TERMÉSZETISMERET TANMENET

Átírás

1 TERMÉSZETISMERET TANMENET 16 óra Tér és idő Honnan ered a természetről nyert tudásunk? Mi a szerepe tudásunkban a tapasztalatnak? Hogyan rögzíthetjük, hogyan adhatjuk át másoknak tapasztalatainkat? Mikor mondhatjuk, hogy értjük egy jelenség okát? Miben segíthet minket a megszerzett tudás? Objektív (ellenőrizhető) ismeretre tervszerűen végzett megfigyelések vagy kísérletek értelmezése útján juthatunk. Egy jelenség okaként megadhatjuk az anyagát, a felépítését, a létrehozó hatást vagy a jelenség célját (funkcióját) - vagy ezek közül többet is. Magyarázatainkat sejtések, feltevések, szabályok, modellek vagy törvények formájában fogalmazhatjuk meg. A tudás a felismert összefüggések miatt biztonságot ad. Kísérlet, megfigyelés, modell, törvény, objektívszubjektív, ok-okozat, indoklás Mozgások leírása Hogyan értelmezhető a mozgás? Mit jelent a mozgás viszonylagossága? A mozgások leírása, az ehhez szükséges mennyiségek, jellemzők ismerete, biztos használata. Az egyenes vonalú egyenletes és az egyenletesen gyorsuló mozgás; a szabadesés gyorsulása fogalmának ismerete és alapvető összefüggéseinek alkalmazása. Másodperc, perc, óra, nap, évszak, év, elmozdulás, út, sebesség, gyorsulás, szabadesés gyorsulása Éggömb és földgömb Hogyan (mihez képest) adhatom meg helyzetemet vagy más testek helyzetét a térben? Hogyan mérhetem meg a közvetlenül nem elérhető testek távolságát? Milyen összefüggéseket ismerhetek föl térképek segítségével? Az arányosság, hasonlóság mérhetővé teszi a közvetlenül nem elérhetőt is (háromszögelés, Thalész tétel) Az égitestek (Földről látható) helyzete alapján tájolhatunk (gnómon, észak-dél). A Föld és az égitestek egymáshoz viszonyított helyzete alapján megadható az égi térkép (csillagképek) és a földi koordináták is (fokhálózat) Térkép, égtáj, arányosság, méretarány, háromszögelés, fokhálózat, GPS. 1

2 Az égi óra Hogyan (mihez képest) adhatom meg egy időtartam hosszát? Mi az év, az évszak, a nap hosszának mértéke? Hogyan határozható meg az idő a forgó Föld felszínének különböző pontjain? Állandóság és változás Mitől függ a változások iránya és gyorsasága? Mikor alakul ki egyensúly, mikor megfordíthatatlan egy változás? Lendület A mozgás teljesebb leírása egy új mennyiség bevezetésével. Miért jellemzi jobban mozgó testet a lendülete, mint a sebessége? Hogyan jelentkezik a mindennapokban a lendületmegmaradás? Az időegységeket az ókortól kezdve periodikus csillagászati jelenségek segítségével adták meg (év, évszak, nap). A nap az égitestek (Földről látható) körmozgásának periódusideje, az év két nyári napforduló közt eltelt időszak. A napközéppontú világkép alapján egy nap a Föld egyetlen tengely körüli fordulatához, az év pedig ahhoz szükséges idő, hogy a Föld egyszer megkerülje a Napot. Egy hely földrajzi szélességét a Sarkcsillag látóhatárral bezárt szögével, hosszúsági fokát pedig az angliai Greenwich helyzetéhez viszonyítva adják meg. A kémiai reakciók sebességét az anyagi minőség, a hőmérséklet és a katalizátorok szabják meg. Zárt rendszerben dinamikus egyensúly áll be, nyílt rendszerekben egy-irányú vagy ismétlődő folyamatok indulnak meg. Több testből álló rendszer kvalitatív leírása. A jelenségek közös jellemzőinek felfedezése. A lendület megmaradás felismerése a mindennapokban: rakétameghajtás. A lendületmegmaradás felismerése zárt rendszerben. Ciklikus változás, nap, év, évszak, napfordulók, napés földközéppontú világkép, időzóna. Reakciósebesség, energiaigényes és energiatermelő folyamat, aktiválási energia, katalizátor, indikátor, dinamikus egyensúly, zárt és nyílt rendszer. Lendület, tömeg, lendületmegmaradás. 2

3 Erő Mi okozza a mozgásállapot megváltozását? Hogyan jelenik meg a súrlódás a mindennapokban? Távolhatás Hogyan hatnak egymásra a testek érintkezés nélkül? Mit jelent a kétféle mágneses, illetve elektromos töltés? Mi a hasonlóság és különbözőség a mágneses, elektrosztatikus és gravitációs jelenségek között? Az elektromosság, mágnesesség és tömegvonzás, mint kölcsönhatás megismerése. 17. Áttekintés, ismétlés, rendszerezés, ellenőrzés A változások okainak és összefüggéseinek megismerése. Newton, I és III. törvényének kvalitatív, II törvényének kvantitatív ismerete és alkalmazása. Centripetális erő ismerete és felismerése mindennapi alkalmazásokban. A súly és a súlytalanság fogalmának ismerete. A mágnesesség, az elektromos mező, a tömegvonzás ismerete. A súly és a súlytalanság fogalmának ismerete. Tömeg, tehetetlenség, lendület, fizikai törvény, centripetális erő, súrlódás, súrlódási erő, tömegvonzás, súly, erő mértékegységei. Mágneses pólusok, elektromos töltések, térerősség, mező, tömegvonzás, súlytalanság, elektron. 6 óra Sokaság Halmazállapotok Gázok halmazállapota (Gáz van) A halmazállapot felismerése. Milyen változások mehetnek végbe a gázban, és hogy an változnak közben a jellemzői? Az gáztörvények (Boyle Mariotte, Gay Lussactörvények) kvalitatív ismerete és alkalmazása. A Kelvin-skála és a Celsius-skála kapcsolatának ismerete. Térfogat, nyomás, sűrűség, hőmérséklet, hőmérsékleti skála, abszolút nulla fok. 3

4 Folyadékok Egyszerű bizonyítás a fizikában matematika segítségével. Mitől folyadék a folyadék? Áramlás Milyen élettani hatása van az áramlásnak? Miben különbözik a nyugvó és áramló gáz és folyadék? "Folyó az erekben". A nyomás, hidrosztatikai nyomás meghatározása. Elemi feladatmegoldás készsége, Arkhimédész törvényének ismerete. Az úszás, lebegés, merülés feltételeinek megállapítása és következtetések levonása..hidraulikus emelő működési elvének felismerése a mindennapokban. Bernoulli - elv és hatásai megjelenésének, porlasztásnak felismerése a mindennapokban folyadékok és gázok esetében. A Magnus hatás felismerése. Úszás, lebegés, merülés, hidrosztatikai nyomás, felhajtóerő. Áramlás, örvény, porlasztó. 12 óra A gép forog (mechanika) Arisztotelész Kozmosza. Időjárás Munka és energia, külső erők (földrajz), keringés, légzés, mozgás Milyen energia, hogyan idézi elő az időjárás változásait? Hogyan függ össze a levegő mozgása, hőmérséklete és a csapadék-képződés? A legtöbb időjárási jelenség közvetve vagy közvetlenül a Nap energiájának egyenlőtlen eloszlására vezethető vissza. A fölemelkedő levegő lehűl, a bármilyen okból lehűlő levegőből a vízgőz a harmatponton kicsapódik. Áramló hideg és meleg levegő találkozásakor (frontok) örvénylő légáramlatok keletkeznek (ciklonok, anticiklonok). Légnyomás, szél, relatív páratartalom, hőmérő, barométer, harmatpont, ciklon, anticiklon, időjárási front. 4

5 Vizek a talajban Mi szabja meg a folyóvizek mennyiségét, áramlásuk sebességét? Hogyan juthatunk jó minőségű vízhez, hogyan gazdálkodhatunk vele? A csapadék nagy része a talajon átáramolva jut a felszín alatti és a felszíni vízfolyásokba. A felszín alatti vizek a gravitáció hatására a vízzáró rétegeket követve áramlanak. Feladatunk a talaj, a felszín alatti vizek és a folyók természetéhez alkalmazkodó életmód megtalálása és követése. Talaj, árvíz, talajvíz, rétegvíz Energiát adunk Mi a kapcsolat a munka és az energia között? Miért nincs örökmozgó? A reverzibilis és irreverzibilis folyamatok megkülönböztetése konkrét példákban. Az energia, munka fogalmának ismerete, elemi alkalmazása. A különböző mechanikai energiafajták ismerete. Egyszerű kvantitatív összefüggések ismerete és alkalmazása. Megfordítható és megfordíthatatlan folyamatok megkülönböztetése. Munka, energia, gyorsítási, emelési munka, mozgási,helyzeti energia, energiafajta, hő, munka/energia mértékegységei Teljesítmény Mi a teljesítmény? Néhány mindennap használatos gép hatásfoka, valamint a 100%-os hatásfok elérésének fizikai lehetetlenségének felismerése: Egyszerű gépek felismerése és ésszerű használata a mindennapokban Mozduló élőlények Mi és hogyan magyarázható mechanikai elvek segítségével a mozgás és a légzés módjából? Vázrendszerünk az emelő elvén működik. Az ízületek segítségével elmozduló csontokat az izmok együttműködése juttatja a kívánt helyzetbe. A tüdőbe a mellkas térfogat-, ill. a tüdő nyomásváltozása miatt áramlik be a levegő. Teljesítmény, hatásfok, egyszerű gép, teljesítmény mértékegysége. Emelő, vázizom, csont, inak, hajlító és feszítő izom, ízület, be- és kilégzés. 5

6 Vérkeringés Mi a vér keringésének (ható) oka és funkciója? Mi biztosítja az egyirányúságot? Hogyan alkalmazkodik a keringési rendszer a változó igényekhez? Mi veszélyezteti az egészséges működést? Az egyirányú vérkeringést a szív munkája, a szívben és erekben levő billentyűk működése okozza. Az érfalak átmérőjének és rugalmasságának csökkenése (érelmeszesedés), a rögképződés (trombózis) és a szívizom elhalása (infarktus) a keringési rendszer veszélyes zavarai. Vérerek, szív, billentyűk, artéria, véna, kis- és nagyvérkör, vérnyomás, kockázati tényező, infarktus, trombózis. 36. Áttekintés, ismétlés, rendszerezés, ellenőrzés 18 óra Formák és arányok Kémia, biokémia, optika Szépség és egészség Milyen testekben, jelenségekben figyelhetünk meg állandó arányokat? Milyen arányokat érzünk szépnek, vonzónak vagy megnyugtatónak? Hogyan fejezhetjük ki az arányok változását? Miből gondoljuk, hogy az anyag atomokból áll? Hogyan láthatunk bele egy molekula belsejébe: hogyan ismerhetjük meg szerkezetét és alakját? Milyen tulajdonságok függenek a molekulák szerkezetétől? Mi szabja meg az anyagok kölcsönös vonzódását vagy elkülönülését? A görög gondolkodók szerint a szépség és egészség a jó arányokkal, a pusztulás és betegség pedig ezek megbomlásával magyarázható. Az anyagmennyiségek vagy tömegek változó arányait a koncentráció és a százalék fogalma segítségével adhatjuk meg. A kémia tárgya a változatlan arányban kapcsolt elemek: a vegyületek vizsgálata. A vegyületek állandó tömegarányait úgy tudjuk magyarázni, ha föltételezzük, hogy ezeket jellemző tömegű részecskék, atomok kapcsolódása hozza létre (összegképlet). A nagymolekulákat legegyszerűbben jellemző viselkedésű atomcsoportok (funkciós csoportok) mozaikjaként írhatjuk le. Sok fizikai-kémia tulajdonság a molekulák közti vonzóerő nagyságától függ. Az apoláros molekuláknál ez kicsi, polárosoknál nagy. Keverék, oldat, vegyület, ötvözet, oldat, koncentráció, összegképlet, szerkezeti képlet, atomcsoportú, poláros és apoláros csoport. 6

7 A molekulák tulajdonságait az apoláros és poláros atomcsoportok aránya és elhelyezkedése is befolyásolja Atomi kirakós játék: az atomcsoportok. Rácstípusok Mi magyarázza a szilárd anyagok tartását, térbeli rendezettségét? Mi az oka, hogy a szilárd anyagok egy része vezeti az áramot (fémek), más részük csak megolvasztva vagy oldva (ionok), harmadik részük pedig szigetel? Hogyan jöhet létre rend, szabályos szerkezet a folyadékok határfelületén? A szilárd anyagok szabályos belső szerkezetét kristályrács alkotja. Elektromos tér hatására a fémekben elektronok mozdulnak el (delokalizált elektronok). Az ionrácsos vegyületek szigetelők, mert ezekben helyhez kötött anionok és kationok vannak a rácspontokon. Oldásuk vagy olvasztásuk után ezek már elmozdulhatnak, így az ionok vezetik az áramot. Az ionrácsos vegyületek összegképlete az alkotó ionok arányát jelzi (töltésegyensúly valósul meg). Poláros és apoláros csoportot is tartalmazó molekulák (felületaktív anyagok) poláros és apoláros folyadék (vagy levegő) határán rendezett szerkezetű hártyákat alkotnak. Kristályrács, elektron, fém, ion, anion, kation Egyre kisebb mégis ugyanaz Felépítés és lebontás Miért van szükségük egymásra a növényeknek és az állatoknak? Mi a kapcsolat a légzés és a táplálkozás között? Hogyan kapcsolja össze az anyagcseréjük az élőlényeket? Az élővilágban az autotróf élőlények felépítő folyamatai hozzák létre azokat a nagymolekulákat, melyek az összes heterotróf élőlény energiaforrásai. A lebontó, élősködő, ragadozó és növényevő fajok valamennyien heterotrófok. Az élőlények anyagcseréjük révén segíthetik is egymást (szimbiózis) és versenytársak is lehetnek. Mindez szervezetünkön belül is megvalósul. Cellulóz, keményítő, fehérjék, felépítés, lebontás (hidrolízis), kicsapódás. 7

8 ,21 Néhány alapegységből sokféle építmény. Anyagcsere Mi a szerepe az egyes szerveknek a tápanyagok lebontásában és a felépítésben? Milyen mennyiségi és minőségi feltételei vannak az egészséges táplálékozásnak? Az emésztés: hidrolízis. Ennek során szénhidrátokat, fehérjéket és lipideket (zsírszerű anyagokat) bontunk alkotórészeikre. A felszívott tápanyagokat a vér a sejtekbe szállítja, ahol oxidálódnak, vagy más, felépítő folyamatokban vesznek részt. A kiválasztás feladata a vérben keringő anyagok helyes arányának fenntartása. A felépítő és lebontó anyagcsere aránya szabja meg a testalkatot, belső elvárásaink a magunkról alkotott testképet. Az ételek tartósítására akkor van szükség, ha hosszabb időn át szeretnénk elkerülni, hogy abban lebontó élőlények (gombák, baktériumok) szaporodjanak el. emésztés, felszívás, raktározás, kiválasztás, vitamin, tartósítószer, testalkat Felépítés és lebontás Miért van szükségük egymásra a növényeknek és az állatoknak? Mi a kapcsolat a légzés és a táplálkozás között? Hogyan kapcsolja össze az anyagcseréjük az élőlényeket? Az élővilágban az autotróf élőlények felépítő folyamatai hozzák létre azokat a nagymolekulákat, melyek az összes heterotróf élőlény energiaforrásai. A lebontó, élősködő, ragadozó és növényevő fajok valamennyien heterotrófok. Az élőlények anyagcseréjük révén segíthetik is egymást (szimbiózis) és versenytársak is lehetnek. Mindez szervezetünkön belül is megvalósul. cellulóz, keményítő, fehérjék, felépítés, lebontás (hidrolízis), kicsapódás. 8

9 Anyagáramlás szervezetünkben Mi a szerepe az egyes szerveknek a tápanyagok lebontásában és a felépítésben? Milyen mennyiségi és minőségi feltételei vannak az egészséges táplálkozásnak? Az emésztés: hidrolízis. Ennek során szénhidrátokat, fehérjéket és lipideket (zsírszerű anyagokat) bontunk alkotórészeikre. A felszívott tápanyagokat a vér a sejtekbe szállítja, ahol oxidálódnak, vagy más, felépítő folyamatokban vesznek részt. A kiválasztás feladata a vérben keringő anyagok helyes arányának fenntartása. A felépítő és lebontó anyagcsere aránya szabja meg a testalkatot, belső elvárásaink a magunkról alkotott testképet. Az ételek tartósítására akkor van szükség, ha hosszabb időn át szeretnénk elkerülni, hogy abban lebontó élőlények (gombák, baktériumok) szaporodjanak el. Emésztés, felszívás, raktározás, kiválasztás, vitamin, tartósítószer, testalkat Hullámok Miben különbözik egymástól a test mozgása és a hullám terjedése? Milyen mechanikai hullámfajták vannak? A hullám felismerése a mindennapokban. A hullám jellemzőinek azonosítása a mindennapi jelenségekben. A terjedési sebesség, a hullámhossz és a frekvencia összefüggésének alkalmazása egyszerű számolási és megfigyeli feladatokban. Interferencia megfigyelése és kvalitatív leírása. Hullám, terjedés, terjedési sebesség, rezgésidő, frekvencia, terjedési sebesség, interferencia, amplitúdó, hang. 9

10 Optika Milyennek látjuk a világot a fény segítségével és miért éppen így? Miről szól az optika? A fénysugár útjának leírás. A fényvisszaverődés, a fénytörés jelensége és alapvető kvalitatív szabályainak megállapítása. A sík, a domború és a homorú tükör leképezési szabályainak vizsgálata és gyakorlati alkalmazásai. Képalkotás ismerete a törési törvény egyszerű alkalmazása esetén. Síktükör képalkotásának ismerete. A tükrök és lencsék alkalmazása a mindennapokban. A látszólagos és valódi kép megkülönböztetése. Fényforrás, fénysugár, tükör, lencse, visszaverődés, fénytörés, teljes visszaverődés, valódi-, látszólagos kép A fény mint hullám Hogyan terjed a fény? Honnan származik a fény színe? Annak ismerete, hogy a fény egyfajta elektromágneses hullám. A fény színének, erősségének és a hullámtulajdonságnak kvalitatív kapcsolata. A szivárvány keletkezésének leírása. A színek frekvenciaszabálya és a fénytörés frekvenciafüggésének következményei a mindennapokban..a színkeverések alapvető fajtái. Az elektromágneses hullám tulajdonságainak ismerete, példák a gyakorlati alkalmazásokra. A spektrum különböző tartományaiban: mikrohullámú sütő, rádióhullámok, rádió, tv, stb.) A fény, mint elektromágneses hullám, fényelhajlás színbontás, színkeverés. 55. Áttekintés, ismétlés, rendszerezés, ellenőrzés 8 óra A szervezet kibernetika, immunitás, hormonok, idegrendszer Gép és ember. A hormonok Hogyan érhető el egy szervezet belső állandósága, miközben a külső Az élőlények és a bonyolult gépek működése szabályozott: bennük negatív visszacsatolások útján Szabályozás, visszacsatolás, hormon, 10

11 körülmények folyamatosan változnak? Milyen úton szereznek tudomást egymás állapotáról sejtjeink, szerveink? Hogyan befolyásolják egymás működését? Milyen következményekkel járhat a szerveink közötti információáramlás megszakadása? viszonylagos belső állandóság valósul meg. A szabályozott működés feltétele a részek közti kommunikáció (információcsere). Ennek egyik útja az élőlényekben kémiai: hormonális szabályozás. A hormonok életműködéseket gyorsítanak vagy gátolnak, a testnedvek útján áramlanak és azokra a célsejtekre hatnak, melyek felületén megfelelő befogadó molekula (receptor) van. Sokszor nem a belső állandóság, hanem a környezet kihívásaira adott küzdelem a megfelelő válasz (stresszhelyzet). Erre a szervezet a tartalékok gyors mozgósításával válaszol. inzulin, cukorbetegség, stressz, adrenalin A reflex: válaszadás Az idegrendszer Hogyan jönnek létre és mi célt szolgálnak a bennünk keletkező érzetek? Mi a szerepe az érzelmeknek? Mitől függ az, hogy mit veszünk észre vagy mit tartunk fontosnak a külvilág jeleiből? Hogyan hatnak és miért veszélyesek a tudatmódosító szerek? A reflexek a külvilág ingereire adott válaszok, melyeket az idegsejtek közvetítenek. Az ingerek érzeteket keltenek, ezeket értelmezzük (tudatosan vagy öntudatlanul rendezzük) és minősítjük is (érzelmek). Az idegsejtjeink közti információátadást módosító szerek a drogok, melyek torzítják azok működését (hozzászokás, függőség). A helyes érzékelés és kiegyensúlyozott érzelmek a külső és belső világ közti összhang megteremtését szolgálják. Idegsejt, reflex, inger, érzet, ingerületátvivő anyag, drog, függőség, figyelem, illúzió. 11

12 A fertőzések megelőzése. Az immunitás Mi a fertőzések oka, és hogyan válhat ellenük védetté a szervezet? Mi módon különböztetjük meg saját testünk anyagait az idegenektől? Hogyan befolyásolja testi-lelki állapotunk a betegségekre való hajlamot? Immunrendszerünk a felszíni nagymolekulák (antigének) alapján különbözteti meg saját egészséges sejtjeinket az idegenektől vagy saját rendellenes működésű (pl. fertőzött) sejtjeinktől. Aktív immunitás akkor alakul ki, ha a szervezet megtanulta az ellenanyag termelést egy bizonyos idegen antigénnel szemben. Ezt használják ki a védőoltások. Az idegi, hormonális és immunrendszer kölcsönhatásban áll egymással. A problémákkal való aktív megküzdés növeli a kórokozókkal való megküzdés hatékonyságát is. Immunitás, higiéné, védőoltás, vércsoport, antigén, antitest, gyulladás, allergia, AIDS Külvilág és belvilág. A viselkedés Mi történik bennünk tanulás közben? Mitől függ a tanulás hatékonysága, tartóssága? Mire, meddig és miért emlékezünk? Mit felejtünk el? A tanulás a viselkedés adaptív megváltozása a tapasztalatok hatására. Tanulás során módosul bennünk a világ belső képe. Tanuláskor kapcsolatok jönnek létre vagy erősödnek meg addig külön-álló idegi területek között (ingertársítás, asszociációk). A tanulás eredményét az emlékezet rögzíti és teszi újból fölidézhetővé. Gondolkodásbeli különbségeinek részben abból következnek, hogy emlékezetében ki-ki másféle gondolati sémákat, lehetőségeket őriz, s ezért azonos helyzetben másképpen reagál. Tanult viselkedés, feltétlen és feltételes reflex, emlékezet, gondolati séma. 64. Áttekintés, ismétlés, rendszerezés, ellenőrzés 12