6.5. Tanulói kísérlek a környezet és természetismeret foglalkozásokon

„A gyerekek született tudósok, csak ébren kell tartani kíváncsiságukat.

A tudomány nem egyéb, mint kísérletezés és jó mulatság”

(Albert Einstein)

 
A környezet- és természetismeret tantárgyak tanításának legfőbb célja a tanulók természet iránti érdeklődésének felkeltése, kíváncsiságuk, kutatási kedvük felcsigázása, a természet megismeréséhez, a környezettudatos magatartás gyakorlásához szükséges kompetenciák kialakítása.

A szemléletes és cselekvő tanulás egyik leghatékonyabb formája lehet a tanulói kísérletek alkalmazása.

A természetes környezet témáinak tanulása során számos lehetőség adódik a tények, jelenségek igazolását szolgáló kísérletek bemutatására. A kisiskolások számára egy látványos kísérlet hasonló hatású lehet, mint a játék, hiszen ők ezt még „játékként” élik meg. Ezt a pozitív hatást kamatoztathatjuk, ha kisiskolásoknál játékos kísérleteket alkalmazunk. Példaként lássunk olyan egyszerű kísérleteket, amelyek bármelyik iskolában kivitelezhetők, hiszen nem igényelnek drága eszközöket, mégis nagy élményt jelenthetnek a kisiskolások számára.

-          Szivárványvarázslás

Napos időben az iskola udvarán 5-10 perc alatt kivitelezhető.

Szükséges eszköz: tanulókként 1 vízpermetező flakon vagy szappanbuborék fújó.

Állítsuk a gyerekeket háttal a napnak. Kérjük meg őket, hogy permetezzenek vizet a levegőbe, majd figyeljék meg, mit látnak.

Másik változata: ha szappanbuborékokat fújnak (háttal legyenek a napnak), abban is láthatják a szivárvány színeit.

Háttér-információ a tapasztalatok megbeszéléséhez: A napfényt színek elegye alkotja. A prizma hét színre bontja a rajta áthatoló napfényt oly módon, hogy a különböző színű fényeket különböző szögekben töri meg. A legkevésbé megtörő vörös fény látszik legfelül, a leginkább elhajló ibolyaszín legalulra kerül. Szivárvány akkor tűnik fel, ha a napfény a fentebb említett módon megtörik az eső vagy vízcseppek millióin (a vízcseppek is megtörik a fényt, mint a prizma). Ezért nem látható borús, csak derűs időben szivárvány. Említsük meg, hogy prizmával majd későbbi fizika tanulmányaik során végeznek kísérleteket, és akkor tanulnak a fénytörésről is részletesebben. Rajzórán megfesthetik a szivárványt a gyerekek.

-          Játék az árnyékkal

Állítsuk a gyerekeket egyesével egy világító eszköz fénysugarának útjába, de tárgyakat is helyezhetünk a fény útjába.  Ha közelítjük a tárgyat a fényforráshoz, annak árnyéka hosszabb, ha távolítjuk rövidebb lesz. Az iskola udvarán napos időben is megfigyelhetik az árnyékukat, ekkor eljátszhatjuk velük a „Ne lépj az árnyékom fejére” ügyességi játékot is. Kérjük meg őket, hogy a nappal háttal képezzenek félkört egy kijelölt területen, majd adott jelre kezdjenek el úgy mozogni, hogy a társuk árnyékfejére lépjenek. Az a tanuló, akinek az árnyéka fejére léptek kiesik a játékból. Az a tanuló győz, aki a legtovább megőrizte az árnyfejét.

A tanteremben árnyképeket is varázsolhatunk a falra különböző kéztartásokkal. A játék után kezdeményezzünk beszélgetést arról, hogyan keletkezik az árnyék. Kérdezzük meg, hogy lehet-e valaminek vagy valakinek két árnyéka. (Igen, ha két irányból világítjuk meg.)

Háttér-információ a beszélgetéshez: A fény egyenes vonalban terjed. Ha olyan tárgy állja útját, amin nem képes áthatolni, árnyék keletkezik. Ha a fényforrás gyenge vagy borús napon csak halvány árnyék látható. Az árnyék nagysága attól függ, hogy a fény milyen nagy felületen éri az útjába kerülő tárgyat vagy személyt.

- Jeges kísérletek

Adjunk a gyerekeknek műanyag tálcákra helyezett jégdarabot és hurkapálcát (tanulókként egy-egy darabot). Kérjük meg őket, hogy a hurkapálcát helyezzék a jégdarab közepére, majd folyamatosan fújjanak bele levegőt. Kérdezzük meg, mi történt és miért. (A meleg leheletükkel lyukat tudnak fújni a jégbe.) Ezután beszélgethetünk az olvadás jelenségéről.

Ha jégkockákat adunk a tanulóknak, amit megsózatunk velük, akkor azt tapasztalhatják, hogy azok összetapadnak, mert sózás hatására is megolvad a jég felülete. A jeges utakat néhány éve még sózták, de Magyarországon már ezt betiltották. Kérdezzük meg, hogy ők mit gondolnak erről. A hűtőszekrény feltalálása előtt nagyon értékes volt a jég. A tanulók derítsék ki kutatómunkában, hogy régen hogyan tartósították a jeget.

A fenti játékos kísérlet példája is érzékelteti, hogy az élményeken kívül újabb ismeretekhez, tapasztalatokhoz jutnak a tanulók, és a kíváncsiságukat, érdeklődésüket is fenn tudjuk tartani a természeti jelenségekkel kapcsolatban.

- Színváltó (kaméleon) növények

Ezt a kísérletet 4-5 fős tanulócsoportokkal végezhetjük el. A csoportok munkapadjára  készítsük elő a következező eszközöket és anyagokat: kék, lila vagy vörös színű virágok, mint például az őszirózsa, mezei zsálya, szarkaláb, vöröskáposzta, vörös cékla stb.; háztartási ecet, konyhasó, szemcseppentők,  vagy olyan kis műanyag fiolák, amelyek alkalmasak csepegtetésre.

A kísérlet végrehajtása: kérjük meg a tanulókat, hogy csepegtessenek néhány csepp ecetet az őszirózsa, szarkaláb, mezei zsálya sziromleveleire (attól függően, hogy melyik virágot sikerült beszerezni), majd figyeljék meg, hogy mi történik. Ha vörös káposztával vagy vörös céklával végezzük a kísérletet, akkor daraboljuk apróra, csipet sóval szórjuk meg, keverjük össze, így szép lila színű növénydarabkákat kapunk. (A tanító előre készítse el, de ismertesse a tanulókkal, hogy mit végzett.) A tanulók feladata, hogy néhány csepp ecetet cseppentsenek a feldarabolt és enyhén sózott káposztára vagy céklára. Mondják el, milyen változást figyeltek meg, ezután beszélgethetünk arról, hogy mi is történt.

Háttérinformáció a beszélgetéshez: A virágok, gyümölcsök, zöldségfélék sokféle színben pompáznak, de ennek ellenére színanyagaik – néhány kivételtől eltekintve – festésre nem alkalmazhatók, mert színeik nem állandóak. Napfény, savak vagy lúgok hatására megváltozik a színük. Már a középkorban foglalkoztak az alkimisták a növényi színek vizsgálatával, úgy hogy forró vízzel, alkohollal próbálták kivonni a virágok, gyümölcsök festékanyagait. Később felfedezték, hogy a kék, a lila és a vörös színt okozó festékek nagyon hasonló szerkezetűek, hasonlóképpen reagálnak különböző vegyi anyagok hozzáadására, ezért közös néven antociánoknak (virágkék) nevezték őket. A kísérletben azt láthatjuk, hogy a lila színű virágok sav hatására vörösek lesznek. A vöröskáposzta vagy cékla darabkái vagy a sózás hatására kieresztett levük savas közegben vörös színű lesz. (Semleges közegben lila színűek.) Az antocián tartalmú növények indikátorként is használhatók, erről későbbi kémiai tanulmányaik során többet is megtudhatnak. Vannak növények, amelyek tartósan megőrzik színeiket, ezért ruhák festésére vagy ételek színezésére alkalmasak. Kutatófeladatként adhatjuk a tanulóknak, hogy készítsenek kiselőadást vagy posztert a festőnövényekről, természetes ételszínezőkről. Technikaórán vagy erdei iskolai foglalkozáson fehér ruhahulladék (pamut) festését is elvégezhetik a tanulók, amelyből különböző apró emléktárgyakat is készíthetnek maguknak. Nagyon látványos, ha a gyerekekkel közösen ciklámen színűre „varázsoljuk” a majonézt vagy tartásmártást. (A fő szempont, hogy csak természetes anyagokat használjunk.) Ezeken a foglalkozásokon beszélgethetünk az ételek mesterséges színezésének, és egyéb élelmiszer adalékanyagoknak a káros hatásairól, és arról, hogyan válthatók fel természetes anyagokkal.

- Vizsgálatok hangyákkal

Terepi foglakozáson nagyon egyszerűen, ugyanakkor látványosan felcsigázhatjuk a gyerekek érdeklődését erre a témára, ha a hangyák által termelt hangyasavat észleltetjük és vizsgáltatjuk velük. Ha szerencsénk van, akkor láthatunk az erdei túránk során gallyakból, leveles szárakból, fenyőtűkből összehordott dombocskát, azaz hangyabolyt. Ezt erdei vöröshangyák építik, hogy betakarják és eltüntessék föld alatti fészküket. A hangyák apró bejárati nyílásokat vágnak a boly tetején, amelyeket lezárnak, ha hűvösre fordul az idő. A túra során vegyünk le néhány lila színű virágot (például mezei zsálya, szarkaláb), majd dobjuk őket a hangyabolyra. A hangyák védekezés céljából hangyasavat fecskendeznek a boly tetejére, így próbálják távol tartani az idegen élőlényeket. A gyerekek is látni fogják a bekövetkező színváltozást: rózsaszínűre vagy fakó vörösre változnak hasonlóképpen, mint amikor ecettel végezzük a kísérletet. (A terepi foglalkozásokat bemutató fejezetben további ötleteket írunk a hangyák vizsgálatához.)

A fentebb bemutatott példák is érzékeltetik, hogy drága eszközök nélkül is végezhetünk a gyerekekkel egyszerű, gyorsan megvalósítható kísérleteket, amelyek felkeltik az érdeklődésüket, kíváncsiságukat és várhatóan kérdéseket is feltesznek, amelyek alapján beszélgethetünk az élőlények tulajdonságairól, élet- vagy természeti jelenségekről.

 

Nézzük meg, milyen szempontokat érdemes figyelembe venni a kísérletek tervezéséhez, alkalmazásához.

-          Ne legyen balesetveszélyes, egészségkárosító.

-          A jó láthatóságot minden tanuló számára biztosítsuk.

-          A tanulók életkorának megfeleljen.

-          Érdekességével motiváló hatást fejtsen ki.

-          Ne legyen túl összetett és túl időigényes.

-          A kísérlet menetét lépésekre bontva adjuk meg.

-          Készítsünk listát (leltárt) a kísérlethez szükséges eszközökről, anyagokról, és azokat készítsük elő tálcán a munkapadokra.

-          Állatokkal csak olyan kísérletet végezzünk, amellyel nem okozunk fájdalmat.

-          Védett élőlényeket ne használjunk a kísérletek során!

A kísérletezők száma, személye alapján megkülönböztethetünk tanári bemutató kísérletet, vagy tanulói kísérletet, amelyet egyéni, páros, csoportos munkaformában valósíthatunk meg. A tanári bemutató kísérletet akkor alkalmazzuk, ha drága eszközöket, anyagokat igényelnek, vagy távolabbról is látványosak. (Balesetveszély esetén is előnyösebb a tanári bemutató kísérletet alkalmazni az első négy évfolyamon.)