Környezettudomány, környezetvédelem tananyag Tananyag a tehetséges gyerekek oktatásához

Átírás

1 Környezettudomány, környezetvédelem tananyag Tananyag a tehetséges gyerekek oktatásához Készült A tehetség nem ismer határokat HURO/1001/138/2.3.1 című projekt keretén belül, melynek finanszírozása a Magyarország-Románia Határon Átnyúló Együttműködési Program pénzalapjaiból történik Jelen dokumentum tartalma nem feltétlenül tükrözi az Európai Unió hivatalos álláspontját.

2 között a Szatmárnémeti 10-es Számú Általános Iskola és az Eötvös József Iskola (Nyíregyháza, Magyarország) Talent has no Borders, azaz A tehetség nem ismer határokat HURO/1001/138/2.3.1 címmel pályázatot bonyolít le a Magyarország- Románia Határon Átnyúló Együttműködési Program keretében. A projekt fő célja a határmenti térség kiválasztott tehetséges fiataljainak sikeres életpályára terelése valamint a pedagógusok módszertani felkészítése, a tehetségek felkutatása és gondozása. Tervezett közös tevékenységeink: Nyitókonferencia Tehetségprogramok kifejlesztése és megvalósítása Nyíregyházán: francia drámapedagógia, földrajz - ifjúsági turizmus, testnevelés (trambulin-sport) Szatmárnémetiben: angol drámapedagógia, környezetismeretkörnyezetvédelem, fizika Tudástranszfer a tehetségfejlesztések módszertanáról Munkaértekezletek, tanár továbbképzés, hospitálások, vendégoktatások Közös tehetségnapok a partnerintézményekben E-learning fejlesztés Zárókonferencia. Ezen projekt keretén belül készült a határmenti régiókban élő tehetséges gyerekek számára a következő környezetismeret, környezetvédelem tananyag.

3 Tartalom I. Környezettudomány, környezetvédelem program 5. o. 1. A projekt célja 5. o. 2. A pedagógus feladatai a környezet megismerésére nevelés területén 6. o. 3. Tevékenységek 7. o. 4. A tanulók beválogatása a programba 7. o. 5. A tehetség program fő célja 8. o. 6. A környezetismeret tehetségprogram keretében feldolgozott témakörök 10.o. II. A környezetvédelem története 11.o. III. A Föld 14.o. 1. A Föld 14. o. 2. Földrajzi helymeghatározás a Nap segítségéve 17.o. IV. A mikroszkóp felépítése és alkalmazása-mikroszkópikus metszetek elkészítése és tanulmányozása 24. o. V. Iskolánk és városunk parkjainak megfigyelése, növény- és állatvilágának megismerése 26. o. VI. Vidékünk természetvédelmi területeinek megismerése 29.o. 1. Szatmár megye természeti rezervátumai 29.o. 2. Szabolcs-Szatmár-Bereg megye természeti rezervátumai 38.o. VII. Ember és környezet kölcsönhatása 48.o. 1. Ember és környezet kölcsönhatása 48.o. 2. Jellegzetes víz, talaj és levegőszennyeződések feltárása, felismerése 51.o. 3. Vidékünk füszer és gyógynövényeinek megismerése 55.o. 3

4 VIII. Életünk környezetbaráttá alakítása 72.o. 1. Globális felmelegedés 72.o. 2. Megújuló energiaforrások 73.o. 3. Családi házak alternatív energia ellátása 76.o. 4. Veszélyben az élővilág! 77.o.

5 4 I. Környezettudomány, környezetvédelem program Aki az erdő fáitól, a sziklától, a zuhogó pataktól és a vándorló felhőktől kéri kölcsön a gondolatokat, az nem is fogy ki soha belőlük. Mikszáth Kálmán Mindannyian átéljük a globalizációs jelenségeket. A földi környezet -a szaporodó emberiség civilizációs hatásai következtében- zsugorodni látszik. Gyermekeinket olyan időszakra készítjük elő, amelyben saját lakóhelyük környezetét felelősen védő, abban okosan gazdálkodó módon lehet csak élni. Szükséges a hétköznapi életvitel környezeti tudatossága, mert az ökológiai válságaink mélyülnek. A helyi életmód a természeti és épített környezethez fűződő viszonyok, a víz, levegő a talaj, az energia és a hulladékkezelés gyakorlati kérdései, a humán ökológiai sajátosságok mindegyike olyan tényező amelyek a helyi programba beépülve, elmélyítik a gyermekek környezettudatosságát és a környezetvédelem iránti érzékenységét. 1. A projekt célja a tanulók környezettudatos nevelése, egyfajta szemléletformálás, a környezettudatos életvitel kialakítása. A projekt elősegíti, hogy kialakuljon a tanulók környezet iránti érzékenysége, felismerjék a helyi, a regionális és a globális problémákat, azok környezetre és emberre veszélyes folyamatainak mérséklését, megakadályozásuk szükségességét és lehetséges módjait. Tudatosul a tanulókban, hogy az életet társadalmi és természeti katasztrófák fenyegetik, veszélyeztetik, aminek megállításában mindenkinek aktívan részt kell vennie.

6 5 A tanulók megtapasztalják, hogy kevés odafigyeléssel, tudatos viselkedéssel, szokásaik megváltoztatásával eredményt érhetnek el az őket körülvevő természet védelmében. Megértik, hogy a környezet károsodása nem ismer országhatárokat, a károk megakadályozása érdekében nemzetközi együttműködésre, összefogásra van szükség. A környezet szennyezés különféle megoldási módjainak keresésénél támaszkodhatnak valamennyi természettudományi tárgyban tanult ismeretre. A környezeti nevelés iskolai alkalmazásánál fontos, hogy nem csak a környezetismereti foglalkozások biztosítják a megvalósítását, hanem annak szelleme, tevékenysége és eszközei az iskola mindennapjait áthatják, azaz komplex módon jelenik meg. A kompetencia ebben a felfogásban az ismeretek, ezek alkalmazási képessége és az alkalmazáshoz szükséges megfelelő motivációt biztosító attitűdök összessége. A tevékenységeket a természet nagy körforgásának rendszere, a természet jobb megismerése alapján terveztük. 2. A pedagógus feladatai a környezet megismerésére nevelés területén: Olyan feltételek, eszközök megteremtése, melyek lehetővé teszik minél több tapasztalat szerzését a természetben, a környezetben. A tanulók a megfigyelés, a tapasztalatszerzés alapján ismerjék és értsék meg a valóságot a maga egészében. Ismerni kell a családi hátteret, a társadalmi, környezeti tényezőket, a tanulók szokásrendszerét. Lehetőség szerint a foglalkozások az eredeti környezetben történjenek a tanulók folyamatos foglalkoztatásával. Alapvetően építeni kell a spontán érdeklődésre, kíváncsiságra, érzelmeikre, megismerési vágyukra. A természet szeretetére, a környezet védelmére nevelés példamutatással annak

7 értékeinek, szépségeinek megláttatásával Tevékenységek: kísérletek, hajtatások, csíráztatások gyűjtögetések, csoportosítás albumok készítése, plakátfestés növények, állatok megfigyelése kirándulások, munkahely látogatások. Módszerek, eszközök: önálló ismeretszerzés, magyarázat, kiselőadás, egyénipár- ill.csoportmunka, játék, vetélkedés ( egyéni vagy csoportos ), bemutatás, gyakorlati alkalmazás,szövegfeldolgozás, beszélgetés, vita, dramatizálás, szerep- és szituációs játék,élménybeszámoló, vázlat ill. jegyzetkészítés,ötletroham,plakátkészítés, projektnapló készítés, projekttermék készítés. A gyerekek szervezett keretek között végeznek kutatómunkát a könyvtárban, informatika teremben, ill. kutatómunkájukat az iskola falain kívül is tovább folytatják. Segítségükkel információkat, dokumentumokat, képeket, statisztikai adatokat érhetnek, kérdőíveket, feladatlapokat készíthetnek. Alkalmazzák a beszélgetés, vita, élménybeszámoló, magyarázat, vázlat ill. jegyzetkészítés módszerét. 4. A tanulók beválogatása a programba A programba való beválogatásnál a következő szempontokat vettük figyelembe: általános intellektuális képességek (lényeglátás, problémamegoldás, emlékezet, figyelem, kreativitás) színvonala; bizonyos szaktárgyakban nyújtott teljesítmények: (biológia,

8 7 földrajz, matematika); általános tanulmányi átlag, érdeklődési kör, kíváncsiság. E négy tényező együttese alapján kerülnek be a programba a gyermekek. 5. A tehetség program fő célja - Az elsődleges cél a gyermekek képességeinek feltárása és intenzív fejlesztése - keresve a hatékony pedagógiai eszközöket. Ebben fontos szempont az általános intellektuális képességek és a speciális képességek párhuzamos fejlesztése. - Ugyanakkor kiemelt része a célkitűzésnek a személyiségfejlesztés (pl. motiváció, önismeret, alkalmazkodás, moralitás, viselkedéskultúra stb.) is. A tehetségfelmérések során a tanulók a következő kérdésekre adtak feleletet: 5 osztály 1.Mi történne, ha egy kőolajszállító hajó elsüllyedne a tengerben?milyen következményei lennének? 2.Osztálykirándulást szerveztek az erdőben. Hogyan kell viselkedjetek,ha környezetbarátok vagytok? 6 osztály 1.Sorolj fel öt következményt, ami az erdőirtás következtében lép fel. 2.Véleményetek szerint miért fontosak és mi a jelentésük a természetvédelmi rezervátumoknak? 7 osztály

9 8 1.Sorolj fel öt emberi tevékenységet, ami által elpusztult vagy csökkent az egyes növény és állatfajok száma. 2.Amikor az állatok világnapja van, hogy bizonyítod,hogy állatszerető vagy? 8 osztály 1.Amikor vízi környezetben végeztek megfigyeléseket észlelhettétek a vízvirágzás jelenségét. Magyarázzátok meg,hogyan okozhatja a szennyvizek túlfolyása a tóban elő fajok pusztulását? ben Rio de Janeiróban a környezetvédelem nemzetközi tanácskozásán 27 alapelvet dolgoztak ki és a következő felhívást tették közzé: A környezetvédelem mostantól kezdve elválaszthatatlan a gazdasági fejlődéstől. Magyarázzátok meg ezt a felhívást. Ezenkívül az osztálykirándulások alatt megfigyeltük a tanulók viselkedését az erdei, tóparti környezetben,felmérve az egyes környezetvédelemi feladatok megoldása során kifejtett hozzáállásukat. Filmvetítéseket rendeztünk tesztelve tanulóink érdeklődési körét. Figyelembe vettük az előző tanévben elért eredményeket,a tanulók szakmai szimpátiáját, pályaválasztási érdekeltségüket, szakórákon (biológia, földrajz, technológia, kémia, matematika, fizikaórán) kifejtett tevékenységét,más környezetvédelmi tevékenységeken való részvételt, ökológiai versenyeken elért eredményüket. 9

10 6. A környezetismeret tehetségprogram keretében feldolgozott témakörök: 1. A környezetvédelem története (2 óra) 2. A Föld (1 óra) 3. Földrajzi helymeghatározás a Nap segítségével (1 óra) 4. A mikroszkóp felépítése és alkalmazása-mikroszkópikus metszetek elkészítése és tanulmányozása (2 óra) 5. Iskolánk és városunk parkjainaknak megfigyelése,növény és állatvilágának tanulmányozása (4 óra) 6. Szatmár megye természeti rezervátumai (4 óra) 7. Szabolcs-Szatmár-Bereg megye természeti rezervátumai (2 óra) 8. Ember és környezet kölcsönhatása (2 óra) 9. Jellegzetes víz,talaj és levegőszennyeződések feltárása, felismerése (2 óra) 10. Vidékünk füszer és gyógynövényeinek megismerése (4 óra) 11. Életünk környezetbaráttá alakítása: Globális felmelegedés (1 óra) Megújuló energiaforrások (2 óra) Családi házak alternatív energia ellátása (1 óra) Veszélyben az élővilág! (2 óra)

11 II. A KÖRNYEZETVÉDELEM TÖRTÉNETE 10 Tágabb értelemben a környezetvédelem egyidős a modern ember megjelenésével. A kezdetek a jégkorszak utáni időszakra tehetők, amikor az emberi népesség elkezdett növekedni. Ennek következménye a települések, városok kialakulása lett, amelyek környezetében megjelentek az első szántóföldek és legelők. Ez elsősorban a természetes vegetáció átalakulásával járt. Később ez már nem volt elég, az ember környezetének terepét is elkezdte átalakítani bányászati tevékenységgel, erdőirtásokkal, öntözési rendszerek kiépítésével. A városok népességének növekedésével a közegészségügyi problémák is növekedtek, ami megkönnyítette a járványok terjedését. Ezt a viszonylagos stagnáló állapotot az ipari forradalom szakította meg, amely már tényleg jelentős mértékben változtatta meg nem csupán a természetet, hanem a környezetet is. A népesség nagy része a városokba vándorolt az ipari termelés növekedése miatt. Megkezdődtek a széntelepek kiaknázása és fűtésre, gőzgépek működtetésére történő felhasználása. Az ipari termelés hatására megkezdődött a talaj-, a víz- és a levegő szennyezése, illetve megjelentek az első közegészségügyi problémák (pl. az angolkór). A fokozódó problémák fokozatosan a környezetvédelem felé irányították egyes emberek figyelmét. Az első tudatos környezetvédelmi mozgalomnak a Római Klub tekinthető, amelyet 1968-ban Aurelio Peccei olasz közgazdász alapított. Előzménye egyrészt a rovarirtó szerek, elsősorban a DDT káros hatásainak felismerése volt. Ez a 11

12 szer a növényekből az állatok és az ember szervezetébe kerülve a testben felhalmozódik, ahol kóros elváltozásokat okoz, gátolja a szaporodást, illetve a csúcsragadozók szervezetében feldúsulva azok elpusztulását okozza. A klub megalakulását másfelől a Contergán-botrány is elősegítette. A Contergán egy terhes nők számára készített nyugtató volt, aminek a hatása következtében több mint gyermek született valamilyen fejlődési rendellenességgel (általában végtaghiánnyal) Nyugat-Európában ben az akkori ENSZ főtitkár, U Thant felhívására Párizsban tartottak egy Bioszféra Konferenciát, ahol elsőként hangzott el nemzetközi szinten, hogy a környezetvédelmi problémákat fel kell ismerni és megoldást kell rájuk találni, és ezek a problémák az egész emberiséget érintik. A környezet védelméért tett nemzetközi erőfeszítés egyik fő eredménye volt a Stockholmi Konferencia (1972). Fontos eredménye az a 26 alapelv, ami a modern környezetvédelem alapjait fektette le. Meghatározták például a fenntartható fejlődés fogalmát, vagy azt, hogy minden embernek joga van az egészséges és tiszta környezethez. Sajnos, a kezdeti lelkesedés nagymértékben csökkent, amikor a nemzetek szembesültek azzal a ténnyel, hogy a környezet védelmére tett intézkedések sok esetben ütköznek a gazdasági érdekekkel, és adott esetben jelentős költségvonzatai vannak ban jelent meg a Bruntland-jelentés, ami a fenntartató fejlődésben látta a környezetvédelmi problémákra adandó válaszát. A 80-as évek több tudományos felismerése, mint például az ózonlyuk kialakulása vagy nagyobb környezeti 12

13 katasztrófák, mint Bhophal vagy Csernobil következtében több nemzetközi egyezmény született a károsanyag-kibocsátások megelőzése végett (pl. NOx Egyezmény, VOC Egyezmény (oldószer kibocsátásra vonatkozik)) ben Rio de Janeiroban zajlott az ENSZ Környezetvédelmi és Fejlesztési Konferenciája. Programjai a következők voltak: - Agenda 21 (feladatok a XXI. századra) - A bioszféra jogairól szóló okmány, a Föld Charta - A biodiverzitás megőrzése - Az atmoszféra védelme - A trópusi esőerdők irtásának megállítása. A konferencia a fejlődő és fejlett országok között húzódó érdekellentétek miatt nem volt kimondottan eredményesnek tekinthető. Nevezetes dátum 1997, a Kiotói Konferencia éve, aminek az eredménye a Kiotói Jegyzőkönyv lett, amely már konkrét számokat tartalmazott az éghajlatváltozás megelőzése érdekében a szén-dioxid - kibocsátásokra ben a johannesburgi Fenntartható Fejlődés Világkonferencia elsősorban a fenntarthatóság, valamint a klímaváltozás kérdéseivel foglalkozott, eredménye pár általános nyilatkozat volt. A 2009-ben tartott koppenhágai klímacsúcs a jövő szempontjából egyértelműen kudarcot vallott. Románia és Magyarország aktívan kíván részt venni a nemzetközi környezetvédelmi tevékenységekben, a Föld természetes környezetét pedig saját intézmények és szervezetek létrehozásával is szolgálni kívánja. 13

14 III. A Föld 1. A Föld A Föld a Naptól a harmadik, méretét tekintve pedig az ötödik legnagyobb bolygó. Naptól mért közepes távolsága: 149,600,000 km (1.00 CSE) átmérő: 12,756.3 km tömeg: 5.976e24 kg 14

15 Az űrutazások és a Holdra szállások mindennél nyilvánvalóbbá tették, hogy a Föld is csak a Naprendszer egyik bolygólya. A Föld tengely körüli forgása következtében az egyenlítő minden pontja óránként több mint 1600 kilométert tesz meg. Tudjuk, hogy bolygónk 24 óra alatt végez egy teljes körülfordulást. A forgás következtében fellépő centrifugális erő hatására az égitest belapult, az egyenlítői vidékeken pedig kidudorodott. Így ma a Föld egyenlítői sugara 21,5 kilométerrel hosszabb, mint a pólusokat összekötő szakasz fele. A hegyek csak az emberi időskálán mérve nevezhetők állandónak. Az idők folyamán Földünk felszíne megemelkedett, megrepedezett és felgyűrődött. A Föld - születése óta- állandóan fejlődik, változik. Az eróziós erők mindig a tektonikus erők ellen hatnak. Míg az utóbbiak hatalmas csúcsokat hoznak létre, az előbbiek e csúcsokat egyszerű sziklákká pusztítják le. A különböző eróziós erők közül minden kétséget kizáróan a vízzel kapcsolatosak a leghatékonyabbak. A sarkvidékeken és a nagy tengerszint feletti magasságban a nagy jégtömegek gleccserekké állnak össze, amelyek igen lassan csúsznak lefelé, letarolva az alattuk fekvő felszíni alakzatokat, és hatalmas U alakú völgyeket vágva a talajba. A tengerek partvidékén a szél hajtotta hullámok és az árapály következtében állandóan változik a partvonal alakja. A szél is nagyon fontos talajformáló, felszínalakító erő. A hőmérsékleti változások ugyancsak eróziós, romboló hatásúak lehetnek: a melegedés hatására bekövetkező tágulás, valamint a lehűlés miatt fellépő összehúzódás során repedések keletkeznek, s a kőzetek lassan elmorzsolódnak. A Föld fiatal korában valószínűleg teljesen hideg volt, belső részeiben mégis volt bizonyos mennyiségű radioaktív anyag, bizonyára urán, tórium és a nátriumnak egyik izotópja. Ezeknek az anyagoknak a radioaktív bomlása során tekintélyes 15

16 mennyiségű hő szabadult fel, így az évmilliók során annyira sikerült felmelegítenie bolygónk belsejét, hogy ott egyes anyagok cseppfolyóssá válhattak. Ez a hőmennyiség felelős az összes vulkáni és gejzírtevékenységért. A Hold és a Nap tömegvonzása (az előbbié nagyobb) apályt és dagályt kelt, amelyek az óceánok és tengerek vízfelszínének süllyedésében és emelkedésében vehetők észre. A földi napok évszázadonként 0,02 másodperccel hosszabbodnak meg. Ha például a teljes napfogyatkozások bekövetkezésének előre kiszámított helyét összevetjük a tényleges hellyel, akár egyórás különbségeket is felfedezhetünk. Ha a Föld forgása lassul, akkor viszont a Hold keringésének kell megfelelő arányban gyorsulnia. Meglepő módon, ha az égitest mozgása gyorsul, akkor eltávolodik bolygónktól, s így végeredményben hosszabb időre lesz szüksége, hogy egy teljes keringést végezzen körülöttünk. Számítások szerint a Hold évente 4,5 cm-rel távolodik Földünktől e jelenség hatására. Ez az érték persze szintén elhanyagolhatónak tűnik a Föld-Hold távolsághoz képest. Ha azonban azt is figyelembe vesszük, hogy a dagálysúrlódás, amely a múltban -amikor a Hold sokkal közelebb volt hozzánklényegesen nagyobb volt, akkor arra a következtetésre jutunk, hogy a két égitestnek egymilliárd évvel ezelőtt olyan közel kellett lennie egymáshoz, hogy szinte összeértek. Nyilvánvaló, hogy valamilyen oknál fogva a súrlódási erő kisebb volt. A kutatók feltételezik, hogy a változás a kontinensvándorlással magyarázható. A Föld őskorában, amikor a kontinensek egyetlen szárazföldet alkottak, a dagálysúrlódásnak sokkal kisebbnek kellett lennie, mint napjainkban, mivel a kontinentális selfek teljes területe akkoriban sokkal kisebb volt. A szárazföld, az úgynevezett litoszféra a Föld felszínének mintegy 30%-a. A fennmaradó 70%-ot tengerek és óceánok borítják. Ez az úgynevezett hidroszféra. 16

17 Feladat:1. Számítsátok ki a saját súlyotokat a Földön, ha a gravitációs állandó 9,8 N/kg? a) Mekkora lenne a súlyod a Holdon,ha a Hold felszínén a gravitációs állandó 1,6 N/kg? b) Mennyivel csökkenne a súlyod,ha felmennél a Holdra? 2.Nézz utána mi okozza az évszakok váltakozását? 2. Földrajzi helymeghatározás a Nap segítségével Szinte automatikusan felvetődik a kérdés, hogy ma, a GPS (Globális Helymeghatározó Rendszer) korában, amikor kényelmesen, egy kis készülékkel bármikor egy gombnyomásra (ezred szögmásodperc pontossággal!) megtudhatjuk a helykoordinátáinkat, miért érdemes régi, bonyodalmasabb és pontatlanabb eljárással kísérletezni? Ha tényleg csak a végeredmény érdekelne bennünket, nem lenne érdemes ezt a módszert választani. De ha a Föld mozgásáról, és ezzel összefüggésben a Nap járásáról szeretnénk többet megérteni, érdemes elmélyedni a módszerben, és megtapasztalni, hogy műholdak nélkül, egyetlen függőleges pálca árnyékát figyelve is egészen pontos eredményeket kaphatunk. Ezért érdemes ezt a mérést az iskolában is elvégezni a gyerekekkel. 17

18 A mérés elve A földrajzi szélességi és hosszúsági koordináták meghatározásához egy órát, valamint egy függőleges pálcát használunk, amely árnyékát egy vízszintes lapra veti. Ez az úgynevezett gnomón. Az árnyék iránya és hossza a Nap járásával együtt változik. A gnomón árnyéka a Nap delelésekor lesz a legrövidebb. Ilyenkor az árnyék éppen észak-déli irányú (1. ábra). A földrajzi szélesség meghatározása 18

19 A földrajzi szélesség az a szög (lásd a 2. ábrán lévő α szöget), amit az Egyenlítő síkja és a megfigyelőt a Föld középpontjával összekötő szakasz (a Föld sugara) bezár. Először tekintsünk el a Föld tengelyének ferdeségétől, azaz tegyük fel, hogy a Nap az Egyenlítő irányából süt. A földrajzi szélesség meghatározásához a Nap delelésekor keletkező (a torz méretarányú 2. ábrán és az 1. ábrán is látható) ABC derékszögű háromszög megfigyelése szükséges. Ennek AB oldala maga a pálca, BC oldala pedig az árnyék. Az oldalak hosszának ismeretében a háromszög szögei meghatározhatóak. A háromszög megszerkesztése után méréssel, vagy szögfüggvények segítségével: 19

20 Ha tavaszi vagy őszi napéjegyenlőség idején végezzük el a mérést (2.a ábra), a Nap éppen az Egyenlítő fölött delel, tehát a Nap sugarai az Egyenlítő síkjával párhuzamosan érik a Földet. Ilyenkor az ABC háromszög β szöge megegyezik a megfigyelő helyzetét jellemző α szöggel, hiszen váltószögek. Így napéjegyenlőség idején az ABC háromszög β szöge éppen a földrajzi szélesség értékét adja meg. Ha nem napéjegyenlőség idején mérünk, a Föld tengelyferdeségéből adódóan a napsugarak nem az Egyenlítő síkjával párhuzamosan érik a Földet. A 2.b ábra jelöléseit használva ilyenkor α = β-δ, ahol α a keresett földrajzi szélesség, β az ABC háromszögből általunk meghatározott szög, δ pedig az a szög, amit a napsugarak az egyenlítő síkjával bezárnak. Ez a szög az úgynevezett deklináció, ami az év során napról napra változik (3. ábra). 20

21 Legnagyobb a nyári és a téli napforduló idején, amikor δ = ±23,5. A mérés napjára érvényes δ-értéket táblázatból kereshetjük ki (például a Csillagászati Évkönyvből), vagy leolvashatjuk az úgynevezett analemmáról is (lásd később). A földrajzi hosszúság meghatározása Az egyszerűség kedvéért először tekintsük úgy, mintha a Föld a Nap körül körpályán, tehát állandó sebességgel haladna. Megegyezés szerint Greenwichen megy át a 0. hosszúsági kör. A megfigyelő hosszúsági koordinátája az a φ szög, amit a megfigyelő helyén átmenő hosszúsági kör és a greenwichi 0. hosszúsági kör síkja alkot (4. ábra). Ennek a szögnek a meghatározására meg kell mérnünk, hogy mikor delelt a nap (vagyis az árnyék mikor volt a legrövidebb, mikor volt éppen észak-déli irányú). Greenwichben pontosan 12 óra 0 perckor delel a Nap. A megfigyelő helyén korábban vagy későbben delel, éppen annyi idővel, amennyi idő alatt a Föld φ szöggel fordul el. A Földön deleléstől delelésig átlagosan egy nap, azaz 24 óra telik el. Ennyi idő alatt a Föld valamivel több, mint 360 -ot fordul, vagyis 1 óra alatt hozzávetőlegesen 15 -ot. Ezért a Földön kijelölt időzónák elvileg 15 -onként követnék egymást, ha az országhatárokra nem lennénk figyelemmel. Az is kiszámítható, hogy a Földnek 1 -os elforduláshoz lényegében 4 percre van szüksége. Az időzónákat úgy jelölték ki, hogy a nyugati határukon 12 óra 0 perckor, a keleti határukon pedig 11 óra 0 perckor deleljen a Nap. Ha mi a GMT+1 időzónában vagyunk, akkor földrajzi hosszúságunk a 15 és a 30 közé esik. A Nap pedig valamikor 11 óra x perckor fog delelni (4. ábra ). 21

22 Ez azt jelenti, hogy a 30. hosszúsági körtől x/4 fokkal vagyunk nyugatabbra, tehát a földrajzi hosszúságunk fokban kifejezve: Ha a delelés időpontját meghatároztuk, akkor a földrajzi hosszúságot is megkaphatjuk a fenti képlet segítségével. Korrekció A kapott eredmény azonban még nem pontos. Tegyük föl, hogy a földrajzi helyzetünknél fogva nálunk a Napnak 11 óra x perckor kellene delelnie. Ha egy éven át minden nap megfigyeljük a gnomón árnyékát 11 óra x perckor, azt látjuk, hogy az nem esik észak-déli irányba, vagyis a Nap 11 óra x perckor még vagy már nem delel (5. ábra). A delelés hol előbb, hol később következik be. Ennek oka az, hogy a Föld a Nap körüli pályáján az év során hol gyorsabban, hol lassabban halad. Így a Nap két delelése között nem pontosan 24 óra, hanem ennél egy kicsivel több vagy kevesebb telik el. 22

23 Az évnek csak négy olyan napja van, amikor a delelés éppen 11 óra x perckor, az úgynevezett középidő szerinti délben következik be: április 16-án, június 14-én, szeptember 1-jén és december 25-én. A többi napon korrekcióra van szükség, ez az időkiegyenlítés. A korrekció értékét táblázatból kereshetjük ki. A korrekció értéke maximálisan 16 perc sietés, vagy 14 perc késés. Ha a korrekciós táblázat szerint a mérés idején a Nap z perccel a középidő szerinti dél előtt delel, és az óránk szerint 11 óra y perckor volt a delelés, akkor a földrajzi hosszúságot fokokban a képlet határozza meg. Feladat: Végezzétek el a mérést és a számításokat. 23

24 IV. A mikroszkóp felépítése és alkalmazása-mikroszkópikus metszetek elkészítése és tanulmányozása A mikroszkóp (görögül: mikron = kicsi + szkopein = nézni) egy eszköz, mely megjeleníti a szabad szemmel láthatatlan apró vizsgálati objektumokat. Az ilyen tárgyak mikroszkóppal való tanulmányozásának tudománya a mikroszkópia. A mikroszkopikus szó jelentése kicsi, szabad szemmel láthatatlan, megtekintésükhöz tehát mikroszkóp szükséges. A mikroszkóp több mint 400 éves múltra tekint vissza. Az elsőt Hollandiában készítették valamikor 1590 és 1608 között. Mind a dátum, mind a feltaláló(k) kiléte bizonytalan. Három szemüvegkészítőt szoktak feltalálóinak nevezni: Hans Lippershey-t (aki az első igazi teleszkópot is kifejlesztette), Hans Janssent, és fiát, Zachariast. A legelterjedtebb mikroszkópféle az elsőként feltalált fénymikroszkóp. A fénymikroszkópok, mivel látható fényt használnak, a legegyszerűbb és leggyakrabban alkalmazott mikroszkópok. Friss kutatások kimutatták (lásd Brian J. Ford tanulmánya az egyszerű mikroszkópokról), hogy még az olyan egyszerű mikroszkópok is, melyek csupán egy lencsével rendelkeztek, megdöbbentően tiszta képet tártak a korai mikroszkopizálók szeme elé. Manapság több lencséből felépülő összetett mikroszkópok szolgálják a tudományt sok területen, főleg a biológiában és a geológiában. Népszerűségük miatt a mikroszkópoknak sok tartozékuk, kiegészítőjük van, melyek megkönnyítik a használatukat, vagy javítják a képminőséget. Speciális fénymikroszkópok: 24

25 Ultraibolya-mikroszkóp Ultramikroszkóp Fáziskontraszt-mikroszkóp Lumineszcencia-mikroszkóp Konfokális pásztázó mikroszkóp Polarizációs mikroszkóp Binokuláris mikroszkóp Sztereomikroszkóp Feladat: Készíts mikroszkopikus metszeteket és tanulmányozd őket! 1. A növényi sejt felépítését három fő részét (sejthártya, citoplazma, sejtmag) tanulmányozd a vöröshagyma leveléből készített metszetből. 2.A növényi szövetek szerkezetének megfigyeléséből állapítsd meg, hogy milyen szerepük van a növény életében. 3.A mikroszkopikus metszetek tanulmányozásával különböztesd meg az alacsonyrendű gombákat (sörtélesztő, fejespenész, ecetpenész). 4.Fedezz fel baktériumokat. 5.Vizsgálj meg egy mohát,amelyben nincsenek szállítóedények és hasonlítsd össze egy hajtásos növénnyel, amelyben találsz fa és háncsedényeket. 6. Ismerd fel a moszatokat, gombákat, zuzmókat mikroszkopikus metszetekből. 7.Vizsgáld meg mikroszkóppal a rovarok szájszerveit, lábait, szárnyait. 8.Vizsgálj meg mikroszkopikus metszetekből állati szöveteket: 25

26 hámszövetet, kötőszövetet (csont, vérszövetet), izomszövetet (harántcsikolt és sima izomszövetet), idegszövetet. IV. Iskolánk és városunk parkja inaknak megfigyelése, növény- és állatvilágának megismerése A park egy gondozott terület, ami természetes vagy ahhoz hasonló környezetet teremt városokban vagy azokon kívül. Míg a városokban fenntartott parkoknak általában az emberek kikapcsolódásának biztosítása a célja, a városokon kívüliek bizonyos növények és állatok élőhelyének a megőrzésére törekednek. A park, mesterséges szárazföldi ökoszisztéma (ökológiai rendszer), amiben megfigyelhetjük és tanulmányozhatjuk a környezet élettelen (abiotikus) és élő (biotikus) tényezőit. A park élettelen környezeti tényezőinek vizsgálata a) A levegő hőmérsékletét például a park szélén és belsejében levegőhőmérővel mérjük. Vizsgálatok során megállapíthatjuk, hogy a hőmérséklet magasabb a park szélén néhány fokkal, mint a park belsejében. (Mi ennek a magyarázata?) b) Az avarban a levegő hőmérsékletét vízszintesen elhelyezett hőmérővel mérjük. c) a talaj hőmérsékletének méréséhez alkalmas hőmérőt vagy szobahőmérőt használunk. Az eljárás a következő képen történik: ásóval kereszt alakban felvágjuk a talajt, belehelyezzük a hőmérőt és talajjal befedjük. Tíz perc múlva leolvassuk a hőmérsékletet. Vizsgálatok során megállapítjuk, hogy az avarban a hőmérséklet magasabb, mint a talajban. (Mi erre a magyarázat?)

27 segítségével: 26 d) A fényt vizuálisan értékeljük egy 0-tól 10-ig terjedő egységes skála Derült idő Felhős idő Teljesen borult idő e) A szél erősségét a táblázat adataihoz viszonyítva értékelhetjük. A szél erőssége Mi figyelhető meg egy fán? Gyenge szél A leveleket lebegteti Mérsékelt szél Az ágacskákat mozgatja Erős szél Az ágakat mozgatja Nagyon erős szél Ágakat tör, gyökerestől kitépi a fát A park élő környezeti tényezőinek vizsgálata a) Fa vizsgálata felbecsüljük magasságát (matematikai módszerekkel) - megmérjük vastagságát kiszámíthatjuk átmérőjét, megvizsgáljuk a kéreg színét és vastagságát. b) Talajdarab élőlényeinek vizsgálata Egy kiásott földdarabban megfigyeljük a földigilisztát. Nagyító segítségével egy marék talajban megvizsgáljuk a benne lévő élőlényeket. c) Adott területen található növények és állatok mennyiségének felbecsülése A parkban mérőszalaggal kijelöljük a próbanégyzet területét. A próbanégyzetben megszámoljuk a lágyszárú növényeket (pl. gyermekláncfüvet), a cserjéket és a fákat. Ezután meghatározzuk az állatokat és felbecsüljük számukat. Hasonlóképpen értékeljük az élőlények elterjedésének módját: egyenként vagy csoportosan fordulnak-e elő? d) A biológiai anyag begyűjtése

28 27 Leveleket, terméseket, talajon talált kéregdarabokat, a fűből vagy a fák kérgéről rovarokat gyűjtünk műanyag zacskóba. Minden zacskóra címkét ragasztunk, amelyen feltüntetjük a gyűjtés időpontját és helyét. A parkban általában élnek: 1) Fák növényhatározókkal próbáljuk felismerni és egy füzetbe feljegyezni. Iskolánk parkjában találhatunk különböző fenyőfajtákat, magnólia fát, lombhullató fafajtákat. Városunk egyik legnagyobb parkja a Kossuth kert, amely hosszú múltra tekint vissza. Ebben a parkban a faállomány folyamatosan frissül, de találunk itt igazán idős fákat is. Ami a fafajtákat illeti, zömében platánfákat találunk is, de megfigyelhető a nyárfa, több fenyőtípus és más lombhullatók. Ezen fák tanulmányozására célcsoportunkkal kilátogatunk a helyszínre. 2) Cserjék - növényhatározókkal próbáljuk felismerni és egy füzetbe feljegyezni. 3) Lágyszárú dísznövények - növényhatározókkal próbáljuk felismerni és egy füzetbe feljegyezni. 4) Gyomnövények - növényhatározókkal próbáljuk felismerni és egy füzetbe feljegyezni. Számtalan állat talál menedéket és táplálékot a gyepszintben, a fák kérge fölött és alatt, a fák koronájában. Megpróbáljuk felismerni ezeket és feljegyezni egy füzetbe. Felismerjük aztán a talajban és az avarban élő állatokat is. Amit iskolánk parkjában, valamint városunk főparkjában és a Kossuth-kertben végzett megfigyelések eredménye képen kaphatunk az a következő állati fajok diákjaink által való felismerése: mókus, galamb, veréb, fecske, harkály, bagoly, csóka, rengeteg rovar- és bogár faj. Feladat: 1.)A megfigyelések után és a jegyzetek alapján, visszatérve az osztályterembe, minden gyermek készít majd egy fogalmazást és egy plakátot a parkról. 28