STEM проект за 5. – 7. клас
Колко важна е всъщност околната среда в нашето ежедневие? Какво влияние оказваме върху нея? Какво можем да направим ние, учителите, за да направим обществото ни по-осъзнато за екологичните проблеми?
Вероятно сте си задавали поне веднъж тези въпроси и сте търсили начини да включите темата в часовете си. Екологичните проблеми са многопластови, затова могат лесно да бъдат интегрирани в различните учебни дисциплини, включително като елемент в проектно базирано обучение.
STEM проектите са чудесна възможност да създадете междупредметни връзки и с помощта на колегите ви да покажете на учениците различни гледни точки към темата. За реализиране на настоящия проект можете да обедините усилия с колегите по химия и информационни технологии, за да анализирате по-добре екологичните проблеми и да ги представите пред общността.
Същност на проекта
Състоянието на околната среда всяка година е все по-тревожно: залесените площи намаляват, пустините се разпространяват, земеделските почви обедняват, степента на замърсяване е по-висока, а озоновият слой е по-тънък. Парниковият ефект се засилва и много растения и животински видове са застрашени от изчезване.
В рамките на този проект учениците работят заедно, изследвайки влиянието на климатичните промени върху биологичното разнообразие. Установяват какви са взаимовръзките между различните видове и хабитати, както и какво се случва с тях в случай на природно бедствие или определена човешка дейност. Правят съпоставка с местните хабитати и популации, като изследват екосистеми в своето населено място. Учениците събират информация и изследват понятия като видово разнообразие, адаптация, жизнени цикли и хранителни вериги на ключови видове в различни местообитания. С общи усилия определят по какъв начин могат да бъдат защитени местните видове и хабитати и да се повлияе положително върху популациите им. Записват откритията си в полеви дневници и представят своите изводи пред общността в определен формат.
Учебни цели
В настоящия проект са заложени следните учебни цели:
- Използване на наблюдение за изграждане на научно обяснение за връзките между различните видове и местообитания и факторите, влияещи върху тях;
- Изграждане на аргумент, че в определен хабитат някои организми оцеляват по-добре от други, а някои изобщо не могат да оцелеят;
- Използване на доказателства в подкрепа на факта, че видовите характеристики могат да бъдат повлияни от околната среда;
- Изграждане на аргументирано становище за решение на проблем, при който, в следствие от промени в околната среда видовете растения и животни, които живеят там, могат да се променят;
- Писане на информативни/обяснителни текстове по дадена тема с цел ясно предаване на идеи и информация;
- Използване на информационни технологии за анализиране на данни и представянето им пред общността.
Индивидуални продукти
- Полеви дневник, съдържащ информация за опазваните видове, хабитатите им и наследените черти.
Групови продукти
- Инфографика с обяснителен надпис (около един абзац);
- Публично представяне на проекта.
Теоретична постановка
За 100 години температурата на планетата се е повишила с почти 1°C. Това увеличение може и да не изглежда голямо, но вече води след себе си сериозни последствия, които засягат еднакво хората, растенията и животните, повлияват наличието на вода, продуктивността на селското стопанство и дори здравето ни. Въпреки че се наблюдава глобално затопляне, различните региони на земното кълбо не са засегнати по един и същ начин (северното полукълбо се затопля по-бързо) и последствията варират от едно място на друго. Хората, растенията или животните, които нямат средства за адаптиране, ще бъдат принудени да мигрират към региони с по-гостоприемен климат, за да оцелеят.
В момента човекът има по-скоро разрушителен ефект върху природата: той изсича гори, строи пътища, използва химикали, които масово убиват определени насекоми, лови риба повече, отколкото нашите океани позволяват. Биологичното разнообразие страда от тези дейности. Според научни оценки то е намаляло с почти 60% през последните 40 години.
Ход на проекта
Въведение: изследване на връзката между видовете и техните местообитания (1 учебен час)
В тази част от проекта учениците изграждат разбиране за връзките между различните видове, местообитанията и факторите, които влияят върху тях.
Изменението на климата нарушава местообитанията на много растителни и животински видове, тъй като морският лед се топи, океаните се подкиселяват, горите изсъхват. Тези промени се случват изключително бързо и много организми нямат време да се аклиматизират. Ако процесът продължи с тази скорост, учените прогнозират масово измиране на растения и животни, подобно на това, което е унищожило динозаврите от нашата планета. Този път обаче заплахата не идва от падането на гигантски метеорит, а основно от нас, хората.
За този етап от проекта ще ви бъдат необходими следните материали:
- кълбо прежда;
- карти с животински яч видове и местообитания;
- работен лист за връзката между видовете и техните местообитания.
Принтирайте тези карти с видове и местообитания. Изрежете ги и раздайте на всеки по една карта. Поканете учениците да седнат в кръг и подайте кълбото прежда на един от тях. Той трябва да разкаже на останалите за вида или местообитанието, което му се е паднало. След това, задържайки края на конеца, подхвърля кълбото прежда към друг ученик, който е дал знак, че неговата карта е свързана по някакъв начин с предишната Нека обясни по какъв начин двете карти са свързани. Преминава се към следващата свързана карта. Преди да подхвърли кълбото на друг ученик, всеки трябва да задържи конеца. Един и същ ученик може да получи кълбото с прежда повече от един път.
Например кълвачът е свързан с местообитанието “гора”, но също и с “насекоми”, като част от хранителна верига.
Подхвърлянето на кълбото продължава, докато се формира хубава паяжина, свързваща всички видове и местообитания.
След това посочете един от учениците, който да предложи заплаха за биоразнообразието – “навлизане на инвазивни видове, като червенобузата костенурка или червения дъб”, “каламитет на бръмбари корояди”, “засушаване” и други.
Учениците, държащи карти с видове и местообитания, които са засегнати от заплахата, трябва да пуснат конеца.
Наблюдавайте заедно какво се случва с цялата мрежа. Какво се случва с видовете и местообитанията, които имат пряка връзка с отпадналите? Какво се случва, когато те също престанат да бъдат част от мрежата?
Изводи:
Създадената паяжина представлява мрежата на биоразнообразието. В природата има много взаимодействия между видовете. Всички те образуват това, което наричаме “екосистема”. Ако даден вид изчезне, това има последствия за всички останали видове, свързани с него. Цялата екосистема се променя! Богатата и здрава природа е от съществено значение за противопоставянето на заплахите от глобалното затопляне.
Нека си представим, че в бъдеще всички гори в България са съставени само от дъб. Ако се появи заболяване, което напада само дъбове, нашите гори ще бъдат унищожени. Ако, напротив, запазим разнообразието от дървесни видове, гората ще бъде по-добре защитена.
Раздайте на учениците по един работен лист за връзката между видовете и техните местообитания. В него децата трябва да отбележат картата, която им се е паднала, както и да посочат видовете и местообитанията, с които тя е свързана.
Всеки ученик трябва да помисли за фактори, които могат да имат неблагоприятно въздействие върху дадения вид/хабитат и за възможности за опазването му.
Изследване: адаптация на видовете към климатичните промени (20-30 минути)
За да намерят подходящ за тях климат, видовете са склонни да мигрират към полюсите или на по-висока надморска височина (колкото по-високо отиват, толкова по-студено става). Типичен пример за такова придвижване на север е това на пчелояда. Тази красива пъстра птица зимува в Африка и гнезди в средиземноморските страни, също и в нашата страна. През последните години този вид се среща на все по-голяма географска ширина, като вече гнезди и в скандинавските страни.
Тази миграция не е безгранична: видовете, които вече живеят в полярните региони или във високите планини, не могат да намерят изход (например белите мечки). Освен това някои видове като насекомите са способни бързо да колонизират нови територии. Други, като растенията, не могат да бъдат толкова подвижни. Те разчитат само на разпръскването на семената си, за да завладеят нови пространства и следователно е по-вероятно да изчезнат. Освен това наличието на автомобилен път, град, океан или дори окосена морава може да се превърне в пречка за миграцията. Следователно опазването на природата е от съществено значение, за да помогнем на видовете да се адаптират към изменението на климата.
Искате да работите по-задълбочено с учениците си върху теми, свързани се екология и климатични промени? Свалете наръчника “В час с климатичните промени”, разработен от фондация “Заедно в час” с финансовата подкрепа на Европейската климатична фондация. В него учителите могат да намерят готови уроци, организирани в 4 раздела – “Въведение”, “Природа и земеделие”, “Транспорт” и “Енергия и производство”, както и подробни насоки за провеждането на проект по темата. Целта на материалите е да подкрепи учениците да разбират по-добре предизвикателствата, свързани с климатичните промени и да ги провокира сами да търсят и предлагат на решения на екологичните проблеми в техните общности.
Повишените количества въглероден диоксид във въздуха влияят върху морските и океанските екосистеми и тяхното биологично разнообразие. Океаните абсорбират около 30% от емисиите на въглеродния диоксид, което води до тяхното подкисляване. Това забавя калцирането на външния скелет на някои видове и развитието на кораловите рифове.
За тази част от проекта заедно с учениците ще проверите как подкисляването на океаните се отразява на кораловите популации. Може да работите по експеримента съвместно с колегата по химия, който да осигури необходимите материали и условия за провеждането му, както и по-задълбочен анализ на протичащите химични реакции.
Необходими материали:
- 3 стъклени съда и мерителна чашка;
- оцет или лимонов сок;
- вода от чешмата;
- 3 тебешира или черупки от яйца;
- хронометър;
- формуляр за подкиселяване на океаните.
В първия съд поставете 100 мл. вода, във втория – 50 мл. вода и 50 мл. оцет, в третия – 100 мл. оцет. Поставете еднакви парчета тебешир или черупки от яйце във всички съдове. Пуснете хронометъра и наблюдавайте случващите се промени. Колкото повече оцет има в съда, толкова по-бързо се разграждат черупките.
Във формуляра за подкиселяване на океаните учениците трябва да отбележат наблюденията си. Направете изводи от проведения експеримент и генерирайте идеи какво може да се предприеме, за да се намали подкиселяването на океаните. Примерен формуляр можете да изтеглите от ТУК.
Изводи:
Океаните абсорбират милиарди тонове въглероден диоксид от въздуха всяка година. Колкото повече CO2 има в атмосферата, толкова по-голямо количество абсорбират океаните и толкова по-кисели стават. Някои морски обитатели, като коралите, са изградени от външен скелет, съставен от варовик. Подкисляването на океаните забавя калцирането на варовиков скелет и вследствие на това – развитието на коралови рифове. Към това се добавя ефектът от глобалното затопляне, което допълнително отслабва рифовете. Повишаването на температурата на океанските води води до измиране на водораслите и отслабване на скелета на коралите. Изчислено е, че ако не се направи нищо за забавяне на затоплянето на океаните, всички коралови рифове са застрашени от изчезване до 2050 г. Това от своя страна е сериозен проблем, тъй като кораловите рифове са една от най-богатите екосистеми в света. Те са дом на повече от 25% от морското биоразнообразие и гарантират пряко препитание на повече от 500 милиона души по света.
Наблюдение: теренно проучване на местните видове и хабитати (1-2 учебни часа)
Организирайте дейности сред природата с цел изследване на местните растителни и животински видове. Направете посещение на градския парк или природна местност, разположена близо до населеното място. Може да проведете тази част от проекта и по време на учебна екскурзия или зелено училище.
Необходими материали:
- В зависимост от избраната екосистема, предвидете от какви помощни материали ще имате нужда. Например ако изследвате речна екосистема можете да осигурите кепче за риба, определител на риби, земноводни и влечуги, термометър за измерване температурата на водата, прозрачна чашка за изследване на мътността ѝ, рН метър;
- Принтирайте полеви дневници за всички ученици и им ги раздайте, когато пристигнете на мястото за изследване.
Първият етап от изследването на избраната екосистема е описанието на нейните биотични и абиотични компоненти:
- какви елементи на живата и неживата природа включва;
- има ли голямо видово богатство или или е съставена от по-малък брой видове (ако изследвате горска екосистема – само един дървесен вид ли има или са повече);
- какво е здравословното състояние на екосистемата – наблюдават ли се заболявания по растенията, изсъхване, инвазивни видове, цвят и мирис на водата, киселинност;
- наблюдава ли се замърсяване на екосистемата;
- какви растителни и животински видове влизат в състава на тази екосистема.
Ако нямате възможност да определите на терен някои от характеристики на околната среда, може да съберете проби, които да анализирате в училище. Например, ако водата е видимо замърсена, вземете проби за изследване. Може да съберете хербарни материали от видове, които не можете да определите на място.
В следващия етап от изследването учениците трябва да обяснят по какъв начин наблюдаваните видове са свързани един с друг и с екосистемата. Обсъдете как биотичните и абиотичните промени могат да повлияят на популациите на видовете.
Накрая учениците трябва да помислят какво може да се предприеме, за да се подобри и запази добро състоянието на екосистемата.
Всеки ученик трябва да попълни наблюденията си в своя полеви дневник. Примерен полеви дневник можете да изтеглите от ТУК.
Изводи: представяне на работата по проекта (1 учебен час)
Разделете учениците в групи по двама. Всяка група трябва да изработи по една инфографика, която обобщава работата по проекта и направените изводи. За този етап от проекта можете да работите съвместно с колегата по информационни технологии, който да помогне на учениците за по-доброто графично представяне на проекта.
Създадените инфографики могат да бъдат поставени на различни места в училище, където да бъдат видими за другите ученици. Добра идея е да ги публикувате на училищния сайт и в социалните мрежи с цел запознаване на общността с проблема и стъпките към решаването му. От изработените инфографики могат да бъдат направени и книгоразделители, които да бъдат включени в инициатива на местната библиотека, природозащитна организация или благотворителен базар.
Разширяване на проекта
Ако искате да продължите проекта, можете да включите учениците в различни екологични форуми и инициативи с природозащитна насоченост. Пример за такава инициатива е “Ние броим врабчетата”, която се провежда всяка година и има за цел да проследи състоянието на популациите на врабчетата в страната ни. Повече информация за кампанията можете да намерите ТУК.
Какво да обмислите предварително?
Ако предложения проект ви допада и бихте искали да го реализирате, ето за какво е добре да обмислите преди старта му:
- Какво учениците вече знаят за местообитанията на видовете в района?
- Къде наблизо има подходящо място за изследване на видовете и местообитанията? Как ще стигнете до там? Колко време ще ви бъде нужно? Какви видове очаквате на откриете на избраното място?
- Има ли във вашия край застрашени или уязвими видове, включени в Червената Книга на България?
- Какви умения и интереси имат учениците (познания за животните, артистични умения, работа със социални мрежи и др.), които могат да направят проекта по-ангажиращ?
- Как можете да привлечете семействата на учениците като партньори в проекта?
- Как да използвате технологиите, за да подкрепите учениците в техните изследвания, наблюдения на местообитания или създаване на инфографика?
- Какви ресурси на общността (например местни паркови дирекции, паркови рейнджъри, приюти за диви животни, природни центрове, неправителствени организации) е възможно да подкрепят учениците по време на проекта? Как тези местни организации могат да служат като партньори на общността или да помогнат за представянето на проекта?
- Какви изследователски умения и научни познания бихте искали учениците със сигурност да усвоят по време на проекта?
- Какви модели и примери биха били полезни на учениците при изработването на инфографиките?
В заключение…
Въвеждането на екологично образование в училище е от изключително значение за формиране на екологично самосъзнание у децата и опазване на околната среда. Осъзнаването на проблемите е първата сигурна крачка към решаването им, затова нека всички обединим усилия за едно по-зелено бъдеще!
За статията са използвани следните ресурси, които са допълнени с личния опит на автора:
Ние броим врабчетата, ежегоден мониторинг
