nove oznake za nevarne snovi so enotne po vsem svetu inustrezajo sistemu Globally Harmonized System ofClassification and Labeling of Chemicals (GHS).

Varno delo eksperimentalno delo75 PiktogramiGHS (Globally Harmonized System ofClassification and Labelling ofChemicals)http://www.tzslo.si/pic/pdf/nezivila/GHS-25-9-09.pdf



Varno delo eksperimentalno delo78 Baze podatkov Podatke o snoveh se zbirajo v podatkovnih zbirkah, ki sodostopne na svetovnem spletu. Poleg uradnih podatkov lahko informacije o snoveh najdemotudi neposredno na spletu, če v brskalnik vpišemo ime snovi.(angleško ime dá več podatkov). Zbirke z največ podatki o snoveh so dostopne na spletnistrani Chemical Abstracts Service (CAS) in EuropeanChemical Substances Information System (ESIS). Slovensko zakonodajo o kemikalijah najdemo na spletnistrani Urada Republike Slovenije za kemikalije.

Varno delo eksperimentalno delo79 Skladiščenje snovi Snovi v laboratorijih hranimo vposebnih omarah zashranjevanje kemikalij. Vnetljive snovi hranimo vomarah iz nerjavečega jekla zventilacijskim sistemom, sajmorajo biti dobro prezračene.Hlapne snovi hranimo ločenood nehlapnih. Kisline in baze hranimo ločeno.V omarah morajo biti police vobliki kadi, ki preprečijomorebitni izliv kislin iz omar.

Varno delo eksperimentalno delo80Varnostni listi• Varnostni list je dokument, kivsebuje varnostne podatke odoločeni snovi oz. kemikaliji.• Za vsako snov, ki jo uporabljamo vlaboratoriju bi morali imetivarnostne liste.• Upoštevamo informacije izvarnostnega lista pri delu zdoločeno snovjo pri pouku.

Varno delo eksperimentalno delo81Varnostni listi








Varno delo eksperimentalno delo89Varnostni listi DELO DO NASLEDNJIČ• vsak poišče na spletu en varnostni list za neko snov; vsakmora imeti drugo snov in ga naslednjič predstavi ostalim

90ANALIZA SMERNIC VARNEGA DELAV UČBENIKIHPRIMER KEMIJA V GIMNAZIJI ZA 1. LETNIK







97ANALIZA SMERNIC VARNEGA DELAV UČBENIKIH DELO DO NASLEDNJIČNaslov učbenika, avtorjiRaven šolanja• Vsak izbere en učbenik Spoznavanje okolja; 1.-3. razredNaravoslovje in tehnika; 4. in 5. razredNaravoslovje; 6. in 7. razredKemija, biologija, fizika; 8. in 9. razredKemija, biologija, fizika; 1. letnikŠtevilo straniŠtevilo slikPoglavje v katerem se varno delo pojaviVsebina varnega dela

D SPLOŠNI IZBIRNI PREDMET – 1. STOPNJAEKSPERIMENTALNO INPROJEKTNO DELO PRINARAVOSLOVJUOSNOVE TOKSIKOLOGIJEDr. Iztok Devetak

TOKSIKOLOGIJA99 Definicija: veda o toksinih; njihov vpliv škodljiv zaorganizmeVplivi majhnih koncentracij snovi na organizme.Relativna strupenost snovi – pomembna od načrtovanja novegazdravila do vplivov polutanta na okolje.Primarni pomen je poznavanje kemije snovi – topnost,reaktivnost, predvidevanje na produkte biotransformacije, izbormedija za vnos toksina v testni organizem.Kemija majhnih molekul je relativno enostavna.Kemija makromolekul (proteini, lipidi …) kompleksnejša.

Preučevanje strupenosti snovi100Poskusi na ţivalih; Rattus norwegicus (albin)http://www.aqualandpetsplus.com/Animal226.jpgwww.dw-world.de/dw/article/0,2144,1992696,00.html

Preučevanje strupenosti snovi101Odmerek; doza (količina aplicirane snovi - mg) – ključni pojemtoksikologijePARACELSUS (1567); “Vse snovi so strupene, le njihovadoza določa strupenost.”Ksenobiotik – organizmu tuja snov, ki ninujni toksičnaodmirjanje (količina aplicirane snovi na enoto telesne maseprejemnika – mg / kg telesne mase)

OdgovorPreučevanje strupenosti snovi102Odvisnost odgovora od doze (doza-odgovor krivulja)100%Snov ASnov BPlato efekt je posledicanasičenja receptorjev ssnovjo, ki se veţejo nanjeali preobremenitvetransportnega sistema(krvoţilje).LD 50LD 50Snov A ima večji učinek kotsnov B.0%Log [doza]Letalna doza snovi A je manjša kot letalna doza snovi B.

Preučevanje strupenosti snoviSmrtnost določaLETALNA DOZAsnovi.Uporabavrednosti LD 50 –mediana letalnedoze (meraakutne toksičnostineke substance)SnovLD 50 [mg/kg]etanol 10000Natrijev klorid 4000Železov sulfat(VI) 1500Morfin sulfat 900Strihnin sulfat 150Nikotin 1Strup črne vdove 0,55Kurare 0,50Strup klopotače 0,24Dioxin 0,001Butulin 0,0001103

Interakcija med toksinom in organizmom Izpostavljenost; kontakt med toksinom in telesom organizma Toksikokinetika; absorbcija toksina v kardiovaskularnisistem, migracija toksina po telesu, distribucija v tkiva ineliminacija iz telesa Toksikodinamika; vpliv toksina na tarčne celiceVse tri faze se po izpostavljenosti toksinu prekrivajo.104

Izpostavljenost105Različni odgovori organizma na toksin so lahko posledica: Poti izpostavljenosti. Frekvenci izpostavljenosti; prispeva k prejeti dozi. Trajanju izpostavljenosti (akutna, kronična); prispeva kprejeti dozi.

Izpostavljenost106 Akutna izpostavljenost - manj kot 24 ur; ponavadi enkratnaizpostavljenost toksinu Ponavljajoča izpostavljenost:• Subakutna – ponavljajoča se do 30 dni• Subkronična - ponavljajoča se od 30 do 90 dni• Kronična - ponavljajoča se več kot 90 dniViri: nenamerna in namerna izpostavljenost toksinom v širšem okolju,delovnem okolju, posledica terapije, prehrane …

Absorpcija – vstop toksina v teloCelična bariera; toksin jo mora premagati, da vstopi v krvni obtokEnostavna difuzija ali aktivni transport preko celične membrane;lipofilnost toksina, velikost molekule, nevtralnost (brez naboja) molekulePot absorbcije; oralna, respiratorna, dermalnaInjiciranje; intramuskularno, intraperitonealno, intravenozno, subkutano107

Absorpcija – vstop toksina v telo Oralna potClostridium butullinumPolipeptid, nevrotoksin70 ng / človeka Najhitrejša absorpcija v ozkem črevesu; velika površina, močno oţiljeno,pH okoli 6POMEN JETER108http://www.colorado.edu/kines/Class/IPHY3430-200/image/villi.jpg

Absorpcija – vstop toksina v telo Respiratorna pot Pot plina ali areosola do pljuč Vodotopni plini, raztopijo se v sluzizgornjih dihal, manj topni gredo dlje v dihala Velikost delcev;večje ujamejo cilijein sluz zgornjih dihal Dobra difuzija snoviv alveolah (tanekepitel, velika gostotaţilja)109http://stb.msn.com/i/1A/12E7327B7EE7C23268A69F64FCB12.jpg

Absorpcija – vstop toksina v telo Dermalna pot Najboljša celična bariera Debel večplastni epidermis Slaba difuzija;zadebeljena plazmalema,v kateri je keratin Absorpcija le najboljlipidotopnih snovi110http://www.valleyhealth.com/images/image_popup/skin_type.jpg

Absorpcija – vstop toksina v telo Dermalna pot Poškodbe koţe (rana, pik, ugriz) pomembno povečajo absorpcijo toksinovAvstralski celinski taipan (Oxyuranus microlepidotus); peptidi; pre- inpost sinaptični neurotoksini (paraliza, odpoved dihanja); prokoagulanti(razgradnja fibrinogena – krvavitve); miolizini (razgradnja mišičja)En ugriz: max. 110 mg toksina (1,1 mg / človeka)Zlata strupena ţaba(Phyllobates terribilis)Batrahotoksin;0,07 mg /človekahttp://www.chm.bris.ac.uk/webprojects2003/stoneley/strength.htm111http://www.biltek.tubitak.gov.tr/merak_ettikleriniz/dendro.jpg

Distribucija – prenos toksina po telesu Krvoţilni sistem Hitrost prenosa; hitrost preskrbe organa s krvjo Večja perfuzija (srce, jetra, ledvica), večji prinos toksina Nekateri organi so posebejzaščiteni:• Moţgansko-ţilna bariera• Tesni stiki med celicamiendotela ţil in izrastkiastrocit• Vstop v ţivčni sistemimajo le zelo lipidotopnitoksini112http://www.colorado.edu/kines/Class/IPHY3430-200/image/bbb.jpg

Distribucija – prenos toksina po telesu Zadrţevanje toksinov v telesu Afiniteta vezave nekaterih toksinov na albumine krvne plazme. Teţke kovine se kopičijov kostnem tkivu. Lipidotopne snovi se kopičijov adipocitih.Molekulavezana naalbumin113http://www.rutherford-research.ca/rrx/pharma/moleculeRepresentationIntro.php

Eliminacija – izločanje toksina iz telesaPretvorba prvotne snovi (toksina) z BIOTRANSFORMACIJO vmetabolite ter izločanje iz telesa.Najpomembnejša pot ekskrecije toksina vodi preko ledvic; jeter,ţolča in črevesa; dihal; ustnih ţlez slinavk, znojnih ţlez in mlečnihţlez.http://www.pennhealth.com/health_info/pregnancy/graphics/images/en/19741.jpghttp://www.pg.com/science/skincare/Skin_tws_35/skin_35_02.jpghttp://www.vicc.org/spores/lung/lung.jpg114http://healthgate.partners.org/images/si55551216_ma.jpghttp://www.hepfoundation.org.nz/images/liver2.jpg

Biotransformacija Metaboliti nastanejo s encimsko katalizo in so različnotoksični: DETOKSIKACIJA; manj toksični metaboliti od prvotnegatoksina INTOKSIKACIJA (bioaktivacija); bolj toksični metaboliti odprvotnega toksina; nastanek hidrofilnega (ni lipofilen, da biprečkal plazmalemo), velikega (le manjše molekule lahkoprečkajo plazmalemo) in nabitega delca metabolita(nevtralni delci laţje prečkajo plazmalemo)115

Biotransformacija Poteka v dveh fazah: REAKCIJE I. FAZE; prvotni toksin hidrolizira ali oksidira(redkeje reducira) – nastanek določene funkcionalne skupine(potrebna za vezavo na druge molekule) REAKCIJE II. FAZE; metabolit toksina se veţe na večjohidrofilno in nabito molekulo116

BiotransformacijaReakcije I. faze; hidroliza: Hidrolizo vršijo hidrolaze (amidaze, peptidaze, lipaze). Pogosto vsebujejo toksini esterskovez (aspirin, organotiofosfatni acaricidin insecticid malation …), ki je centerpoteka hidrolize. Insekticid mireks nima esterskevezi, zato je zelo odporen nabiotransformacijo (kopiči se vmaščobnem tkivu; rakotvoren)117

BiotransformacijaReakcije I. faze; oksidacija: Oksidacijo vršijo encimi iz skupine citokromov P450 (absorpcijski vrhsvetlobe 450 nm) predvsem v jetrih. Največ encima v gladkem endoplazmatskem retikulumu.- Vsebujejo hem.- Molekula O 2 sprejmedva elektrona.- En atom kisika tvorinovo funkcionalnoskupino prvotnegatoksina, drug pa tvorivodo.- Potrebna je redukcijaencima s pomočjoNADPH + H + .http://www.daviddarling.info/images/heme.gifhttp://www.ccs.k12.in.us/chsBS/kons/kons/eukaryotic%20cell/118cytoplasm_and_its_associated_str_files/image002.jpg

BiotransformacijaDrugi encimi oksidacije: Alkoholne dehidrogenaze (ADH razreda 1, 2, 3 in 4) oksidirajoniţje alkohole v aldehide. Etanol (ADH razreda 4 – nahaja se tudi v gastrointestinalnemtraktu) etanal; rakotvoren – odgovoren za pojav raka vzgornjem GI pri alkoholikih. Aldehidna dehidrogenaza (ALDH) oksidira aldehide v karboksilnekisline (aldehidi se tudi oksidirajo preko Acetil-CoA v Krebsovem ciklu doogljikovega dioksida).119

Biotransformacija Reakcije II. faze (sekundarni metabolizem); v tereakcije vstopajo produkti I. faze Ogljikovi hidrati pogosto sodelujejo v tem procesu. Ogljikovi hidrati so večinoma dobro topni v vodi.Toksini se konjugirajo na ogljikov hidrat.Nastali konjugat je topen v vodi.Ne more prehajati skozi plazmalemo (fosfolipidi) celice.Laţje se izloči z urinom.120

Vpliv toksinov v celiciVeriţni proces z vezavo toksina na točno določeno mesto v/nacelici; proteini, lipidi, nukleinske kisline (1) povzročispremebe v celici; (2) seksundarni procesi povzročijo fiziološkespremembe v celiciVezava toksina na biomakromolekulo Kovalentna dolgotrajna ali stalna sprememba v celici Nekovalentna (ionska, vodikova) bolj reverzibilna sprememba121

Mehanizma celične smrti122Apoptoza in nekrozaApoptozaNekrozaAktivacija kaspaz.Sprostitev cyt c izmitohondrijev.Povečana prepustnostmembran.Kondenzacija cel.organelov.Kondenzacijakromatina.Fragmentacija DNA.Razpad celice.Nastanek apoptotičnihteles.Fagocitoza celice.Poškodba celice.Povečanjeprepustnostimembran.Celica in organelinabreknejoMotenakondenzacijakromatina.Hitra izgubapermeabilnostiplazmalemeMembrana se razgradi.Liza celice, sprostitevvsebine v okolico.Mikroskopski prikaz apoptozetrofoblasta

Karcinogeneza123Neoplazija – napake v regulaciji genov celične rasti - hitra celičnaproliferacija; nekoordinirana rast; infiltracija (invazivnost) v tkivo;metastaziranje maligen tumor – rakkarcinom – epitel sarkom – vezivo, mišice, levkemija, limfomkostBazaliomOsteosarkomhttp://www.pdrhealth.com/patient_education/images/BHG01ON19F01.jpghttp://www.microscopyu.com/galleries/pathology/basalcellcarcinomalarge1.html

Karcinogeneza124Nastanek tumorja in metastaziranjeKarcinom materničnegavratu

D SPLOŠNI IZBIRNI PREDMET – 1. STOPNJAEKSPERIMENTALNO INPROJEKTNO DELO PRINARAVOSLOVJUNAČRTOVANJE EKSPERIMENTALNEGADELADr. Iztok Devetak

Načrtovanje eksperimentalnega dela126• Eksperimentalno delo – organizacija z vidika izvedbe• Demonstracijsko eksperimentalno delo• Sodelovalno eksperimentalno delo – delo v parih ali skupinah• Individualno eksperimentalno delo• Eksperimentalno delo – organizacija z vidika pristopa• Vodeno eksperimentalno delo• Nevodeno eksperimentalno delo – raziskovalni pristop• Didaktični sistemi – zajemajo poleg ostalih metod in oblikdela tudi eksperimentalno metodo; v naravoslovju zaţeleni pristopi• Projektno delo• Delo na terenu• Timsko delo

Načrtovanje eksperimentalnega dela127Cilji eksperimentalnega delalajšanje razumevanja in učenja naravoslovnih pojmovpridobivanje občutka za naravoslovne pojave - navajanje na opazovanjepojavovobdelave in predstavitve opažanj in podatkov - vrednotenje rezultatov,oblikovanje posplošitev in modelovpridobivanje izkušenj pri zasnovi in vodenju raziskave - razvijanjespretnosti samostojnega načrtovanja in oblikovanja eksperimentaučenje laboratorijskih spretnosti - urjenje ročnih spretnosti in natančnostiusvajanje eksperimentalnih tehnik in metodnavajanje na upoštevanje navodil in varnostnih ukrepovrazvijanje socialnih spretnosti, vzgajanje za delo v raziskovalnih skupinahrazvijanje kritičnega mišljenja in kreativnostispodbujanje radovednosti in motivacija učencev za učenje naravoslovja

Načrtovanje eksperimentalnega dela128 Pomen časovne komponente eksperimentalnega pouka –pouk v dveh šolskih urahČas je eden izmed odločujočih faktorjev, ki vplivajo na uspeh eksperimentalnegadela.• Dovolj časa za temeljito pripravo, razgovor in preverjanje potrebnega predznanjapred začetkom eksperimenta.• Dovolj časa za izvedbo eksperimenta.• Dovolj časa za razgovor, analizo rezultatov in evalvacijo po zaključenemeksperimentalnem delu.Pomen medpredmetnega načrtovanja eksperimentalnega delaIzbor takih poskusov, kjer učenci povezujejo npr. kemijske, fizikalne in biološkepojmeOrganizacija eksperimentalnega dela Prilagajanje razpoložljivim materialnim pogojem; vnaprejšnja nabava zadostnekoličine ustreznih potrebščin. Vključitev eksperimentalnega dela v letni delovni načrt (priprava tabele -odločitev števila eksperimentov,načina izvedbe, naslovov eksperimentov,usvojenih pojmov.

Načrtovanje eksperimentalnega dela129Dejavnosti učitelja• Izbor eksperimenta glede na cilje učnega načrta.• Izbor načina izvedbe eksperimenta in priprava delovnih listov za učence(pomen delovnih listov za demonstracijske poskuse).• Izvedba ali nadzor izvedbe, če delajo učenci poskus (spodbujanjedejavnosti učencev).• Oblikovanje sklepov ali pregled delovnih listov eksperimentalnega delaučencev.Dejavnosti učenca• Izvedba ali spremljanje izvedbe poskusa.• Izpolnjevanje delovnih listov.• Analiza povratne informacije.

Načrtovanje eksperimentalnega dela130Delovni list za učenca - običajni• naslov poskusa – zanimiv za učence• namen poskusa – povezan s cilji iz učnega načrta• potrebščine – seznam pribora in kemikalij• teoretske osnove eksperimenta• delo po stopnjah• zaščita (pomoč varnostnih listov)• opaţanja in sklepi – v obliki tabele• skica aparature• ravnanje z odpadki (pomoč varnostnih listov)• vprašanja in nalogeNavodila za učitelja - običajna• isti deli kot v delovnem listu za učenca – dodane rešitve• umestitev eksperimenta v učni načrt predmeta• smernice in kriteriji preverjanja znanja pridobljenega pri eksperimentalnem delu

Izvajanje eksperimentalnega dela131Izvedba eksperimentalnega dela• Razvijanje spretnosti rokovanja s priborom.• Razvijanje občutka za varno delo.• Razvijanje sposobnosti OPAZOVANJA kontroliranih naravoslovnihprocesov – sposobnost določanja spremenljivk in konstant – prikazmakroskopske ravni pojmov; submikroskopska ni poudarjena;simbolna se nanaša le na grafične prikaze rezultatov in različnesheme.• Razvijanje sposobnosti SKLEPANJA iz opaţanj pri poskusu.• Oblikovanje kvalitetnejših kognitivnih povezav v dolgotrajnemspominu učenca z njegovo lastno aktivnostjo (rokovanje, opazovanje,sklepanje).• Razvijanje sposobnosti reševanja problemov- navodila za delo nisonatančno strukturirana.

Izvajanje eksperimentalnega dela132Izvedba eksperimentalnega dela• Didaktična priporočila:• Potrebno je povezovanje eksperimentalnih opaţanj in rezultatovmerjenj s teorijo – izhajamo iz teorije ali na osnovi rezultatov poskusaizpeljemo teorijo.• Po vsakem poskusu se prepričamo ali so učenci opazili bistvenespremembe; če jih niso poskus ponovimo in učence na njih opozorimo.• Poskus razdelimo na stopnje – tudi navodila navadno podamo postopnjah – vsako stopnjo posebej razloţimo in nato stopnje poveţemov celoto.• Izvedba poskusov mora biti pravilna in varna; učence opozorimo naravnanje z odpadki.• Učenci morajo poznati osnovni laboratorijski inventar, aparature inpostopke, ki jih opisujemo.

Eksperimentalno delo – organizacija z133vidika izvedbe• Demonstracijsko eksperimentalno delo• Začetek učne ure – spodbudi interes za učno vsebino.• Med učno uro – ilustrira obravnavane pojme.• Izvaja učitelj, učenec ali oba skupaj pred skupino učencev.• Dovolj pregledno izvajanje poskusa.• Sistematičnost izvajanja poskusa.• Dovolj velik laboratorijski inventar.• Za potencialno nevarnejše poskuse.• Za poskuse z dragimi kemikalijami (čeprav je količina uporabljenihkemikalij večja) ali aparaturami.• Spodbujanje aktivnosti učencev, ki opazujejo – uporaba delovnih listovza vodeno opazovanje.

Eksperimentalno delo – organizacija z134vidika izvedbe• Sodelovalno eksperimentalno delo – delo v parih aliskupinah• Učenci sami pridobivajo eksperimentalne sposobnosti.• Kolegialna podpora pri delu v skupini.• Pomembna delitev dela pri izvajanju poskusov.• Izvajanje enostavnejših poskusov.• Večja poraba kemikalij in inventarja.• Pomembno vodeno izvajanje in opazovanje eksperimentalnih rezultatov.

Eksperimentalno delo – organizacija z135vidika izvedbe• Individualno eksperimentalno delo• Najbolj aktivno delo vsakega posameznega učenca; učenci sami najboljpridobivajo eksperimentalne sposobnosti.• Izvajanje enostavnejših poskusov.• Pomembno vodeno izvajanje in opazovanje eksperimentalnih rezultatov.• Največja poraba kemikalij in inventarja.

Eksperimentalno delo – organizacija z136vidika pristopa• Vodeno eksperimentalno delo• Lahko različna izvedba – demonstracijsko, skupinsko, dvojice,individualno• Vedno natančna navodila izvedbe poskusa z navedenimi vsemipripomočki.• Podan namen poskusa in dodatne naloge po izvedbi poskusa.• Pomoč delovnega lista z navodili za učence.• Ciljano opazovanje in merjenje; povemo kaj se spreminja in kaj ostajaenako.

137Eksperimentalno delo – organizacija zvidika pristopa• Nevodeno eksperimentalno delo – raziskovalnipristop• Učenec sam:• postavi raziskovalni problem in hipotezo.• presodi kaj so spremenljivke in konstante.• načrtuje poskus, organizira delo in izvajanja poskusa.• izvaja poskus; lahko ga večkrat ponavlja, da je izvedbaoptimalna za pridobivanje opaţanj in merjenje.• poišče odgovore na raziskovalni problem in izdelazaključke.• poveţe eksperimentalne zaključke s teorijo.

Izvajanje eksperimentalnega dela138PROFILES delovni listiSocio-naravoslovni kontekst/problemUčenje naravoslovja z raziskovanjemOdločanje o socio-naravoslovnem problemuNadgradnja PROFILES delovnega lista z VAUNučno strategijoV 3-delni model vgrajena struktura VAUN modula

139Vodeno aktivno učenje naravoslovja (VAUN)Naslov VAUK učne enotenaslov v obliki vprašanja v kontekstuZakaj se to učim?v širšem kontekstu predstavljena učna vsebina, ki nakazujemoţne odgovore na vprašanje postavljeno v naslovuPredhodno znanjepojmi potrebni za razumevanjenovih pojmovViridodatni viri oz. literaturaNovi pojminavedeni pojmi, ki se jih bodo učencinaučili, ni pa podanih njihovih definicijPodatki in modelipredstavljena nova učna vsebina ztekstovnim in slikovnim materialomUčni cilji in učni doseţkikaj se bodo učenci naučili, povezava s cilji učneganačrta in kompetencami, ki jih morajo učenci dosečiKljučna vprašanjakonkretno zajemajo pomembne informacije,ki jih lahko učenci najdejo v Podatkih in modelihNaloge za vajonovo pridobljeno znanje učenci uporabijo prireševanju enostavnejših nalogAli razumem?serija vprašanj/nalog povezanih z novo učnovsebino; učenci sami ovrednotijo svoje znanjeProblemske nalogez analizo, sintezo in evalvacijo znanja, transferaznanja in strategijami rešijo problem(e)

140Eksperimentalno delo – organizacija zvidika pristopa• Nevodeno eksperimentalnodelo – raziskovalni pristop Kontrola spremenljivk• Konstanta - temperaturaradiatorja• Neodvisna spremenljivka - vrstasnovi – čokolada, maslo• Odvisna spremenljivka - častaljenjaMakroskopska raven

141Eksperimentalno delo – organizacija zvidika pristopa• Nevodeno eksperimentalnodelo – raziskovalni pristopOdvisnost med neodvisno inodvisno spremenljivkopredstavimo grafičnoSimbolna ravenSklepanja iz rezultatov poskusa

142Eksperimentalno delo – organizacija zvidika pristopa• Nevodeno eksperimentalnodelo – raziskovalni pristopPreverimo razumevanje odnosamed spremenljivkama njihovekontroleSklepanje iz rezultatovprejšnjega poskusa

Eksperimentalno delo – organizacija z143vidika pristopa• Nevodeno eksperimentalno delo – raziskovalni pristopKontrola spremenljivk Določanje trdote vode z milnico – vzorčne vode od A do DA B C DNeodvisna spremenljivka: vrsta vzorčne vodeOdvisna spremenljivka: višina peneKonstante: prostornina vode, prostornina milnice, sestava milnice,število tresljajev, moč stresanja, premer epruvete

144Eksperimentalno delo – organizacija zvidika pristopa MikroeksperimentiMikroeksperimentiranje imenujemo tistolaboratorijsko dejavnost, ki omogoča izvajanjeposkusov z nekaj miligrami ali kapljicamireagentov.Zaradi majhnih količin kemikalij je potrebna tudidrugačna - mikrolaboratorijska oprema.ja majhna, poceni in pogosto pribor iz umetnihmas, ki je uporaben za sestavljanje različnihaparatur.profesor pa lahko svojo kreativnost izrazi tuditako, da sam izdela potreben laboratorijskiinventar ali pa pustijo učencem, da sami izdelajopotrebne aparature, ki so lahko zamikroeksperimente zelo preproste.

145Eksperimentalno delo – organizacija zvidika pristopaV laboratoriju so najpogostejši vzroki nesreč naslednji:• Razlitje kemikalij iz poškodovanih steklenic.• Poškodovana steklovina in steklenice s kemikalijami, kjer seuporabniki lahko poreţejo.• Izhajanje plinov iz aparatur, kar lahko povzroči eksplozije inpoţare.• Reakcije, ki uidejo našemu nadzoru.• Neprimerno skladiščene kemikalije.• Neprimerno rokovanje s kemikalijami, kar lahko povzročipoţare, eksplozije in poškodbe izvajalcev poskusov.Nepravilno odstranjevanje odpadnih in starih kemikalijonesnaţuje okolje.

146+_Eksperimentalno delo – organizacija zvidika pristopaMikroeksperimentiUčenci delajo samostojno ali v parih.Niso nevarni, ker delamo z malo snovi; zaradi manjših količin potrebnih novi lahko velikoskladišče nadomestimo z manjšimi; pridobimo prostor in ga uporabimo za druge namene.So poceni (porabimo malo snovi, uporaba pripomočkov, iz vsakdanjega ţivljenja); ker kupimomanjše količine kemikalij, nam te ne zastarijo, zato imamo manj odpada.Mikrolaboratorij omogoča večjo moţnost ekonomične uporabe večjega števila različnihkemikalij (predvsem določenih kovin: svinec, berilij, rubidij, paladij, platina), ki so sicer zelodrage.Z uporabo mikrokoličin reagentov se količina odpadkov zmanjša tudi za 80 %. Zaradi manjšihkoličin je večja moţnost recikliranja. Malo odpadkov - ne obremenjujejo okolja.Najpomembnejšo steklovino lahko spravimo v samo en kovček in s tem pridobimo velikoprostora v laboratorijskih omarah. Komplete kovčkov si lahko različni učenci v različnih razredihdelijo, kar zopet pomeni varčevanje.Veliko manj steklovine se razbije, saj je debelina stekla v odvisnosti od mase predmeta večja.Majhni deli aparature so med seboj stabilnejše povezani, in s tem se zmanjša moţnost sesutjaaparature med izvajanjem poskusa.Ugotovili so, da uporabniki rokujejo z manjšim laboratorijskim inventarjem previdneje.V kratkem času naredimo lahko veliko poskusov.Niso primerni za demonstracije.Ne moremo izvajati vseh poskusov na tak način.

Vrednotenje eksperimentalnega dela147 Eksperimentalne veščineUčenci zanjo• načrtovati poizkuse, ovrednotiti metode ter predlagati moţneizboljšave,• spremljati, opazovati, zapisovati ugotovitve in merjenja,• razloţiti in ovrednotiti eksperimentalna opazovanja in podatke ter jihinterpretirati,• uporabljati tehnike laboratorijskega dela ter pripomočke inaparature. Kriteriji za ocenjevanje eksperimentalnega dela odnos do dela, samostojnost, varnost pri delu sposobnost za načrtovanje, sposobnost za opazovanje, natančnost sposobnost za interpretacijo.

Vrednotenje eksperimentalnega dela148 Točkovanje delov delovnega lista za učenca kriteriji podobni kot pri pisnem ocenjevanju• Načrtovanje poskusa pisni del• opis poskusa• načrtovanje opazovanja• določitev spremenljivk in konstant• Samostojnost opazovanje• samostojnost pri branju navodil in izvedbi vaje• potreba po pomoči in nasvetih učitelja• potreba po učiteljevem spodbujanju• Varnost pri delu opazovanje• upoštevanje navodil za varno delo• Natančnost in spretnost opazovanje• upoštevanje navodil za izvedbo vaje• spretnost pri rokovanju s priborom• urejenost delovnega mesta• upoštevanje predvidenega časa• čiščenje pribora in delovnega mesta

Vrednotenje eksperimentalnega dela149Minimalni standardi znanja (pogoji za ocenjevanje znanja)• Sodeluje v skupini z boljšimi učenci pri izvajanju eksperimentov.• Zna z besedami opisati eksperimentalna opaţanja in jih predstaviti v• vnaprej pripravljeni tabeli.• pozna osnovna načela varnega dela s snovmi.Temeljni standardi znanja (na njih temelji ocenjevanje znanja)1. raven Izvaja eksperimente po navodilih. Ureja podatke v tabele ob pomoči učitelja.2. raven Samostojno izvaja eksperimente po navodilih. Samostojno beleţi rezultate, jih predstavi v primerni obliki in postavljazaključke.3. raven Zna ob pomoči učitelja voditi skupino. Samostojno beleţi rezultate, jih predstavi v primerni obliki, postavlja hipoteze injih zna preveriti (z literaturo ali dodatnimi poskusi). Zna povezati zaključke s teorijo.

Vrednotenje eksperimentalnega dela150Opisni kriteriji preverjanja znanja (oblikovanje povratne informacije učencu) - medučenčevim eksperimentalnim delom (za vsakega učenca svoja tabela; označimo ustrezno polje, npr. skljukico)PODROČJEPREVERJANJAPODPODROČJEPREVERJANJAOPISNIKI (kriteriji)1. slabo 2. dobro 3. zelo dobroIZVAJANJEPOSKUSAIme in priimek:_____________Upoštevanje splošnihnavodil in navodil zavarno delo in ravnanjez odpadkiSpretnosti pri izvajanjuposkusa- slabo bere in sledinavodilom poskusa- ne upošteva učiteljevihustnih navodil- ne upošteva navodilvarnega dela in ravnanja zodpadki- pri eksperime. je v več kotpolovici stopenj nespreten- pri izvajanju poskusapreskoči največ eno stopnjo- z več kot enimpripomočkom ne ve kaj bi- dobro bere in sledinavodilom poskusa- upošteva ustna navodilaučitelja- varno dela in pravilnoravna z odpadki- pri eksperime. je v največpolovici stopenj nespreten- pri izvajanju poskusapreskoči največ enostopnjo- z največ enimpripomočkom ne ve kaj bi- natančno bere in sledinavodilom poskusa- kakšno stopnjo delaizboljša- upošteva ustna navodilaučitelja- varno dela in pravilnoravna z odpadki-pri eksperime. je spreten- izvajanje poskusa jesistematično- pozna vse pripomočke;brez večjih napak rokuje zlab. InventarjemSodelovanje v skupini- ne sodeluje v skupini- moti ostale člane- prispevek je minimalen- opravlja le manj zahtevnadela v skupini (npr. pomivalab. Inventar, beleţipodatke …)- aktivno sodelovanje- organizira delo- vodi delo drugih- opravlja zahtevnejšedelo

Vrednotenje eksperimentalnega dela151Opisni kriteriji preverjanja znanja (oblikovanje povratne informacije učencu) - medučenčevim eksperimentalnim delom (za vsakega učenca svoja tabela; označimo ustrezno polje, npr. skljukico)PODROČJEPREVERJANJAPODPODROČJEPREVERJANJAOPISNIKI (kriteriji)1. slabo 2. dobro 3. zelo dobroZAPISNIK OEKSPERIMENTA.DELUIme in priimek:_____________Opaţanja- nekatera bistvenamanjkajo- opisana; nenatančno,zelo pomanjkljivo inneurejeno(trdna snov; spremembabarve)- zapisana le bistvena- opisana; pomanjkljivoali neurejeno(mehurčki; oborina;sprememba barve,vijolična raztopina)- zapisana so vsaopisana; natančno,urejeno, sistematično- zapisana tudi manjočitna, vendarpomembna(veliko mehurčkov, nadraztopino ni videti plina;veliko svetlomodreoborine; iz brezbarvenraztopine nastanevijolična raztopina)

Vrednotenje eksperimentalnega dela152Opisni kriteriji preverjanja znanja (oblikovanje povratne informacije učencu) - medučenčevim eksperimentalnim delom (za vsakega učenca svoja tabela; označimo ustrezno polje, npr. skljukico)PODROČJEPREVERJANJAPODPODROČJEPREVERJANJAOPISNIKI (kriteriji)1. slabo 2. dobro 3. zelo dobroZAPISNIK OEKSPERIMENTA.DELUIme in priimek:_____________Sklepanja- ni oblikovanih sklepov- pomanjkljivi, slaboformulirani, neustreznoznanje(oborina, potekla jenevtralizacija, atomi soreagirali v raztopini)- so smiselni invsebinsko ustrezni- nekateri nenatančni- temeljijo le na deluopaţanj(nastane plin; nastala jetrdna snov; potekla jereakcija nevtralizacijemed ioni v raztopinikisline in baze)- upoštevana vsaopaţanja- izraţeno dobro znanje(v vseh primerih jepotekla reakcija med ioniv raztopini reaktantov;nastal je brezbarvni plin,ogljikov dioksid; modratrdna snov, bakrovhidroksid in potekla jenavtralizacija medoksonijevimi (raztopinakisline) in hidroksidnimiioni (raztopina baze), pritem je nastala voda)

Vrednotenje eksperimentalnega dela153Opisni kriteriji preverjanja znanja (oblikovanje povratne informacije učencu) - medučenčevim eksperimentalnim delom (za vsakega učenca svoja tabela; označimo ustrezno polje, npr. skljukico)PODROČJEPREVERJANJAPODPODROČJEPREVERJANJAOPISNIKI (kriteriji)1. slabo 2. dobro 3. zelo dobroZAPISNIK OEKSPERIMENTA.DELUIme in priimek:_____________Simbolni zapis- ni zapisa enačbereakcije- zapis neurejeneenačbe reakcije brez/znapačnimi agregatnimistanjiCuSO 4 + 2 NaOH(s)Cu(OH) 2 (l) + NaSO 4- zapis pomanjkljiveenačbe reakcijeCuSO 4 (aq) +Cu(OH) 2 (s) +NaSO 4 (aq)- zapis neurejeneenačbe reakcije zustreznimi agregatnimistanjiCuSO 4 (aq) +NaOH(aq)Cu(OH) 2 (s) +Na 2 SO 4 (aq)- zapis urejene enačbereakcije brez agregatnihstanjCuSO 4 + 2 NaOHCu(OH) 2 + 2 Na 2 SO 4- zapis enačbe reakcije vionski obliki z ustreznimiagregatnimi stanjiCu 2+ (aq)+ SO 42–(aq) + 2Na + (aq) + 2 OH – (aq)Cu(OH) 2 (s)+ 2 SO 42–(aq) + 2 Na + (aq)- zapis delne enačbereakcije v ionski obliki zustreznimi agregatnimistanjiCu 2+ (aq) + 2 OH – (aq)Cu(OH) 2 (s)- zapis urejene enačbereakcije z ustreznimiagregatnimi stanjiCuSO 4 (aq) + 2NaOH(aq)Cu(OH) 2 (s) + 2Na 2 SO 4 (aq)

Vrednotenje eksperimentalnega dela154Kriteriji ocenjevanja znanja; opisnike preverjanja znanja spremenimo v ocenjevalne kriterije.PODROČJEOCENJEVANJAPODPODROČJEOCENJEVANJADOSEŢENI OCENJEVALNI KRITERIJI0 - 2 točke 3 – 4 točk 5 – 6 točk- ni zapisa enačbereakcije (0 T)- zapis urejene enačbereakcije brez agregatnihstanj (3 T)- zapis urejene enačbereakcije z ustreznimiagregatnimi stanji (5 T)ZAPISNIK OEKSPERIMENTA.DELUIme in priimek:_____________Simbolni zapis- zapis pomanjkljiveenačbe reakcije (1 T)CuSO 4 (aq) +Cu(OH) 2 (s) +NaSO 4 (aq)- zapis neurejeneenačbe reakcije brez/znapačnimi agregatnimistanji (2 T)CuSO 4 + 2 NaOH(s)Cu(OH) 2 (l) + NaSO 4CuSO 4 + 2 NaOHCu(OH) 2 + 2 Na 2 SO 4- zapis neurejeneenačbe reakcije zustreznimi agregatnimistanji (4 T)CuSO 4 (aq) +NaOH(aq)Cu(OH) 2 (s) +Na 2 SO 4 (aq)CuSO 4 (aq) + 2NaOH(aq)Cu(OH) 2 (s) + 2Na 2 SO 4 (aq)- zapis enačbe reakcije vionski obliki z ustreznimiagregatnimi stanji (6 T)-Cu 2+ (aq)+ SO 42–(aq) +2 Na + (aq) + 2 OH – (aq)Cu(OH) 2 (s)+ 2 SO 42–(aq) + 2 Na + (aq)- zapis delne enačbereakcije v ionski obliki zustreznimi agregatnimistanji (6 T)Cu 2+ (aq) + 2 OH – (aq)Cu(OH) 2 (s)

Vrednotenje eksperimentalnega dela155Kriteriji ocenjevanja znanja; zbirnik ocenjevalnih rezultatovIME IN PRIIMEKUpoštevanjesplošnih navodilin navodil zavarno delo inravnanje zodpadkiSpretnostipriizvajanjuposkusaSodelovanjev skupiniOpaţanjaSklepanjaSimbolnizapisŠTEVILOTOČK(skupnošt. točk);% /OCENADEVETAK Iztok 28 (31)…0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 0 1 2 3 40 1 2 34 5 60 1 2 34 5 60 1 2 34 5 690,3% / 5……Splošni kriterij: 100 % - 89 % odl (5) Konkretno 31 – 28 odl (5)88 % - 75 % pd (4) točkovanje: 27 – 23 pd (4)74 % - 61 % db (3) 22 – 19 db (3)60 % - 50 % zd (2) 18 – 15 zd (2)< 50 % nzd (1) < 15 nzd (1)

Eksperimentalno delo pri naravoslovju

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?