Autor: Anna Juwan

Temat: Przeciwprądowe wymienniki ciepła u zwierząt homeotermicznych

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym

Podstawa programowa:

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne (językiem ucznia):

• Zdefiniujesz, czym jest stałocieplność.

• Wyjaśnisz budowę i sposób działania przeciwprądowych wymienników ciepła.

• Przedstawisz  przykład zwierzęcia, które jest chronione przed wychłodzeniem dzięki mechanizmowi przeciwprądowego wymiennika ciepła.

• Omówisz przykład zwierzęcia, które zabezpiecza się przed przegrzaniem organizmu dzięki przeciwprądowemu wymiennikowi ciepła.

Strategie nauczania:

• konstruktywizm;

• konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

• z użyciem komputera;

• rozmowa kierowana;

• ćwiczenia interaktywne;

• analiza animacji;

• gra dydaktyczna;

• analiza tekstu źródłowego.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Przed lekcją:

1. Uczniowie zapoznają się z treścią w sekcji „Przeczytaj”.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Nauczyciel wyświetla na tablicy lub za pomocą rzutnika zawartość sekcji „Wprowadzenie”. Uczniowie wspólnie z nauczycielem omawiają cele lekcji i określają kryteria sukcesu.

2. Odwołanie do wcześniejszej wiedzy. Nauczyciel prosi chętnych uczniów, aby na podstawie dotychczas zdobytej wiedzy zdefiniowali pojęcie stałocieplności i wyjaśnili, dlaczego, choć daje wymierne korzyści, jest ona dużym wyzwaniem metabolicznym dla organizmu zwierzęcego. Klasa ocenia poprawność ich odpowiedzi, koryguje lub uzupełnia je. Nauczyciel zapisuje na tablicy definicję sformułowaną przez uczniów.

Faza realizacyjna:

1. Praca z tekstem. Uczniowie, na podstawie treści w sekcji „Przeczytaj”, zapisują pięć najważniejszych ich zdaniem kwestii na temat przeciwprądowych wymienników ciepła i ich znaczenia. Następnie w parach porównują swoje wybory. Nauczyciel prosi wybrane pary o podsumowanie swojej pracy.

2. Praca z multimedium. Uczniowie zapoznają się z animacją wyświetloną przez nauczyciela. Następnie wykonują w parach polecenie nr 2: „Wyjaśnij budowę i sposób działania przeciwprądowych wymienników ciepła”. Wybrana osoba prezentuje propozycję odpowiedzi, a pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej. Nauczyciel w razie potrzeby uzupełnia ją, udziela też uczniom informacji zwrotnej.

3. Praca z treścią e‑materiału. Uczniowie na podstawie przeczytanego tekstu oraz informacji zawartych w sekcji „Animacja” układają indywidualnie pytania do treści e‑materiału. Nauczyciel wraz z uczniami określa zasady rywalizacji i punktowania dobrych odpowiedzi (np. gra na czas lub na liczbę poprawnych odpowiedzi). Przeprowadzenie gry w klasie. Nauczyciel lub wybrany uczeń dba o prawidłowy przebieg quizu zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami. Nauczyciel ogłasza zwycięzców.

4. Utrwalenie wiedzy i umiejętności. Uczniowie w parach wykonują ćwiczenie nr 8 (w którym mają za zadanie – na podstawie analizy tekstu źródłowego – określić, czy wytworzenie przeciwprądowych wymienników ciepła jest możliwe jedynie u zwierząt posiadających zamknięty układ krwionośny, w którym naczynia żylne i tętnicze są od siebie bezwzględnie oddzielone) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie porównują swoje odpowiedzi z najbliżej siedzącymi sąsiadami. Nauczyciel w razie trudności naprowadza podopiecznych na właściwe rozwiązania lub wyjaśnia wątpliwości.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie w czteroosobowych grupach wyszukują w e‑materiale i internecie odpowiedzi na następujące pytania:
   – Jakie przykładowe zwierzęta są chronione przed nadmierną utratą ciepła dzięki przeciwprądowym wymiennikom ciepła?
   – Jakie przykładowe zwierzęta są chronione przed przegrzaniem organizmu dzięki przeciwprądowym wymiennikom ciepła?

Praca domowa:

1. Wykonaj ćwiczenia od 1 do 7 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

• Jane B. Reece i in., „Biologia Campbella”, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.

• „Encyklopedia szkolna. Biologia”, red. Marta Stęplewska, Robert Mitoraj, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2006.

Dodatkowe wskazówki metodyczne:

• Multimedium zamieszczone w sekcji „Animacja” można wykorzystać w fazie wstępnej zajęć, w celu wzbudzenia zaciekawienia uczniów.