Tam, gdzie ciemność pochłania błękit oceanu

 

Projekt przygotowany przez studentki, Anetę Krugiołkę, Alicję Pawłowską i Agnieszkę Stężałą, kierunku Nauczanie biologii i przyrody na Wydziale Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu w ramach modułu STEAM i TiK w projektach międzynarodowych na lekcjach. Celem modułu była praktyczna nauka, w oparciu o treści i zalecenia podstawy programowej, tworzenia interdyscyplinarnych projektów STEAM dedykowanych uczniom Szkoły Podstawowej im. Kazimierza Nowaka w Dąbrówce (szkole patronackiej Wydziału Biologii UAM). Moduł prowadzą prof. Marlena Lembicz i ambasador eTwinning Tomasz Ordza.

Autorki:

Jesteśmy studentkami I roku studiów magisterskich na Wydziale Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Połączyła nas wspólna pasja — zarówno do biologii, jak i pracy z dziećmi oraz młodzieżą. 

Pomimo odmiennych zainteresowań w ramach nauk biologicznych, udało nam się wspólnie stworzyć projekt, który odzwierciedla unikalne podejście do tematu każdej z nas.

 

Błękitny ocean dla większości z nas jawi się jedynie jako rozległa tafla wody, widoczna z wybrzeża lub pokładu statku. Zazwyczaj, mówiąc o bogactwie życia morskiego, mamy na myśli stosunkowo płytką strefę, do której docierają promienie słoneczne. Niewielu z nas zastanawia się nad tym, co znajduje się znacznie głębiej – w rozległych, ciemnych obszarach, gdzie światło nie sięga.

Rzadko myślimy o tym, co kryje się pod błękitną taflą i jakie tajemnice skrywa świat, do którego dociera niewiele promieni słońca. Przygotowane przez nas warsztaty to zaproszenie dla uczniów szkół podstawowych do niezwykłej podróży w głąb podwodnego świata.

 

Od legend do faktów: Nauka spotyka się z mitami!

Cel projektu: Zapoznanie uczniów ze złożonością ekosystemu dna oceanicznego

Projekt przeznaczony jest dla uczniów klasy VI. W trakcie dwóch godzin lekcyjnych, legendy i mity przekazywane przez lata na statkach i kutrach rybackich zderzyły się z rzeczywistymi faktami naukowymi. Czy Kraken to tylko fikcja? Jakie zwierzęta naprawdę zamieszkują niezbadane otchłanie? Z jakimi trudnościami mierzą się mieszkańcy głębin? Uczniowie mieli okazję zweryfikować te opowieści i poszukać odpowiedzi na pytania, odkrywając fascynujące aspekty biologii i ekologii morskiej, m.in. wyjaśniając zależność między wyglądem organizmu a jego środowiskiem oraz przedstawiając strukturę troficzną ekosystemu dna oceanicznego.

Projekt „Tam, gdzie ciemność pochłania błękit oceanu” to doskonały przykład, jak skutecznie wdrożyć metodę STEAM (Nauka, Technologia, Inżynieria, Sztuka, Matematyka) oraz wykorzystać technologię informacyjno-komunikacyjne (TIK) w procesie nauczania. W trakcie zajęć uczniowie min.: wykonywali doświadczenia chemiczne i fizyczne, zmagali się z wirtualnym escape roomem i pracowali nad makietą Rowu Mariańskiego. Dzięki temu nie tylko poznali warunki życia na dnie morskim, ale stworzyli logiczne połączenia pomiędzy wyglądem organizmów a warunkami środowiska.

 

Słów kilka o przebiegu zajęć.

Naszą podwodną przygodę zaczęliśmy od zadań matematycznych których wyniki stanowiły współrzędne Rowu Mariańskiego. Kiedy już dowiedzieliśmy się, gdzie jesteśmy usłyszeliśmy komunikat S.O.S. ze statku “Posejdon”. Niestety komunikat miał zakłócenia i informacja była niekompletna. W trakcie zajęć uczniowie gromadzili brakujące fragmenty wiadomości.

 

Komunikat S.O.S. ze statku “Posejdon”.

 

Ruszyliśmy w głębiny i na początek zastanowiło nas jakie panują tam warunki. W tym pomogły nam doświadczenia fizykochemiczne.                                                      .                                                                          
 

Karty pracy dla uczniów i materiały do doświadczeń.

 

  1. Katalityczny rozkład nadtlenku wodoru - Doświadczenie obrazuje komin hydrotermalny oraz proces chemosyntezy będący jednym z nielicznych źródeł energii w głębinach

 

Fot. “Komin hydrotermalny” powstały podczas doświadczenia pierwszego.

 

  1. Czym jest ciśnienie hydrostatyczne?
  2. Jak ciśnienie wpływa na organizmy głębinowe? - naszym organizmem była pianka a za pomocą strzykawki zwiększaliśmy i zmniejszaliśmy ciśnienie
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fot. Uczestnicy warsztatów podczas doświadczenia trzeciego.

Kiedy już zapoznaliśmy się z warunkami na dnie oceanu płynnie przeszliśmy do organizmów głębinowych i ich przystosowań.  Nasz batyskaf schodził coraz niżej i niżej. Obserwowaliśmy kolejne zwierzęta prezentujące szereg przystosowań m.in. duże oczy, czerwona barwa, czy bioluminescencja. Każdy nowo omówiony organizm umieszczaliśmy na makiecie na odpowiedniej dla niego głębokości.

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fot. Omówienie przystosowań organizmów do życia w głębinach podczas zajęć.

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fot. Makieta Rowu Mariańskiego z zamieszczonymi organizmami.

Po dotarciu na samo dno Rowu Mariańskiego okazało się, że nie jesteśmy tam sami. Tajemnicza istota z głębin nie miała zamiaru pozwolić nam tak po prostu wrócić na powierzchnię. Aby się wydostać, musieliśmy zmierzyć się z morskimi mitami w niezwykłym escape roomie. Podczas rozwiązywania kolejnych zagadek poznaliśmy trzy niezwykłe organizmy głębinowe, które przez wieki mogły inspirować legendy o potężnych morskich potworach:

  • Wstęgor królewski Regalecus glesne — długi niczym mityczny lewiatan, o falującym ciele i srebrzystej łusce, od wieków wzbudzał strach wśród żeglarzy, którzy brali go za zwiastuna katastrof.
     
  • Stygiomedusa gigantea— rzadko spotykana, olbrzymia meduza o rozpościerających się niczym peleryna ramionach o długości nawet 10 metrów. Jej widok w mroku głębin mógł stać się podstawą japońskich opowieści o Umibōzu – duchu morza niszczącym statki.
     
  • Kałamarnica olbrzymia Architeuthis dux —głębinowy drapieżnik, osiągający nawet 18 metrów długości, którego ogromne macki i wielkie oczy stały się legendarnym pierwowzorem dla Krakena, morskiego potwora z nordyckich mitów.
     

W trakcie jednego z zadań mieliśmy okazję zapoznać się z autentycznymi, historycznymi zapisami dotyczącymi morskich potworów. Stanowiły one nie tylko ciekawy element fabularny, lecz także pozwoliły uczestnikom zobaczyć, jak dawne obserwacje i relacje żeglarzy mogły dać początek mitom o tajemniczych stworzeniach głębin.


Fot. Zrzut ekranu z platformy LearningApps - zadanie z escape roomu.


Fot. Zrzut ekranu z platformy Genially  - zadanie z escape roomu.

 

Na końcu escape roomu ujrzeliśmy samą kałamarnicę olbrzymią, majestatycznego króla głębin. To właśnie ona, dostojna i potężna, zdecydowała się nas uwolnić – pozwalając nam bezpiecznie wynurzyć się z najgłębszych zakątków oceanu.

Fot. Zrzut ekranu z platformy Genially  - zadanie z escape roomu.

 

Wraz z realizacją wszystkich zadań, którym musieliśmy sprostać podczas zajęć, udało nam się zebrać komplet fragmentów tajemniczego komunikatu. Dopiero teraz mogliśmy odczytać jego pełną treść i poznać losy załogi statku Posejdon.

 

Scenariusz zajęć

 

klasa: VII

czas: 90 min

Cel główny: Zapoznanie uczniów ze złożonością ekosystemu dna oceanicznego.

Cele szczegółowe:

●      W zakresie wiadomości:

a)     Zapamiętanie wiadomości uczeń:

  • wymienia co najmniej 5 przykładowych gatunków zwierząt występujących na dnie oceanu
  • definiuje pojęcia: ciśnienie hydrostatyczne, reakcja egzoenergetyczna
  • wymienia wybrane postacie i potwory pochodzące z mitów

b)     Zrozumienie wiadomości uczeń:

  • wyjaśnia zależność między wyglądem organizmu a jego środowiskiem
  • przedstawia strukturę troficzną ekosystemu dna oceanicznego
  • zapisuje równania reakcji chemicznej katalitycznego rozpadu nadtlenku wodoru.

●      W zakresie umiejętności uczeń:

c)     Zastosowanie wiadomości w sytuacjach typowych uczeń:

  • przygotowuje elementy makiety dna oceanicznego
  • wykonuje doświadczenie obrazujące wpływ wysokiego ciśnienia na dnie oceanu na objętość gazów
  • wykorzystuje współrzędne geograficzne do zlokalizowania Rowu Mariańskiego na mapie
  • rozwiązuje zadania matematyczne wykorzystując wzór na ciśnienie hydrostatyczne
  • rozwiązuje równania z jedną niewiadomą
  • rozwiązuje przygotowany przez nauczyciela szyfr z pomocą instrukcji

d)     Zastosowanie wiadomości w sytuacjach problemowych uczeń:

  • ocenia wygląd wybranych mitycznych stworzeń pod kątem posiadanych cech budowy, względem środowiska, w którym są przedstawiane
  • analizuje jakie organizmy mogły być inspiracją do powstania mitów o morskich stworzeniach
  • rozwiązuje szyfry

 

Postawy i przekonania uczeń:

  • zwraca uwagę na swoje otoczenie
  • dostrzega złożoność ekosystemu dna oceanicznego
  • pracuje w grupie
  • szanuje powierzony mu sprzęt

 

Środki dydaktyczne:

  1. Doświadczenie 1
  • Woda utleniona - (minimum 6%, najlepiej 12%) lub roztwór perhydrolu
  • Suche drożdże lub roztwór jodku potasu (KI) – katalizator
  • Płyn do naczyń
  • Butelka, zlewka, kolba (jakieś przezroczyste wysokie naczynie)
  • Rękawiczki, okulary ochronne, folia malarska (lub wyjść na dwór)
  • Termometr
  1. Doświadczenie 2
  • Pusta butelka 5l
  1. Doświadczenie 3
  • Duża strzykawka (np. 50–100 ml)
  • Pianki marshmallow

 

Materiały pomocnicze dla nauczyciela:

  • opisy doświadczeń
  • opis zadań matematycznych
  • rozkodowana wersja komunikatu
  • folder ze zdjęciami i filmami z organizmami głębinowymi do prezentacji i escape roomu

Formy pracy: grupowa, indywidualna, frontalna

Metody nauczania:

  • Nauczanie problemowe
  • Pogadanka dydaktyczna
  • Przygotowanie makiety
  • Obserwacja
  • Przeprowadzenie doświadczeń
  • STEAM

 

Przebieg lekcji:

Przed zajęciami:

  • Uczniowie na lekcji matematyki i fizyki otrzymają 2 krótkie zadania tekstowe do obliczenia (załącznik “Zadania matematyczne”) Wyniki tych obliczeń stanowią współrzędne geograficzne Głębi Challengera

-        Faza przygotowawcza (ok 10 min):

  1. Przywitanie z uczniami.
  2. Przedstawienie tematu lekcji oraz celów zajęć.
  3. Rozdanie kartek A4 - w trakcie zajęć uczniowie przyklejają i zapisują na nich notatki z poszczególnych etapów warsztatów.
     
  • Ostatecznie powstaje Lab Book pt.” Warunki na dnie oceanu” lub inna nazwa zaproponowana przez uczniów
  • Lab Book uczniowie mogą skleić na koniec zajęć lub po zajęciach (ułatwi to rozmieszczenie elementów).
     
  1. Zadania matematyczne rozwiązane na osobnych kartkach przed zajęciami - uczniowie na zajęcia przynoszą rozwiązane zadania matematyczne. Ich wyniki wykorzystują jako współrzędne geograficzne do zlokalizowaniu na mapie Rowu Mariańskiego.

-        Faza realizacji (ok. 60 min)

  1. Wiadomość audio:
    Treść zaszyfrowanego komunikatu (odsłuchanie) – max. 5 minut.

 

S.O.S.!

Tu statek Posejdon!

Zostaliśmy zaatakowani przez gigantycznego potwora!

Znajdujemy się na pozycji 11 stopni 37 minut szerokości geograficznej północnej i 142 stopnie 35 minut długości geograficznej wschodniej.

Potwór jest wielkości naszego statku! Porusza się z niewiarygodną prędkością! Uszkodził kadłub statku!

Ma ogromne oczy i dziesięć ramion! Dwa ramiona są znacznie dłuższe! Mają przyssawki i haczyki!

Ciało stwora jest obłe. Przypomina torpedę. Ma boczne płetwy.

Stwór wydziela atrament, utrudniając widoczność!

Potrzebujemy natychmiastowej pomocy! Powtarzam, potrzebujemy natychmiastowej pomocy!

 

(słowa pogrubione będą “zakłócone” w nagraniu)

  1. Uczniowie otrzymują kartki z zapisem komunikatu. Na kartkach miejsca, gdzie były zakłócenia są zaszyfrowane i w trakcie zajęć uczniowie zbierają kolejne fragmenty szyfru. (np. na prezentacji lub na kartach do doświadczeń będą zapisane fragmenty szyfru)
  2. Omówienie warunków panujących na dnie oceanu z wykorzystaniem prezentacji multimedialnej.
  3. W trakcie omawiania warunków przeprowadzone zostaną doświadczenia fizykochemiczne.
  4. Pytanie “Jak wam się wydaje jak jest na dnie oceanu?” - uczniowie udzielają odpowiedzi np.
  • ciemno
  • zimno
  • mokro
  • wysokie ciśnienie
  1. Treści poruszane w prezentacji:
  • Czy na dnie oceanicznym w ogóle coś żyje?
  • Skoro jest tam życie to czego potrzebuje, żeby przetrwać? (w domyśle jedzenia - energii)
  • Skąd na dnie oceanu bierze się energia? (ciemno i zimno - Czyli brak fotosyntezy)
  • 2 przykładowe źródła energii:
  1. opadłe szczątki organizmów z wyższych poziomów
  2. chemosynteza i okolice kominów hydrotermalnych - Doświadczenie 1 - Rozpad H2O2 pod wpływem katalizatora
  • Przejście do tematu ciśnienia  - Doświadczenie 2  - Co to ciśnienie hydrostatyczne.
  • Doświadczenie 3 - Wpływ wysokiego ciśnienia na organizmy żyjące w głębinach
  1. Omówienie przystosowań organizmów głębinowych do życia w ekstremalnych warunkach. -  ok. 20 minut
  • omówienie przystosowań (morfologicznych, anatomicznych) wybranych gatunków ryb, mięczaków, parzydełkowców, skorupiaków oraz wieloszczetów (omówienie za pomocą prezentacji multimedialnej)
  • w trakcie omawiania uczniowie będą umieszczać na makiecie przykłady zwierząt występujących na poszczególnych głębokościach
  • escape room w tematyce mitów związanych z głębinami oceanicznymi

-        Faza podsumowująca (ok. 30 min)

  1. Rozkodowanie wiadomości - odgadnięcie, które z omawianych zwierząt jest “potworem”, który zaatakował statek.