STEM Ders Planı. Tarih: Ders: Biyoloji Konu: Su ve Mineraller Öğretmen: Oya ALTUNBAYRAK Sınıf: 9. Sınıf Süre: 3 ders saati 1.

Transkript

1 STEM Ders Planı Tarih: Ders: Biyoloji Konu: Su ve Mineraller Öğretmen: Oya ALTUNBAYRAK Sınıf: 9. Sınıf Süre: 3 ders saati 1. Hedef Kazanımlar: 1.1 Bilişsel Süreç Kazanımları: Merkezdeki disipline ait kazanım: Biyoloji Bilim ve bilimsel bilginin özelliklerini biyoloji ile ilişkilendirerek açıklar. a. Bilimsel bilginin kaynak ve dayanakları (akıl, duyu organları, daha önce yapılmış bilimsel çalışmalar) ile bunlar arasındaki ilişkiye değinilir. b. Bilimsel bilginin gözlem, çıkarım ve deneysel delillere dayalı olduğu vurgulanır ve paradigma kavramına değinilir. c. Bilimde öznellik ve nesnellik üzerinde durulur Biyolojinin günlük hayatta karşılaşılan sorunların çözümüne sağladığı katkılara dair çıkarımlarda bulunur. Gıda sıkıntısı, küresel iklim değişikliği, sağlık sorunları ve biyolojik çeşitlilikteki azalmanın sosyobilimsel açıdan tartışılması sağlanır Canlıların yapısını oluşturan organik ve inorganik bileşikleri açıklar. a. Su, mineraller, asitler, bazlar ve tuzların canlılar için önemi belirtilir. b. Kalsiyum, potasyum, demir, iyot, flor, magnezyum, sodyum, fosfor, klor, kükürt, çinko minerallerinin canlılar için önemi vurgulanır. Fizik Dersine Ait Kazanım Cisimlerin hareketini mekanik enerji korunumunu kullanarak analiz eder ve problemler çözer. A. Mühendislik mesleğine yönelik kazanımlar: 1. Öğrenci bir mühendislik projesinin içerdiği süreçleri tespit eder. Planlama, prototip oluşturma, tasarım, yürütme, kalite kontrol ve raporlama gibi aşamaları açıklar. 2. Öğrenci proje çalışmasında kendisini farklı rollerdeki bir takım üyesi olarak varsayarak o rolün gerektirdiği çalışmaları başarıyla tamamlar.

2 3. Öğrenci proje çalışması sırasında kullandığı malzemelere ve çevreye özen göstererek çalışır. Tehlikeli malzemeleri güvenli bir şekilde kullanarak ve atıkları uygun şekilde yok etmeyi başarır. 4. Öğrenci görsel, yazılı ve sözlü iletişim yöntemlerini kullanarak fikirlerini ve bulgularını profesyonel hedef kitleye açık ve tutarlı olarak ifade eder ve tartışır. B. Mühendislik bilimine yönelik kazanımlar: 5. Öğrenci problemi analiz ederken farklı matematiksel kavramları ve yöntemleri kullanır. a. Ölçmede ve ölçümleri okumadaki hassasiyetin mühendislik çalışmalarındaki öneminin farkına varır. D. Mühendislik - Tasarım Kazanımları 6. Öğrenci, tasarım sürecinin adımlarını sıralar ve her bir kısımda yapılan aktiviteleri açıklar. 7. Öğrenci, tasarım sürecini yürütürken detaylara odaklanmanın önemini fark eder. 8. Öğrenci, tasarımın prensiplerini ve unsurlarını soruşturur ve kullanımını tasarım sürecinde gösterir. 9. Öğrenci, tasarım sürecindeki fikirleri geliştirme, problemleri çözme ve aradaki bağıntıları anlama amacıyla resim eskizleri hazırlar. 10.Öğrenci, pergel, cetvel ve gönye kullanarak çeşitli geometrik şekiller oluşturur Sosyal Ürün Kazanımları: 1. Öğrenci grup içerisinde etkin bir şekilde çalışmayı uygulamalı olarak gerçekleştirir. 2. Öğrenci kendisine verilen sorumlulukları grubun faydasına olacak şekilde etkin bir şekilde ve gereken sürede tamamlar. 3. Öğrenci kendi fikirlerini sunma, grup içi etkileşimi aktif bir şekilde kullanır. 2. Kullanılan Materyaller: Dikdörtgen alt kısmı kapalı saksı 50 cm, saksı altlığı, plastik bardak 5 adet, sünger, çakıl taşı, pilli akvaryum hava motoru, akvaryum hortumu, besin çözeltisi, ph ölçer, silikon ve silikon tabancası, 5 mm somun ve cıvata (8 tane), maket bıçağı, mevsime uygun bitki fidesi, solar şarj cihazı+4 adet şarj edilebilir 1300 mah, zamanlayıcı, saksı, toprak

3 3. Kaynaklar: T.C. Milli Eğitim Bakanlığı MEGEP Bahçecilik Hidroponik sistemler Bilgi Temelli Hayat Problemi (BTHP): 4.1. Bilgi Temelli Hayat Problemi: Dünya da küresel ısınmanın olması, tarım alanlarının verimsizleşmesi, Dünya nüfusunun dengesiz bir şekilde artması, gıda fiyatlarının yükselmesi, sağlıklı ve yeterli beslenmede büyük sıkıntıların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Geleneksel tarım yöntemlerinin dışında sınırlı alanlara uygulanan topraksız tarım düzenekleri bu sorunlara çözüm aramaktadır. Dünyamızdaki bu sorunların dışında Mars gibi gezegenlerde kalıcı insan kolonilerinin oluşturulmasında beslenmede yaşanacak olan soruna bu yöntem çözüm olacak niteliktedir. Bizde bu yöntemin uygulanmasını deneyerek, bitki gelişimi için gerekli maddeler olan su ve mineralleri inceleyebilir, doğa dostu yöntemlerle kendimiz hidroponik su kültürü uygulamaları gerçekleştirerek doğaya katkı sağlayıp kendi ürünlerimizi yetiştirebiliriz Sınırlamalar: - 3 ders saati sürede tasarım oluşturularak çalışma tamamlanmalıdır. - Kullanılacak bitki fideleri mevsime uygun olarak seçilmelidir. (Marul, Ispanak, domates gibi ) - Kullanılacak materyaller büyük ebatlı ve çok sayıda seçilmemeli bütçe minimum tutulmalıdır. - Güneş enerjisi paneli kullanımı ile çevre dostu bir uygulama sağlanmalıdır. - Yapılan çalışmanın günümüz uygulamalarının basitleştirilmiş bir çalışması olduğu unutulmayarak gereken sürede işlevsellik ön plana atılmalı, karmaşık projelerin ders planının dışına çıkabileceği, uygulamayı aksatabileceği hatırlatılmalıdır Meslek, Görev ve Sorumluluklar: - Proje Uzmanı - Tasarımcı - Elektrik-elektronik mühendisi - Çevre Mühendisi (Raporlama) - Ziraat Mühendisi

4 5. Ders İçeriği: 5.1. BTHP ve Sınırlamalar: - Dersin başlangıcında öğrenciye güncel hayatta karşılaşılan çevre sorunlarının neler olduğu ve bu sorunlara karşı ne gibi çözümler geliştirildiği ile ilgili bildikleri sorgulanır. - Öğrencilerin çevre kirliliği, küresel ısınma, su kaynaklarının tükenmesi, gıda sıkıntısı gibi sorunlara değinilecekleri öngörülerek bu gibi problemlerin çözümüne yönelik konu ile ilgili kısa bir video izletilerek öğrencilerle bu konular hakkında tartışma ortamı oluşturulması ve fikir alışverişinde bulunmaları sağlanır. Video 1: Video 2: - Yapılacak çalışma ile ilgili bilgilendirme yapılarak sınırlamalar belirtilir. Sınıftaki öğrenciler gruplar haline getirilerek belirlenen meslek dallarında öğrenciler görevlendirilir Bilgi Edinme: - Canlıların dış ortamdan inorganik madde almalarının zorunluluğu ve bu temel ihtiyaçları karşılamanın tüm canlılar açısından gerekli olduğuna değinilir. - Bu konu ilgili öğrencilerin merakını arttırarak konuya yoğunlaşmalarını sağlayan şu sorular sorulabilir: Canlıların tümünün hangi besinleri kullanması ortak bir paydada değerlendirmemizi sağlar? Canlı yapısında bulunan organik moleküllerin canlının bulunduğu aleme özgü olabilmesine rağmen inorganik maddelerin evrensel olarak tüm canlılar tarafından kullanılması hakkında görüşleriniz nelerdir? Canlıların ortak olarak aldığı inorganik maddelerin hangi güncel sorunlar nedeni ile kullanımının olumsuz etkilendiğini düşünüyorsunuz? Tüm kara ekosistemlerinde besin zincirinin en önemli basamağının üreticiler olduğunu biliyor musunuz? Üretici canlıların ihtiyaçları olan inorganik maddeleri alamamalarının ne gibi olumsuz sonuçları olacağını düşünüyorsunuz? Üretici canlıların inorganik maddeleri kullanmasında ne gibi yöntemler uygulanabilir? - Öğrencilerin konuya yoğunlaşması sağlandıktan sonra konu ile ilgili teorik bilgi verilir. Güncel çevre sorunlarının ne olduğu, biyolojinin alt bilim dallarının bu problemin çözümüne karşı oluşturduğu çözümler

5 anlatıldıktan sonra inorganik maddelere girilerek özellikleri verilir. İnorganik maddelerin canlılar için önemine değinilir. - Öğrencilerin Bilgi Edinme defterini oluşturması sağlanır Fikir Geliştirme: - Kuramsal bilgi gerektiği yerlerde tekrarlanarak öğrencilerin konudan uzaklaşmaması sağlanır. Su moleküllerinin özellikleri (Yüzey gerilimi, adhezyon, kohezyon, çözücü olma ), mineral çeşitleri ve bu minerallerin özellikleri, ph değerindeki değişimin canlılar için önemi vurgulanır. - Öğrenciler dörderli gruplar haline getirilir grupların her birini sözcüsü olması sağlanır. Gruplar belirli aralıklarla fikirlerini birleştirerek çalışmayı ilerletmeleri yönetilir. - Oluşturulan gruplar sıklıkla kontrol edilerek birbirlerinden bağımsız konulara yönlenmeleri engellenir. - Öğrencilerden Fikir geliştirme defterini tamamlamaları beklenir. - Öğrencilerin bu aşamada bitki gelişiminde topraksız tarım yöntemine yoğunlaşacakları ön görülerek hareketli ve durgun su kültürü hakkında bilgi verilir Ürün Geliştirme: - Öğrencilerin ürün geliştirme defterinin ilk 3maddesinin tamamlanması beklenir. - Bu basamakta öğrencilerin deney ve kontrol grubu oluşturmaları beklenir. - Ürünün taslak halinin sınırlamalara uygun olarak çizilmesi istenir.

6 - Örneğin: Resim: MEGEB- Bahçecilik 2008 veya; /05/1-durgun-sukulturu.html Gibi. - Taslak çizimin BTHP, Bilgi edinme ve Fikir geliştirme basamakları ile uyumlu olup olmadığı kontrol edilir. - Ürünün oluşturulması basamağında öğrencilerin gözlemleri sorgulanır. Varsa hatalar düzeltilerek doğru yönlendirme yapılır. - İnorganik maddelerle ilgili daha önceden çıkmış üniversite sınav sorularına değinilir. Örneğin:

7 5.4. Test Etme: - Ürünün test edilme basamağı gerçekleştirilir. - Bu aşamada gruplar birleşerek çalışmalarını ortak bir sonuca ulaştırmak için uygulama yaparlar. - Ürün geliştirme defterinin dördüncü maddesi tamamlanır. - Oluşan ürünün doğruluğu ve uygulanabilirliği test edilir. - Gerekirse daha önceki basamaklarda ilave edilmesi gereken çalışmalar varsa onlara değinilir. Çalışmada; 1- Saksıların tabanına havataşı, akvaryum hortumu koyularak dışarıda hava motoruna bağlanır. 2- Saksıların içerisine içme suyu veya arıtılmış su ölçülerek koyulur. 3- Ayrı bir ortamda 3 er litrelik besin çözeltileri hazırlanır. 4- Saksı tabanın üstüne bardakların girebileceği şekilde delikler açılır. 5- Bardakların alt kısmına ve kenarlarına delikler açılır. 6- Bitki fidelerinin kökleri topraktan arındırılır. 7- Sünger iki parçaya kesilir ve kesilen her parça ortadan açılır. 8- Bardakların altına drenajı sağlamak için çakıl taşı koyulur. Üzerine süngerlerin içerisine bitkiler koyularak yerleştirilir. 9- Saksının içerisindeki su ayarlanır ve litresine uygun olarak gereken ölçülerde ( Kullanılan fideye uygun besin kullanıldığı için ölçü değişkendir.) besin çözeltileri eklenir. 10- Saksılı mekanizma üst tarafa yerleştirilir. (Saksının durumuna göre vidalanır, silikonlanır vs.) 11- Sistem güneş alacak şekilde bir yere yerleştirilir. 12- Çalışmalar bittiğinde her hafta bitkiler yetişene kadar ph ölçülür ve gereken oranlarda besin çözeltisinden eklenir. 13- Başka bir saksıya toprak koyulup özdeş fideler ekilerek deneyde kontrol sağlanır.

8 - Öğrencilerin ilgi ve başarı durumlarına göre sorular oluşturulur. Örneğin: - Bitki gelişiminde inorganik maddelerin önemi nedir? - Su moleküllerinin hangi özellikleri çalışmamızın gerçekleştirilmesinde kullanıldı? - Bitkiler hazır organik maddeler almadıklarına göre hangi mekanizmaları kullanarak büyüme ve gelişme gerçekleştirdiler? (İleri düzey) - Bitki yetiştirmede doğa dostu yöntemlerin kullanılması çalışmamızı nasıl etkiledi? 5.5. Paylaşma ve Yansıtma: - Öğrencilerin ürün geliştirme defterinin beşinci ve altıncı maddelerini doldurmaları beklenir. - Öğrencilerin oluşan ürünü sunacakları platformlar belirlenir. (okulda yapılacak bilim şenliği, bilimsel bir yarışma veya sosyal medya gibi ) - Öğrencilerin kendi gelişimlerini izlemeleri beklenir. - Öğrencilere konunun tamamını içeren çoktan seçmeli ve açık uçlu sorular sorularak konunun tüm öğrenciler tarafından pekişme durumu irdelenir.