UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA NARAVOSLOVJE IN MATEMATIKO
ODDELEK ZA BIOLOGIJO
DIPLOMSKO DELO
Sanja ŽGAVC
MARIBOR, 2012
Oddelek za biologijo
Diplomsko delo
Medpredmetno povezovanje bioloških in
geografskih vsebin s pomočjo računalniško
podprtega laboratorijskega dela
Mentor:
dr. Andrej ŠORGO
Kandidatka:
Sanja ŢGAVC
Maribor, februar 2012
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
3
Lektorirala: Nataša Črešnar, prof. slovenščine
Prevajalka povzetka: Laura Gerenčer, prof. angleškega jezika in geografije
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
4
ZAHVALA
Ob dokončanju diplomskega dela se iskreno zahvaljujem mentorju doc. dr. Andreju Šorgo
za pomoč, podporo in svetovanje pri delu. Zahvala je namenjena tudi mojim staršem,
starim staršem, sorodnikom in partnerju, ki so mi skozi študij nudili moralno in finančno
podporo. Zahvaljujem se tudi soštudentom in soštudentkam, ki so s svojo dobro voljo in
pomočjo prav tako veliko pripomogli k delu.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
5
IZJAVA
Podpisana Sanja Ţgavc, rojena 31. 10. 1986 , študentka Fakultete za naravoslovje in
matematiko Univerze v Mariboru, študijskega programa Geografija–Biologija, izjavljam,
da je diplomsko delo z naslovom Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih
vsebin s pomočjo računalniško podprtega laboratorijskega dela, pri mentorju dr. Andreju
Šorgo, avtorsko delo.
V diplomskem delu so uporabljeni viri in literatura korektno navedeni; teksti in druge
oblike zapisov niso uporabljeni brez navedbe avtorjev.
Sanja Ţgavc
Maribor, 16. 2. 2012
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
6
Izvleček
Medpredmetno povezovanje stremi k povezovanju znanj različnih predmetov in je eden od
moţnih novejših pristopov k poučevanju, tako v srednji, kot tudi v osnovni šoli. Na ta
način učenci spoznavajo različne vidike in se naučijo celostnega pogleda na obravnavano
snov. V diplomskem delu z naslovom Medpredmetno povezovanje bioloških in
geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega laboratorijskega dela obravnavamo
načrtovanje medpredmetnih povezav na primeru biologije in geografije. V teoretičnem
delu je podrobneje predstavljeno medpredmetno povezovanje na splošno. Tako govorimo o
samem pojmu medpredmetno povezovanje, o njegovi smiselnosti, prednostih, moţnostih in
pomanjkljivostih, izpostavljeno pa je obstoječe stanje v aktualnih učnih načrtih biologije in
geografije.
Empirični del temelji na primerjavi ciljev v aktualnih učnih načrtih za biologijo in
geografijo. Skupne točke so podlaga za izdelavo 10 računalniško podprtih laboratorijskih
eksperimentov, ki predstavljajo predloge za vključevanje medpredmetnih povezav v pouk.
Oblikovani in izvedeni so bili sledeči eksperimenti:
1. Zmrzovanje slane in sladke vode,
2. Vpliv hitrosti vodnega toka in temperature vode na količino raztopljenega kisika v
vodi,
3. Vpliv pH vode na aktivnost mikroorganizmov,
4. Dušikove spojine,
5. Fotosinteza in dihanje rastlin,
6. Transpiracija rastlin,
7. Nastanek letnih časov,
8. Nastanek toplotnih pasov na Zemlji,
9. Razlike v količini CO2 med mestom in podeţeljem,
10. Segrevanje kopnega in morij.
Ključne besede: medpredmetno povezovanje, učni načrt, geografija, biologija,
računalniško podprto laboratorijsko delo.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
7
Abstract
The aim of cross-curricular integration is to integrate different disciplines. The cross-
curricular integration is one of the newest teaching approaches in both primary and
secondary school. With this approach learners become aware of different aspects and learn
to look at the topics discussed from a holistic point of view. In the diploma thesis – Cross-
curricular integration of biology and geography by computer-based laboratory work – we
discuss the planning of cross-curricular teaching in the case of biology and geography.
The cross-curricular integration in general is presented in greater detail in the theoretical
part. The notion of cross-curricular integration, its meaning, advantages, opportunities and
disadvantages, as well as its position in the current biology and geography curriculum are
discussed as well. The empirical part is based on the comparison of the current curriculum
objectives for biology and geography. The common points between the two are the basis
for the formation of ten computer-based laboratory experiments which represent the
proposition for involving cross-curriculum integration into the curriculum. The following
experiments were formed and executed:
1. Water properties
2. The influence of velocity and water temperature on the amount of water-dissolved
oxygen
3. The influence of the pH of water on the activity of microorganisms
4. Nitrogen compounds
5. Photosynthesis and respiration in plants
6. Plant transpiration
7. The formation of seasons
8. The formation of the thermal zones
9. Differences in the amount of CO2 between the city and the country
10. Land and sea warming
Key words: cross-curricular integration, curriculum, geography, biology, computer-based
laboratory work.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
8
Kazalo vsebine
1 Uvod ................................................................................................................................. 12
1.1. Opis problema .......................................................................................................... 12
1.2. Kako preseči pomanjkljivo medpredmetno povezovanje? ....................................... 16
1.3. Učni načrti ................................................................................................................ 18
1.3.1 Učni načrt biologija .............................................................................................. 18
1.3.2 Učni načrt geografija ............................................................................................ 20
1.4. Namen in cilji diplomskega dela .............................................................................. 22
2 Metode in material ............................................................................................................ 23
2.1. Strojna in programska oprema .................................................................................. 24
2.1.1 Vmesnik LabQuest ............................................................................................... 24
2.1.2 Merilniki ............................................................................................................... 26
2.1.3 Program Logger Pro ............................................................................................. 31
3 Rezultati ............................................................................................................................ 32
3.1. Primerjava učnih načrtov .......................................................................................... 32
3.2. Izročki laboratorijskih vaj za učitelje ....................................................................... 35
3.2.1 Zmrzovanje slane in sladke vode ......................................................................... 35
3.2.2 Vpliv hitrosti vodnega toka in temperature vode na količino raztopljenega kisika
v vodi 37
3.2.3 Vpliv pH vode na aktivnost mikroorganizmov .................................................... 40
3.2.4 Dušikove spojine (NO3-, NO2
-, NH4
+) .................................................................. 42
3.2.5 Fotosinteza in dihanje rastlin ................................................................................ 46
3.2.6 Transpiracija rastlin .............................................................................................. 49
3.2.7 Nastanek letnih časov ........................................................................................... 50
3.2.8 Nastanek toplotnih pasov na Zemlji ..................................................................... 53
3.2.9 Razlike v količini CO2 med mestom in podeţeljem ............................................. 55
3.2.10 Segrevanje kopnega in morij .............................................................................. 56
3.3. Izročki laboratorijskih vaj za učence ........................................................................ 58
3.3.1 Zmrzovanje slane in sladke vode ......................................................................... 58
3.3.2 Vpliv hitrosti vodnega toka in temperature vode na količino raztopljenega kisika
v vodi 59
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
9
3.3.3 Vpliv pH vode na aktivnost mikroorganizmov .................................................... 62
3.3.4 Dušikove spojine (NO3-, NO2
-, NH4
+) .................................................................. 63
3.3.5 Fotosinteza in dihanje rastlin ................................................................................ 67
3.3.6 Transpiracija rastlin .............................................................................................. 68
3.3.7 Nastanek letnih časov ........................................................................................... 69
3.3.8 Nastanek toplotnih pasov na Zemlji ..................................................................... 72
3.3.9 Razlike v količini CO2 med mestom in podeţeljem ............................................. 75
3.3.10 Segrevanje kopnega in morij .............................................................................. 76
4 Diskusija ........................................................................................................................... 78
5 Zaključki ........................................................................................................................... 80
6 Viri in literatura ................................................................................................................ 81
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
10
Kazalo slik
Slika 1: Shematični prikaz začetnega stanja nepovezanih predmetov in ţeleno stanje
povezanih predmetov (Pavlič Škerjanc, 2008). ........................................................................ 14
Slika 2: Vmesnik LabQuest (foto: Sanja Ţgavc, 30. 8. 2011). ................................................. 24
Slika 3: Vmesnik LabQuest (b. d.). .......................................................................................... 24
Slika 4: Zbiranje podatkov z vmesnikom LabQuest (b. d.). ..................................................... 25
Slika 5: Temperaturni merilnik (2011). .................................................................................... 26
Slika 6: Merilnik za merjenje O2 v zraku (2011)...................................................................... 27
Slika 7: Merilnik za merjenje CO2 v zraku (b. d.). ................................................................... 28
Slika 8: Merilnik za merjenje raztopljenega kisika v vodi (2011). .......................................... 28
Slika 9: Merilnik za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini (b.d.). .............................. 29
Slika 10: Merilnik za merjenje nitratnih ionov v vodni raztopini (b.d.). ................................. 29
Slika 11: Merilnik za merjenje jakosti svetlobe (b. d.). ............................................................ 30
Slika 12: Merilnik za merjenje relativne vlage v zraku (2011). ............................................... 31
Slika 13: Prikaz zaslona programa Logger Pro. ....................................................................... 31
Slika 14: Izvedba eksperimenta Zmrzovanje slane in sladke vode (foto: Sanja Ţgavc, 2. 9.
2011). ........................................................................................................................................ 36
Slika 15: Primerjava zmrzovanja slane in sladke vode. ........................................................... 37
Slika 16: Izvedba eksperimenta Vpliv hitrosti vodnega toka in temperature na količino
raztopljenega kisika v vodi (foto: Sanja Ţgavc, 28. 8. 2011). .................................................. 39
Slika 17: Temperatura vode in vsebnost raztopljenega kisika v hitrem toku. .......................... 39
Slika 18: Temperatura vode in vsebnost raztopljenega kisika v počasnem toku. .................... 40
Slika 19: Vplih spremembe pH vode na aktivnost organizmov v njej ..................................... 42
Slika 20: Izvedba eksperimenta Dušikove spojine (foto: Sanja Ţgavc, 28. 8. 2011). .............. 45
Slika 21: Vrednost amonija in nitrata v vodi iz potoka in v vodi izpod pipe. .......................... 45
Slika 22: Izvedba eksperimenta Fotosinteza in dihanje rastlin (foto: Sanja Ţgavc, 26. 8. 2011).
.................................................................................................................................................. 47
Slika 23: Spreminjanje vrednosti O2 in CO2 pri fotosintezi. .................................................... 48
Slika 24: Spreminjanje vrednosti O2 in CO2 pri dihanju rastline. ............................................ 48
Slika 25: Izvedba eksperimenta Transpiracija pri rastlinah (foto: Sanja Ţgavc, 1. 9. 2011). .. 49
Slika 26: Spreminjanje vrednosti relativne zračne vlage ......................................................... 50
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
11
Slika 27: Izvedba eksperimenta Nastanek letnih časov (foto: Sanja Ţgavc, 4. 9. 2011). ......... 52
Slika 28: Rezultat merjenja jakosti svetlobe pri različnih poloţajih Zemlje. ........................... 53
Slika 29: Rezultat merjenja jakosti svetlobe pri različnih naklonih površja. ........................... 54
Slika 30: Razlika v količini CO2 med mestom in podeţeljem. ................................................ 55
Slika 31: Izvedba eksperimenta Segrevanje kopnega in morij (foto: Sanja Ţgavc, 24. 8. 2011).
.................................................................................................................................................. 57
Slika 32: Segrevanje vode in prsti. ........................................................................................... 57
Slika 33: Revolucija Zemlje (b. d.)........................................................................................... 70
Slika 34: Poloţaj Zemlje dne 21. 3. in 23. 9. (b. d). ................................................................. 71
Slika 35: Poloţaj Zemlje dne 21. 6. (b. d). ............................................................................... 71
Slika 36: Poloţaj Zemlje dne 21. 12. (b. d). ............................................................................. 72
Slika 37: Vpadni kot sončevih ţarkov (b.d). ............................................................................ 73
Slika 38: Padanje sončevih ţarkov (b. d). ................................................................................ 73
Kazalo tabel
Tabela 1: Sklop Vodovje ......................................................................................................... 32
Tabela 2: Sklop Rastlinstvo .................................................................................................... 33
Tabela 3: Sklop Podnebje ....................................................................................................... 33
Tabela 4: Sklop Podnebne spremembe .................................................................................. 34
Tabela 5: Fotosinteza in dihanje pri rastlinah (b. d.) ........................................................... 67
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
12
1 Uvod
1.1. Opis problema
V zadnjih desetletjih smo priča izjemnim napredkom v znanosti, razvoju novih strok in
tehnologij. Posamezne vede so svoja znanja zelo poglobile, nastale so nove, ki izvirajo iz
širših ved, kot je npr. biologija in geografija. Rezultat tega je tako vrsta znanosti za oţja
področja (npr. genetika, klimatologija, ekologija), med katerimi so se pojavile ostre meje.
Enak pojav je prisoten tudi v šolstvu, kjer so se pojavile ostre meje med vsebino
predmetov. Celostna obravnava in reševanje problemov pa zahteva povezovanje znanja
več strok. Najboljša rešitev je tako medpredmetno povezovanje.
Z namenom pribliţevanja strok in vzpostavljanja povezav med njimi so bili pred kratkim
prenovljeni učni programi, vendar pa Šorgo in Šteblajeva (2007) ugotavljata, da je
»medpredmetno povezovanje znanj bil zaţelen, a le v manjši meri doseţen cilj pretekle
prenove gimnazijskega programa. Medpredmetna povezovanja se v praksi vzpostavljajo
praviloma le v sklopu različnih obšolskih in izven šolskih dejavnosti, medtem ko so ţive
povezave na nivoju ur rednega pouka po urniku šole redke.«
Medpredmetno povezovanje je predvideno v učnih načrtih osnovnih in srednjih šol,
vendar pa obstoječa praksa na tem področju vsekakor ni zadovoljiva.
Avtorja (Šorgo in Šteblaj, 2007) sta v luči medpredmetnih povezav kritično pregledala
gimnazijske učne načrte biologije, kemije in fizike. Ugotavljata, da obstoječi učni načrti
dajejo učiteljem le malo vzpodbude in podpore, da bi medpredmetno povezovanje postalo
del vsakodnevne šolske prakse v naravoslovju. Med neizkoriščenimi povezovalnimi
elementi sta posebno pozornost namenila laboratorijskemu delu ter uporabi računalnikov
pri pouku naravoslovja. Kot eno od moţnih povezav, ki bi lahko še dodatno prispevala k
povezovanju znanj, identificirata računalniško podprto laboratorijsko delo.
V didaktiki se daje velik poudarek medpredmetnemu povezovanju. V literaturi lahko
zasledimo še nekatere druge izraze, ki razlagajo soodvisnost učnih predmetov: na primer
učne ali predmetne korelacije oziroma povezave, interdisciplinarni kurikul oziroma
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
13
povezovanje in integriran kurikul (Mihelič, 2010). Omenjeni pojmi niso sinonimi, kaţejo
pa na stopnjo in način medpredmetne soodvisnosti (Krapše, 2003). V izogib dvomom o
pomenu posameznih pojmov sledijo kratka pojasnila.
»Korelacija pri pouku pomeni funkcionalno povezanost in usklajenost učnih vsebin
različnih predmetov, ki so si sorodni (podobni) ali se medsebojno dopolnjujejo. Po tem
vsak predmet ohrani svojo popolno samostojnost. Če učenec ne pozna učne vsebine
določenega predmeta, ne more dobro razumeti snovi drugega pomena. Temeljno znanje
enega predmeta omogoča hitrejše, boljše in kakovostnejše dojemanje oz. usvajanje snovi
pri drugem predmetu« (Pedagoška enciklopedija, 1989).
Marentič-Poţarnkova (2000) prenos znanja enega predmeta pri razumevanju procesa ali
naloge pri drugem predmetu imenuje učni transfer. Do učnega transfera lahko pride znotraj
predmeta (učenje seštevanja pomaga pri učenju odštevanja), med predmeti (učenje
nemščine naj bi olajšalo učenje angleščine) in med predmeti ter zunajšolskimi, poklicnimi
in ţivljenjskimi situacijami. Transfer znanja je pričakovan tudi ob prihodu z niţje na višjo
stopnjo šolanja. Po vsem tem pa Marentič-Poţarnikova opozarja, da šolsko znanje v
spremenjenih okoliščinah ni dovolj uporabno. Zato so potrebe po medpredmetnem
povezovanju še toliko večje.
Medpredmetno povezovanje po Hodnik Čadeţevi (2008) opredeljujemo kot:
»Medpredmetno povezovanje je didaktični pristop oz. učna strategija, s katero dosegamo
določene vzgojno-izobraţevalne cilje. Od preostalih se razlikuje po tem, da učitelj pri
medpredmetnem povezovanju izhaja iz posameznih učnih vsebin oz. ciljev in poskuša
določeno vsebino ali problem podati oziroma obravnavati čim bolj celostno. Pri tem lahko
uporablja različne metode in oblike dela.«
Medpredmetno povezovanje torej stremi k povezovanju znanj različnih predmetov. Prenos
znanja med predmeti lahko poteka na več načinov. Marentič-Poţarnikova (2000) razlikuje
med pozitivnim in negativnim transferom (prvi predstavlja pozitivne učinke prejšnjega na
nadaljnje učenje, drugi pa predstavlja negativne učinke). V šoli se zavzemamo za pozitivni
transfer. Avtorica v nadaljevanju loči tudi med vertikalnim ali specifičnim in horizontalnim
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
14
ali splošnim transferom. Prvi predstavlja prenos učinkov znotraj enega predmeta, kjer je
določeno predznanje nujno potrebno za nadaljnje razumevanje. Splošni ali horizontalni
transfer pa predstavlja prenos učnih učinkov širše, med predmeti, med šolo in ţivljenjskimi
situacijami.
Slika 1: Shematični prikaz začetnega stanja nepovezanih predmetov in ţeleno stanje povezanih
predmetov (Pavlič Škerjanc, 2008).
Po Strmčniku (2001) ločimo štiri načine povezovanja, korelacije ali koncentracije učne
snovi:
a) stvarno ali vsebinsko koncentracijo: teţi k horizontalnemu in vertikalnemu
povezovanju znotraj enega predmeta in k povezovanju sorodnih učnih predmetov, kot sta
na primer geografija in zgodovina. Najpomembneje je, da si predmeti sledijo v takem
zaporedju, da omogočajo vsebinsko koncentracijo. To lahko doseţemo pri timskem
pouku, kjer učitelji sorodnih predmetov sodelujejo, načrtujejo in izvajajo pouk skupaj;
b) personalno koncentracijo: učitelj je tisti, ki povezuje in zdruţuje več učnih
predmetov. Pri tem je pomembno, da poteka izobraţevanje učitelja za poučevanje dveh
učnih predmetov;
c) celostni/strnjeni/globalni/kompleksni pouk: tovrsten pouk izhaja iz nadpredmetnih
celostnih, globalnih enot, kjer se na vodilni predmet navezujejo vsebine drugih
predmetnih področij. Primer za to je predmet "naravoslovje", kjer gre za integracijo
biologije, fizike in kemije;
d) hegemonistično koncentracijo: osrednji predmet ima vodilno vlogo, nanj pa se
navezujejo ostali predmeti.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
15
Temeljna načela enajstih ravni so naslednja (Harden, 2000 v: Polšak, 2007):
a) ločenost – učitelji se ne ozirajo na druge predmete, niti na snov, zato se ta lahko
podvaja;
b) zavedanje – učitelji se zavedajo vsebin drugih predmetov toliko, da snovi ne podvajajo;
c) uskladitev – učitelji med sabo komunicirajo in sodelujejo tako, da vsak prispeva s
svojim predmetom deleţ k dosegu skupnega cilja – bolj povezovanje znanj znotraj
predmeta;
d) dodajanje – še vedno gre za poučevanje osnovnega predmeta, vendar učitelj dodaja
snov drugega predmeta, da obogati svojega;
e) občasno sodelovanje – sorodne vsebine se pri različnih predmetih obravnavajo sočasno.
Učenci se učijo predmete ločeno, ampak lahko odkrivajo povezave;
f) sodelovanje – povezovanje dveh predmetov, kjer vsak zase doseţeta skupni cilj. Bolje
je, če se med sabo poveţeta. Pogostokrat se povezovanje konča na tej stopnji;
g) povezanost – povezovanje dveh predmetov pri vsebinah, ki so v domeni obeh
predmetov. Problem se obravnava posamično, nato sledi skupna ura;
h) dopolnjevanje – ta stopnja vključuje integrirani pristop in poučevanje, ki je osnovano na
posameznih predmetih. V ospredju so cilji, h katerim deleţ prispeva več predmetov;
i) večdisciplinarnost – večdisciplinarno medpredmetno povezovanje ohranja vsebinsko
ločenost v šolske predmete, vendar zdruţuje vsebine različnih predmetov v zdruţene
programe;
j) medpredmetnost – na tej stopnji se poveţejo ločene discipline. Obravnava problema
vključuje dva ali več predmetov sočasno. Zaţelena oblika je timsko poučevanje;
k) čezpredmetnost – uresničuje se znotraj novih predmetov, kjer rešujemo probleme z
različnih perspektiv, a ne ločeno, ampak tako, da predmeti doseţejo globlji namen
oziroma cilj.
Smisel medpredmetnega povezovanja
Ob vsem tem se moramo vprašati, kakšen je sploh smisel povezovanja predmetov in
iskanja povezav. Medpredmetno povezovanje je prilagojeno našemu načinu mišljenja. Pri
kompleksnejših miselnih procesih uporabljamo svoje predznanje, znanje pa povezujemo in
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
16
poglabljamo. Številne raziskave so pokazale, da so učenci dosegli višje rezultate na testih
znanja po izvajanju medpredmetnega pouka. Medpredmetni pouk je veliko bolj zanimiv,
saj teţi k povezovanju dejstev, k uporabi znanj sorodnih predmetov in ne temelji samo na
pomnjenju suhoparnih dejstev. Učenci so tako veliko bolj motivirani in razvijejo pozitiven
odnos do učne snovi (Krapše, 2003).
Medpredmetno povezovanje je pomembno tudi za učitelje. Ti se v zbornici srečujejo kot
mimobeţni posamezniki. Pogostokrat se o učenju ne pogovarjajo. Pri medpredmetnem
povezovanju pa lahko izraţajo svoje ideje, koncepte, kaţejo na stopnjo tolerantnosti,
samodiscipliniranosti in prilagodljivosti. Na ta način spoznajo svoje sodelavce in vnesejo
prijetno timsko vzdušje v zbornico (Različni vidiki medpredmetnega povezovanja, 2009).
1.2. Kako preseči pomanjkljivo medpredmetno povezovanje?
Šorgo in Šteblajeva (2007) sta zapisala: »Za medpredmetno povezovanje sta ustrezna
predvsem dva načina. Po prvem načinu je integracijski center objekt, ki ga nato
proučujemo iz različnih zornih kotov, po drugem načinu pa je to skupna metoda, ki jo nato
uporabimo na različnih objektih. V praksi je največ teţav pri povezovanjih vsebin, ki se
sicer obravnavajo pri različnih predmetih, a v različnih časovnih obdobjih in iz različnih
aspektov (npr. ekološke vsebine). Iluzija je pričakovati, da bi lahko vse vsebine, ki jih je
moč medpredmetno povezati, časovno tudi povsem uskladili, saj ima vsak predmet, kakor
tudi zaokroţeno poglavje znotraj predmeta, svojo notranjo logiko, ki je ni mogoče povsem
prezreti. Praktiki po šolah praviloma razrešujejo ta problem na način, da izbrano vsebino
po medsebojnem dogovoru sodelujočih učiteljev izvedejo izven ur rednega pouka po
urniku, najpogosteje v sklopu izbirnih vsebin. Ţal na ta način ostane večina vsebin med
predmeti nepovezana, iskanje povezav pa prepuščeno posameznim učiteljem ali celo
dijakom. Sami ocenjujemo, da bi morda lahko bil uspešnejši drugi pristop, kjer bi snov
sicer obravnavali pri različnih predmetih v različnem časovnem obdobju, »lepilo« pa bi
predstavljale uporabljene metode in poudarki, ki bi napeljevali k medpredmetnemu
povezovanju in transferu znanj med različnimi predmeti.«
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
17
Podobno ugotavlja tudi Bevčeva (2005), ki pravi, da je medpredmetni pouk potrebno
skrbno načrtovati, saj je brez tega učiteljevo delo in delo učencev obsojeno na neuspeh.
Načrtovanje je pomembno zato, ker je potrebno pri vzgojno-izobraţevalnem procesu
doseči čim višjo stopnjo organiziranosti, racionalnosti in gospodarnosti. Le na tak način se
izognemo improvizaciji in rutini.
Glede na način izvedbe medpredmetnega povezovanja obstaja več moţnosti:
a) povezava v obliki motivacije;
b) kot nadgradnja ţe obstoječega znanja;
c) kot opredelitev problemov;
d) kot sooblikovanje avtentičnih nalog;
e) kot utrjevanje znanja, ki so ga učenci dobili pri nekem drugem predmetu;
f) v okviru projektnega dneva.
Marentič-Poţarnikova (2000) pa izpostavlja: »Glavna pot pridobivanja omenjenih
spretnosti je izkustveno učenje, ki povezuje konkretno izkušnjo z njenim opazovanjem,
proučevanjem ter teoretično pojmovno osnovo z aktivnim poslušanjem. Pri izkustvenem
učenju imajo posebno vlogo praktikumi, obdobja nadzorovane prakse v podjetjih,
ustanovah, na terenu, študije primerov, terensko delo, simulacije in projektno učno delo.«
Ob zaključku ocenjevalnih obdobij je nujno potrebna evalvacija medpredmetnega dela.
Kritičen pregled opravljenih, pa tudi neopravljenih, nalog pomaga pri kasnejšem
načrtovanju tovrstnega dela (Bevc, 2005).
Pri načrtovanju medpredmetnega pouka morajo učitelji jasno določiti svoje cilje, ki
izhajajo iz naslednjih (Bevc, 2005):
a) doseči večjo stopnjo povezanosti med predmeti;
b) preprečiti preobremenjenost učencev;
c) pripraviti učence na kakovostno ţivljenje in na vseţivljenjsko izobraţevanje;
d) povečati kakovost in trajnost pridobljenega znanja;
e) razvijati sposobnost samostojnega, ustvarjalnega in kritičnega mišljenja in
presojanja.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
18
Zgoraj navedeni avtorji torej poudarjajo, da je potrebno medpredmetno povezovanje dobro
načrtovati, da ni dovolj, da se zgolj zgodi. Predlagajo nam tudi več moţnih načinov za
izvajanje, vendar pa obenem dajejo prednosti izkustvenemu učenju ter samostojnemu delu
učencev, kot metodam, ki dajejo najboljše rezultate. Računalniško podprto laboratorijsko
delo je tako ena od ustreznih metod za reševanje problema medpredmetnega povezovanja.
1.3. Učni načrti
»Učni načrti predstavljajo zakonsko osnovo in okvir učiteljevemu delu, zato so ključni člen
tudi v medpredmetnem povezovanju vsebin. Učni načrti v obliki kot so, dajejo le malo
opore učiteljem, ki bi ţeleli medpredmetno sodelovati« (Šorgo, Šteblaj, 2007).
1.3.1 Učni načrt biologija (Vilhar in sod., 2008)
Opredelitev predmeta v učnem načrtu biologije
Predmet Biologija je splošnoizobraževalni predmet. Biološko znanje kot del splošne
izobrazbe prispeva k naravoslovnemu razumevanju sveta (predvsem z vidika delovanja
ţive narave), hkrati pa omogoča sprejemanje informiranih osebnih in druţbenih odločitev
(aktivno drţavljanstvo).
Z razvojem novih tehnologij (digitalna revolucija, novi merilni inštrumenti, sateliti,
rekombinantna DNA) smo dobili moţnost za nova spoznanja o delovanju kompleksnih
ţivih sistemov. Biologija postaja vse bolj kvantitativna. Pojave merimo, podatke o
različnih manifestacijah biotske pestrosti zbiramo v svetovnih bazah podatkov in
analiziramo povezave med njimi (npr. zaporedja nukleotidov v človeškem in drugih
genomih). Interakcije znotraj ţivih sistemov in med njimi opisujemo z računalniškimi
modeli (npr. modeli delovanja ekosistemov).
Splošni cilji in kompetence
Glavni cilji pouka biologije so:
vzpodbujanje ustvarjalnega razmišljanja o kompleksnih bioloških sistemih in
problemih ter s tem razvijanje zmoţnosti za miselni preskok med različnimi ravnmi
ter obravnavo problema z različnih zornih kotov, s premikom po mreţi znanja
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
19
bodisi v vertikalni bodisi v horizontalni smeri (sposobnost kompleksnega
razmišljanja),
razvijanje sposobnosti za reševanje kompleksnih problemov na osnovi
sistematičnega, analitičnega in racionalnega razmišljanja, iskanja informacij iz
različnih virov in kritičnega vrednotenja strokovne korektnosti teh informacij ter
presoje o konsistentnosti dokazov oz. argumentov (znanstveni način razmišljanja),
vzbujanje zanimanja za učenje biologije in naravoslovja ter razvijanje sposobnosti
za povezovanje in uporabo znanja s področja biologije in drugih naravoslovnih
področij pri reševanju problemov (naravoslovna pismenost),
razvijanje sposobnosti za ekstrakcijo, kritično vrednotenje in obdelavo informacij iz
ustnih, pisnih, elektronskih in drugih virov ter za predstavitev svojih ugotovitev
drugim v pisni ali ustni obliki (sposobnost za komuniciranje in argumentirano
razpravo).
Vključevanje medpredmetnih in kroskurikularnih povezav
Med kroskurikularne povezave sodijo: drţavljanska kultura/etika, IKT (razvijanje
digitalnih zmoţnosti), knjiţnična informacijska znanja, okoljska vzgoja, vzgoja za zdravje,
poklicna orientacija, kemijska varnost in vzgoja potrošnika.
Medpredmetno povezovanje naj bo načrtovano tako, da razvija znanje na višjih
taksonomskih ravneh ter razumevanje medsebojne povezanosti bioloških in drugih znanj,
potrebnih za celostno reševanje problemov (npr. pri trajnostnem razvoju in zagotavljanju
enakopravnosti dostopa do naravnih virov, etičnih problemih povezanih z uporabo
genetike in biotehnologije). Učiteljica/učitelj biologije strokovno avtonomno v svojih
pripravah na pouk natančneje načrtuje medpredmetne povezave pri obravnavi kompleksnih
aktualnih tem in sodobnih problemov v oţjem ali širšem okolju.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
20
1.3.2 Učni načrt geografija (Polšak in sod., 2008)
Opredelitev predmeta
Geografija je veda o Zemljinem površju. Ugotavlja razširjenost, vplive in soodvisnost tistih
naravnih in druţbenih pojavov, ki sodelujejo pri (pre)oblikovanju Zemljinega površja, ter
raziskuje funkcijsko organizacijo prostora in odnos med človekom in pokrajino.
Osnovni namen pouka geografije je, da dijake usmerja v spoznavanje in obvladovanje
ţivljenjskih okoliščin, ki se nanašajo na človekov naravni in druţbeni ţivljenjski prostor.
Geografija je v programu srednje šole predmet, ki pomaga mlademu človeku pridobiti
znanje, sposobnosti, veščine in spretnosti, s katerimi lahko razume oţje in širše okolje.
Poleg tega ga vzgaja, da bi to okolje znal pravilno vrednotiti, spoštovati in z njim
gospodariti. Znanje geografije je sestavni del temeljne izobrazbe, saj vsebuje vedenja o
domovini in svetu ter varovanju okolja in gospodarjenju z njim. Ta znanja potrebuje vsak
človek pred zaposlitvijo ali nadaljnjim izobraţevanjem na katerikoli stopnji.
Splošni cilji in kompetence
Cilji, povezani z uporabo znanja in veščin
Dijaki/dijakinje:
- se usposabljajo za samostojno uporabo geografskih virov in literature (globusa,
atlasov, kart, statističnega gradiva ter grafičnih prikazov, slikovnega gradiva,
potopisov, člankov, knjiţnega gradiva, zbirk geografskih podatkov ipd.) v/na
različnih medijih (časopisu, knjiţnici, medmreţju, TV);
- znajo zapisovati in prikazovati podatke v različnih oblikah in tehnikah (pisno,
grafično, v tabelah …);
- razvrstijo podatke v skupine po izbranih kriterijih in jih uredijo;
- obvladajo osnovne statistične metode (vsota, srednja vrednost, indeksi rasti
oziroma zmanjševanja …);
- razvijajo sposobnost verbalnega, kvantitativnega in grafičnega izraţanja
geografskega znanja z uporabo sodobnih učil (besedila, slik, skic, kart, tabel,
diagramov, grafikonov);
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
21
- se urijo v komuniciranju na različne načine, vključno z uporabo informacijske
tehnologije.
Vključevanje ključnih kompetenc v pouk geografije
Kompetence v znanosti in tehnologiji
Dijaki/dijakinje razvijajo:
• zmoţnost uporabe učil in učnih pripomočkov ter znanstvenih podatkov za doseganje
ciljev oziroma sklepov;
• zmoţnost prepoznavanja temeljnih značilnosti znanstvenega raziskovanja za prihodnje
delo in študij;
• zmoţnost iskanja ugotovitev (sklepov) in utemeljevanja razlogov zanje;
• radovednost, a tudi kritičen odnos do znanosti in tehnologije;
• pozitiven, vendar tudi kritičen odnos do informacij in zavest o nujnosti logičnega
sklepanja;
• sposobnost zastavljanja preprostejših hipotez in delovnih vprašanj, iskanja njim
primernih metod in, posledično, sposobnost reševanja problemov oziroma zavračanja in
potrjevanja hipotez;
• sposobnosti sprejemanja znanosti in znanstveno-tehnološkega razvoja.
Digitalne kompetence
Dijaki/dijakinje:
• razvijajo zmoţnost iskanja, zbiranja in obdelave elektronskih informacij, podatkov in
pojmov ter njihove čim bolj sistematične uporabe;
• večajo zmoţnosti uporabe moţnosti, ki jih daje informacijsko-komunikacijska
tehnologija, za podkrepitev kritičnega mišljenja, ustvarjalnosti in odkrivanja novega v
različnih zvezah tako doma, v prostem času, kot v šoli in prihodnjem študiju ali poklicu;
• razvijajo pozitiven odnos do uporabe IKT pri samostojnem delu in delu v skupini.
Kroskurikularne vsebine
Kroskurikularne vsebine se vključujejo v pouk geografije s splošno zapisanimi in
podrobnimi cilji. Posebej so poudarjene moţnosti za:
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
22
• okoljsko vzgojo (geografija, biologija, kemija):
– razvijanje zavesti o reševanju lokalnih, regionalnih in svetovnih problemov po načelih
trajnostnega razvoja in načelih Svetovne deklaracije o človekovih pravicah,
– privzemanje skrbi za uravnoteţeno rabo prostora ter za ohranjanje kakovosti naravnega
in druţbenega okolja za prihodnje generacije (trajnostni razvoj) ipd.;
• domovinsko vzgojo (geografija, zgodovina, slovenščina), pri kateri poskušamo
udejanjiti splošne cilje, npr.:
– razvijanje pozitivnih čustev do domovine, občutka pripadnosti svojemu narodu in drţavi
ter ljubezni do njene naravne in kulturne dediščine,
– vzgajanje v zanimanju za druţbene potrebe, reševanje skupnih prostorskih (trajnostnih)
problemov na nacionalni, regionalni in svetovni ravni;
• prometno vzgojo:
– razvijanje zavesti o nevarnostih v različnih vrstah prometa in posledicah nesreč;
• estetsko vzgojo:
– izdelava plakatov, PP-predstavitev projektnih nalog (geografija, likovna vzgoja);
• vzgojo za zdravje:
– ekološko kmetijstvo, kemizacija kmetijstva (geografija, kemija, biologija),
– gibanje v naravi (geografija, športna vzgoja);
• knjiţnično vzgojo (delo z literaturo, izdelava poročil ipd.) in
• druge kroskurikularne vsebine.
1.4. Namen in cilji diplomskega dela
Namen diplomskega dela, z naslovom Medpredmetno povezovanje bioloških in
geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega laboratorijskega dela, je poiskati
korelacije biologije in geografije v gimnaziji in posledično oblikovati računalniško podprte
eksperimente, ki so uporabni tako v biologiji kot v geografiji. Ti so zasnovani tako, da se
lahko brez teţav izvajajo pri terenskem delu. Osnova za izvedbo in meritve je vmesnik
LabQuest z ustreznimi merilniki, osnova za obdelavo podatkov pa program Logger Pro.
Učiteljem so v pomoč izročki laboratorijskih vaj, ki vsebujejo nekoliko teoretskih osnov,
na katerih temelji eksperiment, priloţena je fotografija izvajanja eksperimenta ter
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
23
predvideni rezultati. Na koncu je dodan tudi del z nasveti oz. napotki, na kaj je potrebno
biti pozoren pri izvajanju eksperimentov. Napisani pa so tudi dodatni viri za branje.
Vsak eksperiment lahko učitelji priredijo za več učnih vsebin. Kot osnova so na enem
mestu zbrani izročki laboratorijskih vaj za učence, ki jih lahko učitelji poljubno
preoblikujejo. Učitelji tako niso usmerjeni v »šablonsko« podajanje znanja, ampak lahko z
eksperimenti podkrepijo več zaključkov in po svoji presoji in zmoţnostih prilagodijo
eksperimente za dosego ciljev. Prav tako pa so učenci manj obremenjeni z »recepti« za
izvajanje eksperimentov, saj so sami prisiljeni razmišljati, kako je potrebno eksperiment
zastaviti z danimi pripomočki, kako ga izvesti in, kako ovrednotiti rezultate.
2 Metode in material
Delo je potekalo v naslednjih korakih:
1. Najprej je potekalo zbiranje in obdelava literature in virov, s katerimi je opredeljen
pojem medpredmetnega povezovanja. Sledilo je iskanje medpredmetnih povezav po učnih
načrtih za biologijo in geografijo za splošne in ekonomske gimnazije. Temu je sledilo
zbiranje znanja o vmesniku LabQuest, primernih merilnikih in potrebni programski
opremi. O vmesniku, vsakem merilniku, uporabljenem v vajah, in programu je v
diplomskem delu naveden tudi kratek opis, s poudarkom na napotkih za pravilno uporabo.
Sledila je teoretična izdelava eksperimentov in nato praktično testiranje.
2. Na podlagi zbranih informacij so bili oblikovani in izvedeni računalniško podprti
eksperimenti. Vsak eksperiment je zasnovan iz dveh delov. Najprej je zbirka izročkov za
učitelje, kjer je podana teoretska osnova za eksperimetom. Vzrok temu je dejstvo, da isti
učitelj le redko uči tako predmet biologija kot geografija. Ta del bo npr. učitelju za
biologijo sluţil kot osnova za bolj geografske vsebine in učitelju za geografijo za bolj
biološke vsebine. Vsakemu eksperimentu je priloţena fotografija izvedbe eksperimenta,
pričakovani rezultati in navedena dodatna literatura.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
24
3. Sledi del, ki je namenjen učencem. Prav tako se začne s teoretskimi osnovami,
vendar pa za spremembo od izročka za učitelje ni tako obširen, saj ni namenjen
pridobivanju novih znanj, ampak zgolj kot uvod v delo. Teoretični osnovi sledi napoved
dela oz. namen eksperimenta s podanimi razpoloţljivimi pripomočki. Iz teh podanih
pripomočkov bodo učenci usmerjeni v samostojno planiranje eksperimenta, ki si ga bodo
sami skicirali in izvedli. Na tem mestu je od učencev zahtevan razmislek in poučitev o
temi. Za pomoč so zgolj kratka navodila. Izroček za učence se zaključi z analizo zbranih
podatkov in diskusijo. Temu v namen so vprašanja za diskusijo, ki jih lahko učitelji
poljubno spreminjajo ali dodajo nova vprašanja (ponovno glede na to, kakšen cilj ţelijo
doseči).
2.1. Strojna in programska oprema
2.1.1 Vmesnik LabQuest
Vmesnik LabQuest ima 7 cm x 5.3 cm velik barvni zaslon na dotik, katerega upravljamo s
priloţeno paličico ali s prsti. Lahko pa uporabimo tudi gumbe za upravljanje. Baterija zdrţi
do 4 ure (polnjenje 8 ur). Obloţen je s trpeţno gumo in je vodoodporen, zaradi česar je
dobro pripravljen za delo na terenu.
Slika 2: Vmesnik LabQuest (foto: Sanja Ţgavc, 30. 8. 2011).
Slika 3: Vmesnik LabQuest (b. d.).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
25
Vmesnik ima 6 kanalov (4 analogni in 2 digitalna), kar pomeni, da lahko obenem
uporabljamo do 6 merilnikov. Ob priklopu samodejno prepozna merilnik in na ekranu
začne s prikazovanjem vrednosti. Pri nekaterih merilnikih lahko nastavimo tudi ustrezno
mersko enoto (npr. ppt, ppm, % ...). Podatki so povzeti po Vernier, vmesnik LabQuest
(2011).
Po priklopu merilnikov si lahko po ţelji nastavimo, kako dolgo bomo izvajali meritev in
kako pogosto bodo zabeleţene vzorčne vrednosti. Ko to nastavimo, s pritiskom na Collect
vmesnik samodejno opravlja meritev. Rezultati meritve se samodejno zapisujejo v obliki
grafa in tabele.
Slika 4: Zbiranje podatkov z vmesnikom LabQuest (b. d.).
V primeru, da ţelimo opraviti meritev na več vzorčnih mestih, pa lahko nastavimo namesto
časovnega zbiranja podatkov, ročno vnašanje (Events vith entry). V tej nastavitvi pa za
zbiranje podatkov najprej izberemo Collect, nato pa za vsako vzorčno mesto izberemo
Keep. Prav tako se v tem primeru hkrati izrisuje graf, vendar pa tu točke niso med seboj
povezane.
Graf in zbrane podatke lahko ţe takoj po zaključenem zbiranju podatkov pogledamo in
urejamo. Opravljene meritve lahko shranimo na notranji spomin vmesnika (40 KB). Prav
tako pa podpira USB in SD kartice, kar pomeni, da lahko podatke enostavno prenesemo
na računalnik. Podatki povzeti po Vernier, vmesnik LabQuest (2011).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
26
2.1.2 Merilniki
Proizvajalec ponuja uporabnikom veliko število merilnikov. Pri izdelavi diplomskega dela
so bili uporabljeni sledeči:
1. Temperaturni merilnik
Temperaturni merilnik je primeren za merjenje temperature od –40° C do 135° C, čeprav
bi naj po navedbah proizvajalca zdrţal do 150° C. Primeren je za merjenje tako
temperature zraka kot tekočine, vendar pa moramo pri tem paziti, da v tekočino potopimo
samo kovinski del, ker ostanek ni vodotesen. Na voljo je tudi 30 m podaljšek. Podatki so
povzeti po navedbah proizvajalca iz Vernier, temperaturni merilnik (2011).
Slika 5: Temperaturni merilnik (2011).
2. Merilnik za merjenje O2 v zraku
Merilnik za merjenje O2 v zraku je namenjen samo za merjenje O2 v zraku (ne v
tekočinah). Ima široko merilno območje, ki omogoča, da se uporablja za preučevanje
človeškega in celičnega dihanja. O2 merilnik vključuje tudi 250-mililitrsko stekleničko, ki
se lahko uporablja za proučevanje rjavenje ţeleza ali kot komoro za nadzor rastlin in
ţuţelk.
V nasprotju z merilnikom za merjenje CO2 v zraku, merilnik za merjenje O2 v zraku
potrebuje bistveno manj časa, da prične z natančnim prikazovanjem podatkov. Ţe po petih
sekundah prikazuje 90 % končne vrednosti.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
27
Pri merilniku za merjenje O2 v zraku pa moramo biti pozorni, da ga vedno hranimo
pokončno. Podatki so povzeti po navedbah proizvajalca iz Vernier, merilnik za merjenje
O2 v zraku (2011).
Slika 6: Merilnik za merjenje O2 v zraku (2011).
3. Merilnik za merjenje CO2 v zraku
S tem merilnikom lahko enostavno spremljamo spremembe v vrednosti CO2, ki se
pojavljajo v dihanju organizmov. Sondi je priključena 250 mL komora za nadzorovane
poskuse z majhnimi rastlinami in ţivalmi. Uporabna je samo za merjenje CO2 v zraku (ne
v tekočinah).
Merilnik ima dve nastavitvi. Višja nastavitev ima občutljivost od 0 do 10,000 ppm (delcev
na milijon) CO2, pri kateri lahko spremljamo dihanje človeka. Pri niţji nastavitvi od 0 do
100,000 ppm (delcev na milijon) CO2 pa lahko spremljamo spremembe količin CO2 pri
celičnem dihanju, saj je pri tej nastavitvi merilnik bolj občutljiv za spremembe in ima širši
interval.
Pri tem merilniku moramo biti pozorni na čas segrevanja (90 s), kar pomeni, da moramo
imeti merilnik priključen vsaj 90 sekund pred samim zbiranjem podatkov, saj so lahko v
nasprotnem primeru meritve nepravilne. Podatki so povzeti po navedbah proizvajalca iz
Vernier, merilnik za merjenje CO2 v zraku (2011).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
28
Slika 7: Merilnik za merjenje CO2 v zraku (b. d.).
4. Merilnik za merjenje raztopljenega kisika v vodi
Lahko se uporablja za opravljanje različnih poskusov za ugotavljanje sprememb v ravni
raztopljenega kisika, ki je eden od glavnih kazalnikov kakovosti vodnega okolja. V učilnici
ni potrebna kalibracija, na terenu pa je priporočljiva. Omogoča nam, da ga umerimo v
laboratoriju, nato pa opravimo meritve na prostem, ne da bi bilo potrebno ponovno
umerjanje. Meritve lahko opravimo v naslednjih enotah: % raztopljenega kisika, mg/L, ali
ppm raztopljenega kisika. Podatki so povzeti po navedbah proizvajalca iz Vernier,
merilnik za merjenje raztopljenega kisika v vodi (2011).
Slika 8: Merilnik za merjenje raztopljenega kisika v vodi (2011).
5. Merilnik za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini
Amonijev ion-selektivno elektrodo se lahko uporablja za merjenje vsebnosti amonija (NH4
+) v vodnih vzorcih. Potrebna je menjava membran (ISE enot). Pred uporabo je potrebna
kalibracija. Po uporabi jo očistimo z destilirano vodo. Podatki so povzeti po navedbah
proizvajalca iz Vernier, merilnik za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini (2011).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
29
Slika 9: Merilnik za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini (b.d.).
6. Merilnik za merjenje nitratnih ionov v vodni raztopini
Nitrat ion-selektivno elektrodo (ISE) se lahko uporablja za merjenje koncentracije nitratov
(NO3-) v vodnih vzorcih. Koncentracija nitratov, ki se lahko poveča zaradi kislega deţja,
gnojil ali odtokov od gospodinjstev in rastlinskega ali ţivalskega razpada, je pomemben
dejavnik pri skoraj vseh študijah kakovosti vode.
Pred uporabo je potrebna kalibracija, po uporabi pa jo očistimo z destilirano vodo. Prav
tako so membrane zamenljive. Podatki so povzeti po navedbah proizvajalca iz Vernier,
merilnik za merjenje nitratnih ionov v vodni raztopini (2011).
Slika 10: Merilnik za merjenje nitratnih ionov v vodni raztopini (b.d.).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
30
7. Merilnik za merjenje intenzitete svetlobe – luxmeter
Merilnik za merjenje jakosti svetlobe ima podoben spektralni odziv kot človeško oko.
Izbiramo lahko med tremi jakostnimi razredi, vendar pa se resolucije med posameznimi
nastavitvami razlikujejo. Pri nastavitvi 0–600 lux je resolucija 0.2 lux, pri 0–6000 lux je 2
lux, pri 0–150000 lux pa 50 lux. Podatki so povzeti po navedbah proizvajalca iz Vernier,
merilnik za merjenje intenzitete svetlobe – luxmeter (2011).
Slika 11: Merilnik za merjenje jakosti svetlobe (b. d.).
8. Merilnik za merjenje relativne vlage v zraku
Merilnik za merjenje relativne vlage v zraku se uporablja za spremljanje relativne vlaţnosti
v območju od 0 do 95 % (± 5 %). Odzivni čas (čas za zaznavanje 90 % spremembe
vrednosti vlaţnosti zraka):
v brezvetrju: 60 minut,
z močnim gibanjem zraka: 40 sekund.
Podatki so povzeti po navedbah proizvajalca iz Vernier, merilnik za merjenje relativne
vlage v zraku (2011).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
31
Slika 12: Merilnik za merjenje relativne vlage v zraku (2011).
2.1.3 Program Logger Pro
Za računalniško obdelavo zbranih podatkov potrebujemo uporabniški program Logger Pro
(na voljo so različne verzije programa), ki omogoča uvoz podatkov iz vmesnikov. Ta
program nam omogoča tudi direktno zbiranje podatkov, brez vmesnika LabQuest. Poleg
tega pa podpira še LabQuest Mini in LabPro.
Auto-ID samodejno prepozna priključene merilnike. Zbiranje podatkov je moţno iz več
kot 80 različnih merilnikov in naprav. Pred začetkom zbiranja podatkov je moţen ročni
vnos podatkov za graf in analizo. Preberemo lahko vrednost in naklon iz grafov, moţno pa
je tudi direktno tiskanje grafov in podatkovne tabele. Podatki so povzeti po navedbah
proizvajalca iz Vernier, Logger Pro (2011).
Slika 13: Prikaz zaslona programa Logger Pro.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
32
3 Rezultati
3.1. Primerjava učnih načrtov
Na podlagi medsebojne primerjave učnih načrtov smo oblikovali pet sklopov.
Tabela 1: Sklop Vodovje
Učni načrt biologija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj:
Učni načrt geografija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj: Ekologija
spoznajo, da ima človeštvo velik vpliv na
druge vrste in na celotne ekosisteme (npr.
uničevanje in drobljenje habitatov,
spreminjanje kemijske sestave zraka,
voda in prsti) ter da snovi, ki jih proizvaja
človeška druţba, vplivajo na kroţenje
snovi na Zemlji (npr. vnašanje dušika v
kopenske in vodne ekosisteme – gnojenje
v kmetijstvu, vnašanje fosforja v vodne
ekosisteme z odplakami);
spoznajo pomen kroţenja vode za
samoočiščevalno sposobnost voda
(ohranjanje podtalnice);
razumejo probleme onesnaţenja vode in
pomen gospodarjenja z vodo ter spoznajo
osnovne principe delovanja čistilnih
naprav;
znajo opredeliti povezanost človeka in
okolja prek pitne vode in hrane ter s tem
povezane okoljske probleme (npr. DDT, pesticidi,
teţke kovine, bolezen norih krav, ptičja
gripa) ter vedo, kaj je zdrava prehrana;
spoznajo pomen mejnih oziroma
dovoljenih koncentracij nevarnih in
škodljivih snovi v ozračju, vodi in prsti in pomen
obravnavanja nevarnih in škodljivih snovi
v zakonodaji.
Obča geografija Vodovje
spoznavajo sestavo hidrosfere in razvijajo
predstavo o razmerjih različnih voda v njej;
razvijajo znanja in sposobnosti za različno
klasificiranje voda (glede na agregatno
stanje: stoječe, tekoče vode, vode na
kopnem, razvrščanje po kakovosti (po
razredih od I do IV) …;
grafično prikaţejo kroţenje vode v naravi;
pokaţejo pomembnejše reke, jezera, morja
in druge hidrološke pojave na zemljevidu
sveta, posameznih celin in Slovenije;
spoznajo porečje in njegove elemente, jih
vrednotijo z okoljskega vidika in pomena
za človeka;
zbirajo podatke o okoljskih problemih
stoječih in tekočih voda, prepoznavajo in
vrednotijo podatke ter ugotavljajo odnose
med pojavi;
na podlagi meril, ki jih sami izberejo,
vrednotijo pomen voda (rek, morij, jezer
…) za človeka. Priporočene dejavnosti dijakov/dijakinj:
obiščejo čistilno napravo;
fotografirajo vodotok od zgornjega do
spodnjega toka;
merijo lastnosti vodotoka, vodne struge in
vode same.
Geografija Slovenije Podnebje, prsti, rastlinstvo, živalstvo in vode
v Sloveniji kot dejavniki za življenje
razloţijo značilnosti kraških rek in
utemeljijo nujnost njihovega varovanja
pred onesnaţevanjem;
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
33
Terensko delo
analizirajo ključne lastnosti voda (odvzem
vzorca, temperaturo, širino vodotoka,
padec vodnega toka, risanje ploščine
preseka vodnega toka in struge, hitrost,
pretok, energijo in delo vode, moč vodnega
slapa, barvo, motnost, vonj, pH vode) in
ovrednotijo problem onesnaţevanja.
Tabela 2: Sklop Rastlinstvo
Učni načrt biologija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj:
Učni načrt geografija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj: Zgradba in delovanje rastlin Pridobivanje energije, izmenjava in
transport snovi
razumejo, da fotosinteza poteka samo v
nekaterih rastlinskih celicah in da rastlina
z organskimi snovmi, ki nastanejo med
fotosintezo, oskrbuje vse druge celice;
razumejo, da v vseh ţivih rastlinskih
celicah ves čas poteka celično dihanje;
razumejo, da kopenske rastline
sprejemajo ogljikov dioksid za
fotosintezo skozi reţe in zato s
transpiracijo izgubijo velike količine
vode;
poznajo neposreden in posreden pomen
rastlin za človeka.
Obča geografija Rastlinstvo in živalstvo
ob tematskem zemljevidu razlagajo
razširjenost in pomen naravnega in
kulturnega rastlinstva za človeka in njegove
dejavnosti;
spoznajo rastlinstvo v odvisnosti od
podnebnih dejavnikov in toplotnih pasov;
prepoznavajo osnovne rastlinske in
drevesne vrste;
uporabijo induktivno razmišljanje pri
opazovanju rastja v naravi in ugotovitve
primerjajo s teoretičnimi spoznanji;
zbirajo gradivo o rastlinstvu in ţivalstvu in
ga poveţejo s podnebno-rastlinskimi in
višinsko-rastlinskimi pasovi.
Tabela 3: Sklop Podnebje
Učni načrt biologija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj:
Učni načrt geografija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj: Ekologija
razumejo pomen ozonske plasti za
absorpcijo ultravijoličnega sevanja in s
tem za ţivljenje na Zemlji in razumejo
mehanizme, ki povzročajo naravno
spreminjanje ozonske plasti in njeno
spreminjanje zaradi človekovih dejavnosti
(ozonska luknja);
Obča geografija Vreme in podnebje
razumejo povezanost povečanih izpustov
toplogrednih plinov, ki jih je zakrivil
človek, in nenadnih podnebnih sprememb;
iščejo vire onesnaţevanja zraka v svojem
okolju;
ovrednotijo različna podnebja za ţivljenje
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
34
razumejo, kako nastane učinek tople grede
in da učinek tople grede omogoča
ţivljenje na Zemlji, povečan učinek tople
grede, ki je tudi posledica človekove
dejavnosti, pa vodi v velike podnebne
spremembe;
spoznajo glavne ugotovitve nekaterih
mednarodnih raziskav o globalnih
spremembah podnebja in ekosistemov.
človeka in jih primerjajo med seboj;
razumejo predvidevanja prihodnjih
podnebnih sprememb in človekovo vlogo
pri tem;
spoznajo in razumejo naravne nesreče v
povezavi s posledicami podnebnih
sprememb ter rabo prostora;
razumejo povezanost različnih moţnosti
(scenarijev) podnebnih sprememb in
naravnih virov za preţivetje;
znajo definirati potrebo po varčevanju in
spremembi ţivljenjskega sloga v odnosu
do nenehnih tehnoloških sprememb kot
nujnosti za zmanjšanje izpustov
topologrednih plinov.
Geografija sveta Polarna območja
pojasnijo vzroke in predvidene posledice
podnebnih sprememb na taljenje ledu in
njegove posledice;
iščejo vire za ugotavljanje sedanje
razširjenosti ozonske luknje.
Geografija Slovenije Podnebje, prsti, rastlinstvo, živalstvo in
vode v Sloveniji kot dejavniki za življenje
opišejo podnebne spremembe v Sloveniji.
Tabela 4: Sklop Podnebne spremembe
Učni načrt biologija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj:
Učni načrt geografija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj: Ekologija
spoznajo, da ima človeštvo velik vpliv na
druge vrste in na celotne ekosisteme (npr.
uničevanje in drobljenje habitatov,
spreminjanje kemijske sestave zraka,
voda in prsti) ter da snovi, ki jih proizvaja
človeška druţba vplivajo na kroţenje
snovi na Zemlji (npr. vnašanje dušika v
kopenske in vodne ekosisteme – gnojenje
v kmetijstvu, vnašanje fosforja v vodne
ekosisteme z odplakami).
Človek in naravni viri
razumejo, da so za nastanek fosilnih goriv
Obča geografija Kmetijstvo:
raziskujejo okoljske probleme intenzivnega
kmetijstva in okoljske probleme z vidika
vpliva narave ter negospodarnega ravnanja z
njo. Energetika in industrija:
raziskujejo vpliv industrije na pokrajino z
vidika njenega videza, onesnaţevanja voda,
zraka in prsti ter izberejo značilne primere
iz preteklosti in sedanjosti.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
35
potrebna dolga geološka obdobja (zato
fosilna goriva uvrščamo med
neobnovljive vire), da je izvor energije v
fosilnih gorivih sončna energija, ki se je
bila vezala v snovi s fotosintezo ter da
izkoriščanje fosilnih goriv sprošča v
ozračje dodaten ogljikov dioksid, ki
povzroča segrevanje planeta (ojačan
učinek tople grede).
Terensko delo
izvedejo vajo v zvezi z onesnaţenostjo zraka
(vaja ugotavljanja trdnih delcev v zraku,
ugotavljanje onesnaţenosti z lišaji ipd.).
Sklop 5: Trajnostni razvoj
Učni načrt biologija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj:
Učni načrt geografija
Cilji in priporočene dejavnosti
dijakov/dijakinj: Ekologija, biotska pestrost in evolucija
na osnovi pridobljenega razumevanja
kritično ovrednotijo primere človekovega
vpliva na ekosisteme in okolje ter
predlagajo reševanje problemov po
načelih trajnostnega razvoja.
Obča geografija Energetika in industrija:
preučijo prednosti posameznih vrst energije
in vrednotijo predvideni razvoj v
prihodnosti;
se zavedajo omejenosti strateških dobrin,
zlasti naravnih virov (fosilnih goriv, vodnih
virov) ter njihov mogoč vpliv na svetovno
gospodarstvo in druga področja.
3.2. Izročki laboratorijskih vaj za učitelje
Glede na ugotovljene skupne cilje je bilo oblikovanih in izvedenih 10 laboratorijskih vaj,
ki temeljijo na uporabi Vernier-jevega vmesnika LabQuest in ustreznih merilnikov.
Oblikovani so v izročke za učitelje in izročke za učence.
3.2.1 Zmrzovanje slane in sladke vode
Teoretske osnove
Voda ima največjo gostoto (1000 kg/m3) pri 4° C. Pod 0° C nastane led, torej zmrznjena
voda v trdem agregatnem stanju. Ko voda zmrzne v led, se razširi, zato je led redkejši od
vode in plava na njej. Led se širi s tako močjo, da razţene steklenico in celo skalo. Voda
ima pri normalnem zračnem tlaku (101,3 kPa) vrelišče blizu 100° C. Pri nizkih
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
36
temperaturah voda izpareva počasi, pri segrevanju parni tlak hitro narašča. V zaprtem
prostoru je zrak nad tekočo vodo nasičen z vodno paro. Odvečne mnoţine vodne pare se
kondenzirajo, nastajata megla in rosa. Čista voda zelo slabo prevaja elektriko, saj je
električni naboj v molekuli vode zaradi narave atomov kisika in vodika razdeljen
(Lastnosti vode, b. d.).
Nastanek morskega ledu
Zaradi raztopljenih soli morska voda zamrzne pri –1,8° C. V naravi to poteka na bolj
zapleten način, kot si predstavljamo, kajti slana voda je med 0° C in –2° C bolj gosta od
tiste pri +4 °C. Kot teţja tone s površja in povzroča mešanje plasti, ki prinašajo toplejšo
vodo iz globin. Poledenelo površje se pojavi šele potem, ko se voda do globine treh metrov
shladi na –2° C ter zmrzovanje postane hitrejše od mešanja. Začetni igličasti ledeni kristali
nimajo soli v svoji kristalni zgradbi. Ko se zdruţujejo v večje ledene kosmiče in se stkejo v
sklenjeno plast ledu, se mednje ujamejo tudi kapljice morske vode. Čim hitrejša je
kristalizacija, tem večja količina slane vode se ujame v led. Nastane prosojen, rahlo moten,
elastičen in zelo slan morski led (Nastanek morskega ledu, b d.).
Postavitev eksperimenta
Slika 14: Izvedba eksperimenta Zmrzovanje slane in sladke vode (foto: Sanja Ţgavc, 2. 9. 2011).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
37
Pričakovani rezultati
Slika 15: Primerjava zmrzovanja slane in sladke vode.
Priporočila in dodatna literatura
Pri izvajanju eksperimenta je potrebno imeti na razpolago vodno kopel, ki ima najniţjo
moţno temperaturo. V kolikor temperatura ni dovolj nizka, se v slani vodi ne bo tvoril led.
Bolj priporočljiva je uporaba zamrzovalnika.
Dodatna literatura:
- Nastanek morskega ledu. (b. d.). Pridobljeno 3. 8. 2011 iz
www.modrijan.si/slv/content/download/6659/.../Pages+06-07+Solnica.pdf;
- Lastnosti vode. (b. d.). Pridobljeno 3. 8. 2011 iz http://www.ekom.si/voda02.php
3.2.2 Vpliv hitrosti vodnega toka in temperature vode na količino
raztopljenega kisika v vodi
Teoretske osnove
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
38
Tome (2006) navaja, da v vodo kisik prihaja z neposredno difuzijo iz zraka in ob
fotosintezi vodnih rastlin. V vodi je kisika okoli 20-krat manj kot v zraku. Topnost v vodi
je odvisna od temperature. Pri 30° C ga je lahko največ 7,5 mg/l (ppm), pri 20° C okoli 9,1,
pri 10° C 11,3 in pri 0° C okoli 14,6 mo/l. Tekoče vode so bolj nasičene s kisikom v
zgornjem toku, kjer je voda običajno hladnejša in bolj prezračena kot v spodnjem toku.
Plut (2000) pa dodaja še, da tudi biološko ravnovesje med avtotrofnimi (proizvajanje
organske snovi) in heterotrofnimi (razkrajanje organske snovi) organizmi določa lastnosti
samočistilnih sposobnosti. Predpogoj pa je obilje svetlobe, primerna količina kisika in
prisotnost številnih organizmov. Kisik v vodo prihaja iz ozračja, tvorijo pa ga tudi
fitoplankton in vodne rastline. V rekah, zlasti gorskih, so ugodnejši pogoji za prehod kisika
iz zraka, zato je proces samočiščenja tekočih voda intenzivnejši kot v stoječih jezerih,
močvirjih in morskih zalivih. Na intenzivnost samočiščenja razen količine kisika in hitrosti
pretoka vpliva tudi temperatura vode in struktura rečnega korita.
Vovk Korţe (2004) pa navaja, da je temperatura vode odvisna od količine sončne energije,
ki jo absorbira voda, prst v okolici in zrak. Močnejše sončno ogrevanje povzroči višjo
temperaturo vode. Voda, ki izhlapeva s površine, lahko zniţa temperaturo vode, a le v
tankem sloju na površini. Temperatura vodnih teles je lahko različna zaradi zemljepisne
širine, nadmorske višine, časa v dnevu, letnih časov, globine vode in drugih vplivov.
Temperatura vode je pomembna, ker ima ključno vlogo pri kemijskih, bioloških in
fizikalnih interakcijah v vodnem telesu. Na primer, z zvišanjem temperature vode se
zmanjša njena viskoznost, poveča se izparevanje in zato se suspendirane snovi laţe in
hitreje usedajo. Če se količina kisika zmanjša, pride do odmiranja nekaterih vodnih rastlin
in ţivali. Temperatura vode določa, katere rastline in ţivali so lahko prisotne, saj imajo vse
vrste omejeno toleranco za zgornjo in spodnjo temperaturo. Vpliva na število in pestrost
vodnega ţivlja. Na primer, topla voda je smrtno nevarna za občutljive vrste, kot so postrvi,
ki potrebujejo hladno in s kisikom bogato vodo.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
39
Postavitev eksperimenta
Slika 16: Izvedba eksperimenta Vpliv hitrosti vodnega toka in temperature na količino
raztopljenega kisika v vodi (foto: Sanja Ţgavc, 28. 8. 2011).
Pričakovani rezultati
Hitri tok
Slika 17: Temperatura vode in vsebnost raztopljenega kisika v hitrem toku.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
40
Počasen tok
Slika 18: Temperatura vode in vsebnost raztopljenega kisika v počasnem toku.
Priporočila in dodatna literatura
Pred izvajanem meritev je potrebna kalibracija merilnika za količino raztopljenega kisika v
vodi.
Dodatna literatura:
- Plut, D., (2000). Geografija vodnih virov. Ljubljana: Filozofska fakulteta, Oddelek
za geografijo;
- Tome, D., (2006). Ekologija: organizmi v prostoru in času. Ljubljana: Tehniška
zaloţba Slovenije;
- Vovk Korţe, A., Bricelj, M., (2004). Vodni svet Slovenije: priročnik za
interdisciplinarno proučevanje voda. Ljubljana: Zveza geografskih društev
Slovenije; Maribor: Pedagoška fakulteta.
3.2.3 Vpliv pH vode na aktivnost mikroorganizmov
Teoretske osnove
Tome (2006) navaja, da število disociiranih ionov H+ in OH
- v raztopini določa kislost ali
bazičnost medija. Označimo ga z vrednostjo pH. Velike koncentracije H+
ionov delujejo na
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
41
protoplast toksično. Dodaten vpliv ima pH, ker vpliva na količino raztopljenih
anorganskih snovi v vodi. V protoplastu celice je pH običajno 7,7, kar je najugodnejše za
delovanje encimov. V večini naravnih okolij je pH med 5 in 9 in le malo organizmov
preţivi zunaj tega območja. Ob povečani kislosti v okolju (pH<7) se pestrost in številčnost
organizmov zmanjšujeta. Sprememba pri organizmih vpliva neposredno na sposobnost
osmoregulacije in na encimske reakcije v celici. Zaradi večje kislosti se v substratu
povečajo koncentracije strupenih teţkih kovin in zmanjšajo koncentracije nutrientov.
Vovk Korţe (2004) pa definira pH kot mero za količino kislin v vodi. Pravzaprav pa
merimo koncentracijo vodikovih ionov v vodi. pH vode vpliva na večino kemičnih
procesov v vodi. Čista voda (ki ni v stiku z zrakom) ima pH 7. Voda z nečistočami ima pH
7, če sta količini kisline in baze popolnoma enaki in uravnoteţeni. Če je pH pod 7 je
preseţek kisline, če pa je pH nad 7 je preseţek baze v vodi. pH skala je drugačna od ostalih
skal, ki jih uporabljamo za nečistoče. Vrednosti so med 1 (kislo) in 14 (bazično), 7 je
nevtralno. Je logaritemska, kar pomeni, da ena enota pH predstavlja faktor 10 v spremembi
količine kisline v vodi. Tako ima voda s pH 3 desetkrat več kisline kot voda s pH 4, ta pa
ima desetkrat več kisline kot voda s pH 5; sprememba od 7 na 5 pomeni 100-krat višjo
kislost. Niţji kot je pH, bolj je voda kisla. Naravna, neonesnaţena deţevnica ima pH med 5
in 6, torej ima tudi deţevnica na najmanj onesnaţenih delih Zemlje nekaj naravne kislosti.
Ta naravna kislost je posledica ogljikovega dioksida v zraku, ki se raztopi v deţevnih
kapljicah. Destilirana voda, ki je uravnoteţena, izenačena z zrakom ima isti pH. Najbolj
kisel deţ ima pH okrog 4, izmerili pa so tudi ţe mesto megle, ki je imela pH 2. Večina
jezer in vodotokov ima pH med 6,5 in 8,5, redko med 3 in 10. Najdemo tudi vode, ki so
naravno bolj kisle, zaradi rudnin v tleh (npr. sulfidi). Na pH vpliva geologija tal, tip
kamnin in prsti. Voda, ki teče po magmatskih kamninah, je navadno kisla. Kisle so tudi
vode, ki tečejo preko sedimentnih kamnin, kot so peščenjak, skirilavec in glinenec. Voda,
ki teče po apnencu in dolomitu, je navadno bolj alkalna zaradi prisotnosti kalcijevega
karbonata v trdi vodi. Na pH vpliva tudi količina vode v pokrajini. Vode, ki tečejo po
apnenčasti podlagi, vsebujejo mnogo hidrogenkarbonatov in so zato dobre puferske
raztopine z rahlo alkalno reakcijo, s pH med 7 in 8. V vodi raztopljeni kalcijevi in
magnezijevi hitrogenkarbonati in CO2 tvorijo z vodo ogljikovo kislino.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
42
Pričakovani rezultati
Slika 19: Vplih spremembe pH vode na aktivnost organizmov v njej
Priporočila in dodatna literatura
Pred izvajanem meritev je potrebna kalibracija merilnikov za merjenje pH in raztopljenega
kisika v vodi. Po potrebi je priporočljivo menjati tudi membrane.
Dodatna literatura:
- Tome, D., (2006). Ekologija: organizmi v prostoru in času. Ljubljana: Tehniška
zaloţba Slovenije;
- Vovk Korţe, A., Bricelj, M., (2004). Vodni svet Slovenije: priročnik za
interdisciplinarno proučevanje voda. Ljubljana: Zveza geografskih društev
Slovenije; Maribor: Pedagoška fakulteta.
3.2.4 Dušikove spojine (NO3-, NO2
-, NH4
+)
Teoretske osnove
»Dušikove spojine so ene izmed treh najpomembnejših hranilnih snovi, ki jih rastline v
sladki in slani vodi potrebujejo za rast. Poleg dušikovih so to še ogljikove in fosforjeve
spojine (fosfati). Pri večini rastlin je rast omejena ţe v primeru pomanjkanja ene izmed
snovi. Najbolje pa je, če so spojine prisotne v enakih deleţih. Ker je veliko ogljika v zraku
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
43
(CO2), se le ta nenehno raztaplja v vodi in ga zato redko primanjkuje. Rast rastlin torej
večinoma preprečuje pomanjkanje fosforja ali dušika. V vodi lahko najdemo dušik v
najrazličnejših oblikah. To so lahko organske snovi, nitrati (NO3), nitriti (NO2-), amonij
(NH4+) pa tudi raztopljene molekule dušika. Izmed teh so navadno najpomembnejši nitrati.
V vodi so modrozelene cepljivke sposobne pretvoriti N2 v amonijak in nitrat. Za ţivali je
dušik pomemben pri tvorbi proteinov. Dobijo ga tako, da se hranijo z rastlinami, ki
uporabijo pretvorjen dušik. Ko rastline in ţivali poginejo, bakterije začnejo razkrajati
proteine. Razčlenijo jih do amoniaka, druge bakterije pa nato oksidirajo amoniak v nitrit in
nitrat. V primeru pomanjkanja kisika bakterije pretvorijo nitrat amoniak. Nitrit pride v
vodo iz zraka z razpadanjem organskega materiala, pogosto pa je tudi izpiranje umetnih
gnojil s kmetijskih površin. Posledice prevelike koncentracije dušikovih spojin so podobne
kot v primeru prevelike količine fosforja. To je pomanjkanje kisika in posledično manj
ţivih organizmov v vodi. Povečanje količine hranilnih snovi v vodi imenujemo
evtrofikacija. Z analizo dušikovih spojin lahko ugotovimo čas onesnaţenja. Če je v vodi
več amonijevih ionov in organskega dušika, je voda sveţe onesnaţena. Če pa je v vodi več
nitratov, pa je to pokazatelj starejših onesnaţenj« (Vovk Korţe, Bricelj, 2004).
Plut (2000) pa navaja, da z različnimi dejavnostmi človek ţe tisočletja posega v porečja in
vodne tokove. Obseg in intenzivnost posegov je odraz moči tehnologij za zadovoljevanje
naraščajočih potreb človeštva. Človek posega v pokrajinsko sestavo in dinamiko porečja,
spreminja procese sedimentacije, pretoke vode in njeno kakovost, s tem pa tudi ekološki
značaj porečij in vodnih tokov. Na splošno so vodni tokovi v primerjavi s stoječimi vodami
manj občutljivi za onesnaţevanje, saj se rečna voda hitro menjava. Tekoča voda se zato
veliko hitreje razredči in razkroji sestavine odpadne vode, vendar so hkrati količine
odpadnih voda v vodnih tokovih največje, saj predstavljajo »naravne« kanale za odpadne
vode industrije, gospodinjstev in kmetijstva. Mesta in industrija, pa tudi intenzivno
kmetijstvo so ob vodnih virih zgoščeni, delno tudi zaradi moţnosti »poceni« odvajanja
odpadnih vod. Tako prihaja do onesnaţevanja niţje leţečih rečnih odsekov. Pogosto so
onesnaţevalci ob rekah tako zgoščeni, da naravni procesi v določenem rečnem odseku ne
morejo primerno izboljšati kakovosti vode. Tako niţje leţeče mesto nima čiste vode zaradi
onesnaţevalcev zgornjega toka reke.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
44
Vovk Korţe (2004) pa razlaga, da je nitrit navadno prisoten v vodi z malo raztopljenega
kisika. Nitratna oblika dušika pride v vodo iz zraka (z deţjem, s snegom, z meglo ali
usedanjem), z razpadanjem organskega materiala (v prsti in usedlini) ali zaradi dotoka s
kmetijskih površin (kmetje dodajajo dušikova umetna gnojila, ki jih deţ spere iz prsti).
Dušik, ki se sprosti pri razkrajanju ţivalskih izločkov, odmrlih rastlin in ţivali hitro
porabijo rastline. Kadar se v jezerih ali vodotokih zveča količina omejujočega nutrienta,
kot je dušik, postane voda obogatena, kar ima za posledico pospešeno rast alg in drugačnih
rastlin. Ta proces obogatitve vode imenujemo evtrofikacija. Pretirana rast rastlin povzroči
spremembo okusa in vonja pri vodi, ki jo uporabljamo za pitje, ali lahko neugodno vpliva
na ribe in druge vodne ţivali. Skrb zaradi povišane količine dušika ali fosforja v vodi je
pogosto vezana na izlivanje odplak. Koncentracijo nitratov izraţamo z dušikovim nitratom
(NO3N) v miligramih na liter (to je 14 g dušika na mol NO3) in nikoli kot NO3 (kar je 62 g
na mol NO3). Koncentracijo nitrita izrazimo kot količino dušikovega nitrita mg/l. Večina
naravnih voda ima raven nitrata pod 1 mg/l dušikovega nitrata, v nekaterih področjih pa
najdemo do 10 mg/l dušikovega nitrata. Nitrat zelo teţko neposredno merimo, zato ga
reduciramo do nitrita in izmerimo končno koncentracijo nitrita. Meritev zato pove skupno
količino nitrita (če je prisoten) in nitrata. Ker nas zanima nitrat, je potrebno izmeriti tudi
izvorni nitrit.
Postavitev eksperimenta
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
45
Slika 20: Izvedba eksperimenta Dušikove spojine (foto: Sanja Ţgavc, 28. 8. 2011).
Pričakovani rezultati
Slika 21: Vrednost amonija in nitrata v vodi iz potoka in v vodi izpod pipe.
Priporočila in dodatna literatura
Pred izvajanem meritev je potrebna kalibracija merilnikov za merjenje amonijevih in
nitratnih ionov v vodi. Po potrebi je priporočljivo menjati tudi membrane.
Dodatna literatura:
- Trošt Sedej. T., (2008). Ekosistem in okoljske spremembe. V Ekosistemi –
povezanost ţivih sistemov. Mednarodni posvet Biološka znanost in druţba.
Ljubljana, 2.–3. oktober 2008. Zbornik prispevkov. Pridobljeno 16. 6. 2011:
http://www.zrss.si/bzid/ekosistemi/gradiva/Zbornik_ekosistemi08.pdf;
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
46
- Vovk Korţe, A., Bricelj, M., (2004). Vodni svet Slovenije: priročnik za
interdisciplinarno proučevanje voda. Ljubljana: Zveza geografskih društev
Slovenije; Maribor: Pedagoška fakulteta.
3.2.5 Fotosinteza in dihanje rastlin
Teoretske osnove
Krajnčič (2008) navaja, da je fotosinteza najpomembnejši ţivljenjski proces, ki ga lahko
poenostavljeno opišemo na sledeč način: iz ogljikovega dioksida, ki ga sprejmejo iz zraka,
in vode, gradijo rastline v svojih kloroplastih, s pomočjo sončne energije, preproste
ogljikove hidrate:
6 CO2 + 12 H2O +647 X 4,2 kJ - - klorofil → C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
Fotosinteza je pomembna zato, ker pri njej nastajajo organske snovi iz anorganskih –
organske snovi rabijo za hrano, nastaja pa tudi kisik, ki je pomemben za dihanje.
Tome (2006) navaja, da je za zelene rastline svetloba nenadomestljiv vir energije za
fotosintezo. S povečevanjem jakosti svetlobe se fotosinteza povečuje, dokler ne pride do
zasičenja, ko se obseg fotosinteze kljub nadaljnjemu povečevanju sevanja ustali. Omejujoč
dejavnik postane količina CO2. Difuzija molekul skozi listne reţe postane prepočasna,
prepočasno je tudi sprejemanje CO2, pri katerem sodeluje encim rubisco. Pri nekaterih
rastlinah pride do zasičenja ţe pri majhnih jakostih maksimalne dnevne osvetljenosti, kar
pomeni, da lahko fotosintezo normalno opravljajo, tudi če so delno zasenčene. Pri
nadaljnjem povečevanju jakosti sevanja pride pri nekaterih rastlinah do zmanjševanja
fotosinteze ali inhibicije, kar je povezano s spremembami, ki nastanejo zaradi povišane
temperature v rastlinah, zaradi nesposobnosti rastlin, da uporabijo tako velike količine
svetlobe itd. Ogljikov dioksid je glavni substrat za fotosintezo in vir ogljika za sintezo
organske snovi. Hitrost fotosinteze je odvisna od regeneracije sprejemnika za ogljikov
dioksid v celici, ki je običajno ribuloza bifosfat (RuP2). Dokler je RuP2 v prebitku, se
sinteza organske snovi ob povečevanju količine ogljikovega dioksida povečuje linearno.
Ob velikih koncentracijah postane regeneracija RuP2 prepočasna in hitrost fotosinteze ne
narašča več (saturacijski efekt). Hitrost fotosinteze zmanjša tudi povečana koncentracija
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
47
O2, ki z ogljikovim dioksidom tekmuje za isto mesto vezave na RuP2 . Proces vezave kisika
namesto ogljikovega dioksida imenujemo fotorespiracija.
Podobno navaja tudi Krajnčič (2008): V ozračju se nahaja od 0,01 do 0,03-0,04 % CO2. To
pomeni, da je CO2 tisti ekološki faktor, ki se nahaja v minimumu in zato odločilno vpliva
na fotosintezo. Če v pokritih gredah in rastlinjakih povečamo koncentracijo CO2 na 0,1 %,
se fotosinteza poveča za 3-krat. Pri nadaljnjem povečevanju koncentracije CO2 pa moramo
povečati tudi jakost svetlobe, količino vode in mineralnih snovi.
Postavitev eksperimenta
Slika 22: Izvedba eksperimenta Fotosinteza in dihanje rastlin (foto: Sanja Ţgavc, 26. 8. 2011).
Pričakovani rezultati
Fotosinteza
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
48
Slika 23: Spreminjanje vrednosti O2 in CO2 pri fotosintezi.
Dihanje rastline
Slika 24: Spreminjanje vrednosti O2 in CO2 pri dihanju rastline.
Priporočila in dodatna literatura
Pred izvajanem meritev je potrebno »segrevanje« merilnika za merjenje CO2 v zraku. To
pomeni, da je potrebno merilnik vključiti v vmesnik in počakati vsaj 90 sekund, preden
začnemo z beleţenjem meritve. V nasprotnem primeru se lahko zgodi, da bodo vrednosti
napačne. Pozorni pa moramo biti tudi na skladiščenje in uporabo merilnika za merjenje O2
v zraku, saj mora vedno biti v vertikalnem poloţaju.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
49
Dodatna literatura:
- Tome, D., (2006). Ekologija: organizmi v prostoru in času. Ljubljana: Tehniška
zaloţba Slovenije;
- Krajnčič. B., (2008). Fiziologija rastlin. Maribor: Fakulteta za kmetijstvo in
biosistemske vede, (v Mariboru: Tiskarna tehniških fakultet).
3.2.6 Transpiracija rastlin
Teoretske osnove
Tome (2006) navaja, da imajo rastline okoli 85–90 % vode, v semenih je vode običajno
manj kot 15 %. Največ vode rastline izgubijo skozi listne reţe, ki morajo biti odprte, saj
skoznje prihaja CO2, ki ga potrebujejo za fotosintezo. Izgubo vode skozi reţe imenujemo
transpiracija, stanje organizma s podpovprečno količino vode v telesu pa dehidracija.
Rastline se prilagajajo na sušo z mehanizmi za bolj učinkovito izkoriščanje vode (npr.
globoke korenine, kjer ni površinske vode, ali plitev in širok koreninski sistem v območjih
s pogostimi, a kratkotrajnimi padavinami) in z mehanizmi za zmanjševanje izgub vode
(npr. zmanjševanje listne površine, odmetavanje listov v sušnem obdobju, listne reţe so
ugreznjene v epidermido ali odprte le takrat, ko so izgube vode majhne, površine listov in
stebla so povoščeni ali dlakasti, kar zmanjšuje izgubo vode).
Postavitev eksperimenta
Slika 25: Izvedba eksperimenta Transpiracija pri rastlinah (foto: Sanja Ţgavc, 1. 9. 2011).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
50
Pričakovani rezultati
Slika 26: Spreminjanje vrednosti relativne zračne vlage
Priporočila in dodatna literatura
Pozorni moramo biti, da pri izvajanju meritev ne pride do spremembe temperature v
vrečki, saj je vrednost relativne zračne vlage odvisna od količine absolutne zračne vlage v
zraku pri določeni temperaturi. Temu je vzrok dejstvo, da zrak lahko pri različnih
temperaturah sprejme večjo oz. manjšo količino vlage. Absolutna zračna vlaga je tako
numerično izraţena količina vode v zraku, medtem ko je relativna zračna vlaga odstotni
izraz količine vode, ki jo lahko zrak sprejme (npr. 80 %). Torej, če se tekom meritve
temperatura zraka spremeni, meritev ne bo merodajna.
Dodatna literatura:
– Tome, D., (2006). Ekologija: organizmi v prostoru in času. Ljubljana: Tehniška
zaloţba Slovenije.
– Transpiracija pri rastlinah. (b.d.). Pridobljeno 25. 7. 2011:
http://sl.wikipedia.org/wiki/Transpiracija.
3.2.7 Nastanek letnih časov
Teoretske osnove
Lovrenčak (1996) navaja, da med najvaţnejše posledice revolucije in nagnjenosti Zemljine
osi spada pojav letnih časov. Ločimo astronomske in klimatske letne čase. Z izrazom
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
51
astronomski letni čas označujemo čas, ki mine od navideznega prehoda Sonca od ene do
druge kardinalne točke. Glede na to ločujemo štiri letne čase:
- od spomladanskega enakonočja do poletnega solsticija – astronomsko pomlad (od
ok. 21. marca do ok. 22. junija);
- od poletnega solsticija do jesenskega ekvinokcija – astronomsko poletje (od ok. 22.
junija do ok. 23. septembra);
- od jesenskega enakonočja do zimskega solsticija – astronomska jesen (od ok. 23.
septembra do ok. 21. decembra);
- od zimskega solsticija do spomladanskega enakonočja – astronomsko zimo (od ok.
21. decembra do ok. 21. marca).
Taka razporeditev letnih časov velja za severno poluto. Na juţni poluti so razvrščeni
obratno, npr. ko je na severni poluti pomlad, je na juţni jesen itn. Astronomska pomlad na
severni oziroma jesen na juţni poluti se pričneta takrat, ko se Zemlja nahaja v točki, kjer
njena pot seka ravnino nebesnega ekvatorja, Sonce pa v točki, kjer ekliptika seka to
ravnino. Zaradi te lege se Sonce nahaja v zenitu nad Zemljinim ekvatorjem (slika 54).
Vpadni kot njegovih ţarkov znaša 90°. Dolţina dneva in noči ter vpadni kot Sončevih
ţarkov se drugod na Zemlji spreminjata z geografsko širino. Količina svetlobe in toplote,
ki jo dobiva Zemlja od Sonca, je enaka na severni in juţni poluti. Po 21. marcu se Zemlja
giblje do poletnega solstcija (21. junija). Tedaj se zaradi nagnjenosti severnega tečaja proti
Soncu ta nahaja v zenitu nad severnim povratnikom. Nad horizonti krajev na severni poluti
doseţe najvišjo točko in vpadni kot ţarkov je največji. Zato se segrevanje poveča in zračne
temperature naraščajo od ekvatorja proti severnemu tečaju in upadajo proti juţnemu. Na
severni poluti je najdaljši dan in najkrajša noč. 21. junija se začne astronomsko poletje, na
juţni poluti pa astronomska zima. Astronomsko poletje traja na severni poluti, dokler
Zemlja ne doseţe jesenskega ekvinokcija, 23. septembra. Tako kot spomladi se nahaja
Zemlja na ta dan v presečišču nebesnega ekvatorja in revolucijske poti. Sončevi ţarki zopet
padajo pravokotno na Zemljin ekvator in toplota je enakomerno razporejena na obeh
polutah. Na severni poluti se začne astronomska jesen, na juţni pa spomlad. Po 23.
septembru se Zemlja giblje proti točki zimskega solsticija. Juţni tečaj je najbolj obrnjen k
Soncu 21. decembra. Zemlja se nahaja v točki zimskega solsticija. Sonce se nahaja v zenitu
nad juţnim povratnikom. Zaradi najvišje višine Sonca nad horizonti juţne polute se ta
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
52
močno segreva in temperature naraščajo, na severni poluti pa upadajo. Zato se na juţni
poluti začne astronomsko poletje, na severni pa zima. Na juţni poluti je najdaljši dan in
najkrajša noč na severni pa obratno. Astronomska zima traja do 21. marca, ko Zemlja
ponovno pride v ekvinokcijsko točko.
Tome (2006) pa dodaja, da so dnevne razlike v sevalni količini posledica kroţenja Zemlje
okoli osi (menjavanje dneva in noči). Sezonske razlike so posledica kroţenja Zemlje okoli
Sonca in nagnjenosti osi (menjavanje letnih časov). Ob spomladanskem in jesenskem
enakonočju je Sonce pravokotno nad ekvatorjem. Sevalne razmere so v obeh sezonah
enake. Vsi kraji imajo 12 ur dan in 12 ur noč. V času zimskega solsticija je Sonce
pravokotno nad juţnim povratnikom (23° 30’ juţne geografske širine). Bolj severno ali
juţno od povratnika padajo ţarki na površino pod kotom, zato ti kraji prejmejo manj
sevanja na površino. Kraje, ki leţijo točno na severnem polarnem krogu (66° 30’ severne
geografske širine), obsevajo sončni ţarki pod kotom 0°, tisti, ki so bolj severno, kljub
obračanju Zemlje okoli svoje osi neposrednega Sončevega sevanja ne prejmejo, imajo
polarno noč. Nasprotno so kraji juţno od juţnega povratnika deleţni 24-urnega Sončevega
obsevanja, in imajo polarni dan. V času poletnega solsticija je Sonce pravokotno nad
severnim povratnikom (23° 30’ severne geografske širine) in razmere med severnim in
juţnim polom so ravno obratne kakor v času zimskega solsticija.
Postavitev eksperimenta
Slika 27: Izvedba eksperimenta Nastanek letnih časov (foto: Sanja Ţgavc, 4. 9. 2011).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
53
Pričakovani rezultati
Slika 28: Rezultat merjenja jakosti svetlobe pri različnih poloţajih Zemlje.
Priporočila in dodatna literatura
Pozorni moramo biti, da nastavimo na lux-metru jakostni razred, ki nam omogoča
opravljanje meritve v najboljši resoluciji, saj nam merilnik omogoča nastavitev treh
jakostnih razredov z različnimi resolucijami.
Dodatna literatura:
- Lovrenčak, F. (1996). Matematična geografija. Ljubljana : Filozofska fakulteta;
- Tome, D., (2006). Ekologija: organizmi v prostoru in času. Ljubljana: Tehniška
zaloţba Slovenije.
3.2.8 Nastanek toplotnih pasov na Zemlji
Teoretske osnove
Lovrenčak (1996) je dejal, da sončevi ţarki ne padajo povsod na Zemljo pod enakim
kotom, zato se njeno površje segreva neenakomerno. Vzroki izvirajo iz okrogle oblike
Zemlje, njene revolucije in nagnjenosti njene osi proti ravnini, po kateri se giblje okoli
Sonca. Zaradi teh vzrokov se osvetlitev in segrevanje Zemljinega površja spreminja. Za
segrevanje je zelo pomemben vpadni kot Sončevih ţarkov. Čim manjši je ta kot, isti snop
ţarkov segreva večjo površino in jo segreje slabše ter obratno. V teku leta se stalno
spreminja višina Sonca, ki odločilno vpliva na vpadni kot njegovih ţarkov.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
54
Tome (2006) pa navaja, da različni kraji na Zemlji prejmejo različne količine Sončevega
sevanja. Kjer sončni ţarki padajo pravokotno, prejme zemeljska površina največ energije.
Večji ko je kot obsevanja glede na površino, manj energije prejme, ker se energija
razporedi po večji površini. Deleţ zmanjšanja zaradi kota obsevanja je enak sinusu
vpadnega kota (intenziteta sevanja = sin). Ob vpadnem kotu 70° npr. dobi območje v
primerjavi s tistim, kjer je sevanje pod pravim kotom 94 % energije, ob vpadnem kotu 30°
pa le še polovico toliko. Kadar Sončevo sevanje pada pod kotom, ima tudi daljšo pot skozi
atmosfero, kar še poveča deleţ odbitega in absorbiranega sevanja proti deleţu, ki preseva.
Pričakovani rezultati
Slika 29: Rezultat merjenja jakosti svetlobe pri različnih naklonih površja.
Priporočila in dodatna literatura
Pozorni pa moramo biti, da nastavimo na lux-metru jakostni razred, ki nam omogoča
opravljanje meritve v najboljši resoluciji, saj nam merilnik omogoča nastavitev treh
jakostnih razredov z različnimi resolucijami.
Dodatna literatura:
- Lovrenčak, F. (1996). Matematična geografija. Ljubljana: Filozofska fakulteta;
- Tome, D., (2006). Ekologija: organizmi v prostoru in času. Ljubljana: Tehniška
zaloţba Slovenije.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
55
3.2.9 Razlike v količini CO2 med mestom in podeželjem
Teoretske osnove
»Ogljikov dioksid (CO2) se v ozračje sprošča pri naravnih procesih v rastlinskem in
ţivalskem svetu in pri kurjenju fosilnih goriv in drugih materialov. Delno se CO2 iz ozračja
izloči s fotosintezo, delno pa ga iz ozračja vsrkajo oceani. Povišano koncentracijo CO2 v
ozračju obravnavamo kot glavnega povzročitelja trenutnega segrevanja podnebja. CO2
nastaja v motornem prometu, v termoelektrarnah, kotlarnah« Globalno segrevanje (b. d. ).
»Vzroki za porast koncentracij CO2 so :
uporaba fosilne energije, izgorevanje premoga, nafte predvsem pa veliko prispeva
promet;
nazadovanje vegetacije (predvsem krčenje tropskih deţevnih gozdov in iglastih gozdov v
zmernih širinah);
kurjenje lesa, poţigalništvo (v drţavah v razvoju) Globalno segrevanje (b. d. ).«
Tome (2006) pa dodaja še, da se je koncentracija ogljikovega dioksida v zraku spreminjala
tudi v geološkem času. Danes je povprečna koncentracija okoli 350 ppm (delov
miljoninke), leta 1750 je bila koncentracija okoli 280 ppm. Povečanje je predvsem
posledica kurjenja fosilnih goriv in zmanjševanja površine gozdov, ki bi lahko sprejela
povečane koncentracije plina. Posledice povečane koncentracije za ekosisteme v
prihodnjih desetletjih so nenapovedljive.
Pričakovani rezultati
Slika 30: Razlika v količini CO2 med mestom in podeţeljem.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
56
Priporočila in dodatna literatura
Pred izvajanem meritev je potrebno »segrevanje« merilnika za merjenje CO2 v zraku. To
pomeni, da je potrebno merilnik vključiti v vmesnik in počakati vsaj 90 sekund, preden
začnemo z beleţenjem meritve. V nasprotnem primeru se lahko zgodi, da bodo vrednosti
napačne.
Dodatna literatura:
- Tome, D., (2006). Ekologija: organizmi v prostoru in času. Ljubljana: Tehniška
zaloţba Slovenije;
- Maslin, M. (2007). Globalno segrevanje (zelo kratek uvod). Ljubljana: Krtina;
- Trošt Sedej. T., (2008). Ekosistem in okoljske spremembe. V Ekosistemi –
povezanost ţivih sistemov. Mednarodni posvet Biološka znanost in druţba.
Ljubljana, 2.–3. oktober 2008. Zbornik prispevkov. Pridobljeno 16. 6. 2011:
http://www.zrss.si/bzid/ekosistemi/gradiva/Zbornik_ekosistemi08.pdf;
- Kajfeţ Bogataj. L., (2008). Globalno ogrevanje: podnebne spremembe so že tu. V
Ekosistemi – povezanost ţivih sistemov. Mednarodni posvet Biološka znanost in
druţba. Ljubljana, 2.–3. oktober 2008. Zbornik prispevkov. Pridobljeno 16. 6.
2011: http://www.zrss.si/bzid/ekosistemi/gradiva/Zbornik_ekosistemi08.pdf.
3.2.10 Segrevanje kopnega in morij
Teoretske osnove
»Večina toplote pride na Zemljo s Sonca, zato se globalne toplotne razmere spreminjajo
podobno, kot se spreminja sevanje. V letnem povprečju največ toplote prejmejo kraji v
tropskem pasu, najmanj kraji v polarnem. V tropskem pasu so sezonska nihanja temperatur
relativno nizka, dnevna nihanja pa relativno velika. V polarnem pasu so sezonska nihanja
temperatur velika, dnevna pa, predvsem v času polarne noči in dneva, majhna. Spremembe
v atmosferi, kot sta oblačnost ali megla, vplivajo na razmere med odbitim, presevnim in
absorbiranim delom Sončevega sevanja in s tem tudi na temperaturo pri tleh. Ob vetru ali v
deţju se toplota v tleh hitreje odvaja v višje plasti atmosfere kot ob mirnem, suhem
vremenu. Voda ima večjo toplotno kapaciteto kot kopno, zato imajo kraji ob velikih
vodnih telesih ob toplem vremenu niţjo temperaturo kot bolj oddaljeni kraji. Nasprotno, ob
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
57
hladnem vremenu in ponoči, ko se kopno ohladi, voda še dolgo oddaja spravljeno toploto
in s tem ogreva tudi okolico« (Tome, 2006).
Postavitev eksperimenta
Slika 31: Izvedba eksperimenta Segrevanje kopnega in morij (foto: Sanja Ţgavc, 24. 8. 2011).
Pričakovani rezultati
Slika 32: Segrevanje vode in prsti.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
58
Priporočila in dodatna literatura
Priporočljivo je, de se obe meritvi (v vodi in zemlji) izvajata sočasno. V nasprotnem
primeru je potrebna previdnost pri nastavljanju oddaljenosti čaše od vira toplote, saj lahko
nepravilnosti vplivajo na rezultate.
Dodatna literatura:
- Prispevek povzet po veliki ilustrirani enciklopediji Zemlja, avtorja J. F. Luhr-a,
(2008). Ljubljana. Mladinska knjiga. Pridobljeno 23. 6. 2011 iz:
http://www.energap.si/uploads/podnebje_1_%20clanek.pdf
3.3. Izročki laboratorijskih vaj za učence
3.3.1 Zmrzovanje slane in sladke vode
Teoretske osnove
Voda ima največjo gostoto (1000 kg/m3) pri 4° C. Pod 0° C nastane led, torej zmrznjena
voda v trdem agregatnem stanju. Ko voda zmrzne v led, se razširi, zato je led redkejši od
vode in plava na njej. Zaradi raztopljenih soli morska voda zamrzne pri –1,8° C.
Naloga
S pomočjo merilnika za merjenje temperature razišči razlike med zmrzovanjem slane in
sladke vode.
Na razpolago imaš naslednje pripomočke
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje
temperature
Epruvete
Ledeno kopel ali zamrzovalnik
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
59
Skiciraj eksperiment, v katerem boš spremljal zmrzovanje vode
Navodilo
1. V epruveto nalij 1 ml vode izpod pipe (sladka voda).
2. Epruveto daj v ledeno kopel ali zamrzovalnik.
3. Meritev izvajaj 30 min.
4. Ponovi s slano vodo (dodaj ščepec soli).
Analiza in diskusija
1. Iz dobljenih meritev opiši, kako se merjene vrednosti spreminjajo skozi čas. Kakšne
so razlike med krivuljama?
2. Kakšne rezultate bi dobili, če bi meritev opravljali dlje časa.
3. Kako se spreminjajo krivulje v trenutku, ko vodi zamrzneta? Kaj je vzrok temu?
4. Kakšne posledice ima ugotovljena lastnost vode v naravi? Ali bi bila morja pozimi
bolj prekrita z letom, če ne bi bila voda slana?
3.3.2 Vpliv hitrosti vodnega toka in temperature vode na količino
raztopljenega kisika v vodi
Teoretske osnove
Kisik prehaja v vodo neposredno z difuzijo iz zraka in ob fotosintezi vodnih rastlin,
odvisna pa je tudi od količine sončne energije, ki jo absorbira voda, temperature prsti in
zraka v okolici. Topnost kisika v vodi je odvisna od temperature. Pri 30° C ga je lahko
največ 7,5 mg/l (ppm), pri 20° C okoli 9,1, pri 10° C 11,3 in pri 0° C okoli 14,6 mg/l.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
60
Naloga
S pomočjo merilnika za merjenje rečnega pretoka, merilnika za merjenje raztopljenega
kisika v vodi in temperaturnega merilnika razišči vpliv hitrosti vodnega toka in
temperature na količino raztopljenega kisika v vodi.
Na razpolago imaš naslednje pripomočke
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje rečnega pretoka
Merilnik za merjenje raztopljenega
kisika v vodi
Temperaturni merilnik
Skiciraj eksperiment, v katerem boš spremljal vpliv hitrosti vodnega toka in
temperature na količino raztopljenega kisika v vodi.
Navodilo
Merjenje rečnega pretoka
1. Izberi mesto v vodotoku, kjer je oblikovana brzica.
2. V vodo vstavi merilnik za merjenje rečnega pretoka.
3. Izvedi meritev.
V kolikor nimamo na razpolago merilnika za merjenje rečnega pretoka, lahko hitrost
vodnega toka izmerimo tako, da si izberemo odsek reke dolg 10 m. Na začetku odseka
spustimo v vodo plavajoč predmet (kos palice, list ...) in izmerimo čas, ki ga predmet
potrebuje do konca odseka. Meritev ponovimo trikrat in izračunamo hitrost po formuli:
hitrost (m/s) = dolţina odseka (m)/ povprečen čas (s).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
61
Merjenje raztopljenega kisika v vodi
1. Meritev opravi na istem mestu kot pri merjenju rečnega pretoka.
2. V vodo vstavi merilnik za merjenje količine raztopljenega kisika v vodi.
3. Izvedi meritev.
Merjenje temperature vode
1. Meritev opravi na istem mestu kot merjenju rečnega pretoka in količine
raztopljenega kisika v vodi.
2. V vodo vstavi merilnik za merjenje temperature vode.
3. Izvedi meritev.
Rezultati
Meritev 1
PARAMETER Vrednost Vrednost Vrednost
Hitrost vodnega toka m/s m/s m/s
Temperatura ° C ° C ° C
Raztopljen kisik mg/l mg/l mg/l
Meritev 2
PARAMETER Vrednost Vrednost Vrednost
Hitrost vodnega toka m/s m/s m/s
Temperatura ° C ° C ° C
Raztopljen kisik mg/l mg/l mg/l
Analiza in diskusija
1. Iz dobljenih meritev opiši vpliv hitrosti vodnega toka in temperature na količino
raztopljenega kisika v vodi.
2. Iz dobljenih rezultatov sklepaj, kakšne bi bile vrednosti raztopljenega kisika v vodi,
če bi se temperature spremenila.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
62
3.3.3 Vpliv pH vode na aktivnost mikroorganizmov
Teoretske osnove
pH je mera za količino kislin v vodi. Pravzaprav pa merimo koncentracijo vodikovih ionov
v vodi. pH vode vpliva na večino kemičnih procesov v vodi. Čista voda (ki ni v stiku z
zrakom) ima pH 7. Voda z nečistočami ima pH 7, če sta količini kisline in baze popolnoma
enaki in uravnoteţeni. Če je pH pod 7, je preseţek kisline, če pa je pH nad 7, je preseţek
baze v vodi.
Naravna, neonesnaţena deţevnica ima pH med 5 in 6, torej ima tudi deţevnica na najmanj
onesnaţenih delih Zemlje nekaj naravne kislosti. Ta naravna kislost je posledica
ogljikovega dioksida v zraku, ki se raztopi v deţevnih kapljicah. Destilirana voda, ki je
uravnoteţena, izenačena z zrakom, ima isti pH. Najbolj kisel deţ ima pH okrog 4, izmerili
pa so tudi ţe mesto megle, ki je imela pH 2. Večina jezer in vodotokov ima pH med 6,5 in
8,5, redko med 3 in 10.
Naloga
S pomočjo pH merilnika ter merilnikov za merjenje raztopljenega kisika v vodi ugotovi
vpliv pH vode na aktivnost mikroorganizmov v potoku.
Pripomočki
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje
raztopljenega kisika v vodi
pH merilnik
Čaša
Destilirana voda
Navodilo
Meritev 1: Merjenje količine raztopljenega kisika v vodi izbranega vodotoka
1. V izbranem vodotoku zajemi vzorec vode v čašo.
2. V vodo vstavi merilnik za merjenje raztopljenega kisika v vodi in pH merilnik.
3. Izvedi meritev.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
63
Rezultati meritve 1
MERITEV 2: Merjenje količine raztopljenega kisika v vodi izbranega vodotoka, ki
smo ji spremenili pH
1. V izbranem vodotoku zajemi vzorec vode v čašo.
2. Vodi dodaj enako količino destilirane vode.
3. V vodo vstavi merilnik za merjenje raztopljenega kisika v vodi in pH merilnik.
4. Izvedi meritev.
Rezultati meritve 2
Analiza in diskusija
1. Iz spremembe količine raztopljenega kisika v vodi razloţi vpliv pH vode na aktivnost
mikroorganizmov v vodi.
2. Ali lahko iz spremembe sklepaš, kateri organizmi se nahajajo v vodi (ali gre za
avtotrofne ali za heterotrofne organizme)?
3. Iz dobljenih rezultatov sklepaj, kakšne bi bile vrednosti raztopljenega kisika v vodi, če
bi pH še bolj spremenili.
3.3.4 Dušikove spojine (NO3-, NO2
-, NH4
+)
Teoretske osnove
V vodi se nahaja dušik v najrazličnejših oblikah. To so lahko organske snovi, nitrati (NO3),
nitriti (NO2-), amonij (NH4
+) pa tudi raztopljene molekule dušika. Izmed teh so navadno
najpomembnejši nitrati. V vodi so modrozelene cepljivke sposobne pretvoriti N2 v
amoniak in nitrat. Za ţivali je dušik pomemben pri tvorbi proteinov. Dobijo ga tako, da se
PARAMETER Vrednost
pH
Raztopljen kisik mg/l
PARAMETER Vrednost
pH
Raztopljen kisik mg/l
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
64
hranijo z rastlinami, ki uporabijo pretvorjen dušik. Ko rastline in ţivali poginejo, bakterije
začnejo razkrajati proteine. Razčlenijo jih do amoniaka, druge bakterije pa nato oksidirajo
amoniak v nitrit in nitrat. V primeru pomanjkanja kisika bakterije pretvorijo nitrat
amoniak. Nitrit pride v vodo iz zraka z razpadanjem organskega materiala, pogosto pa je
tudi izpiranje umetnih gnojil s kmetijskih površin. Posledice prevelike koncentracije
dušikovih spojin so podobne kot v primeru prevelike količine fosforja. To je pomanjkanje
kisika in posledično manj ţivih organizmov v vodi. Povečanje količine hranilnih snovi v
vodi imenujemo evtrofikacija. Z analizo dušikovih spojin lahko ugotovimo čas
onesnaţenja. Če je v vodi več amonijevih ionov in organskega dušika, je voda sveţe
onesnaţena. Če pa je v vodi več nitratov, pa je to pokazatelj starejših onesnaţenj
Naloga
S pomočjo merilnika za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini in merilnika za
merjenje nitratnih ionov v vodni raztopini razišči vrednosti dušikovih spojin v pitni vodi
ter v vodi iz vodotoka.
Pripomočki
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje amonijevih
ionov v vodni raztopini
Merilnik za merjenje nitratnih
ionov v vodni raztopini
Čaše
Navodilo
Merjenje amonijevih ionov
Merjenje amonijevih ionov v izbranem vodotoku
1. V izbranem vodotoku zajemi vzorec vode v čašo.
2. V vodo vstavi merilnik za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini.
3. Izvedi meritev.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
65
Merjenje amonijevih ionov v pitni vodi
1. V čašo nalij vzorec vode izpod pipe.
2. V vodo vstavi merilnik za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini.
3. Izvedi meritev.
Rezultati meritve amonijevih ionov
PARAMETER Vir vsebnosti v vodi/nevarnosti Vodotok Pitna voda
Amoniak
(NH3)
Gnojnica, umetna gnojila
(organske snovi)/zelo strupen
mg/l
mg/l
Merjenje nitratnih ionov
Merjenje nitratnih ionov v izbranem vodotoku
1. V izbranem vodotoku zajemi vzorec vode v čašo.
2. V vodo vstavi merilnik za merjenje nitratnih ionov v vodni raztopini.
3. Izvedi meritev.
Merjenje nitratnih ionov v pitni vodi
1. V čašo nalij vzorec vode izpod pipe.
2. V vodo vstavi merilnik za merjenje nitratnih ionov v vodni raztopini.
3. Izvedi meritev.
Rezultati meritve nitratnih ionov
PARAMETER Vir vsebnosti v vodi/nevarnosti Vodotok Pitna
voda
Nitrat (NO3-) Gnojila/strupen v visokih
koncentracijah hranila za
rastline/pretirana rast rastlin
(evtrofikacija)
mg/l
mg/l
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
66
Analiza in diskusija
VREDNOTENJE KAKOVOSTI VODE
Za učinkovitejše spremljanje stanja kakovosti voda se uporabljajo normativi, to so
zakonsko dopustne vrednosti vsebnosti posameznih sestavin. Tako ob koncu vsake
meritvene postaje izmerjene vrednosti posameznih parametrov vzorčne vode primerjajte z
normativnimi vrednostmi v priloţeni preglednici.
Parameter 1 Normativ
NO3
Pitna voda 25 mg/l
Mineralna voda 25 mg/l
Voda za dojenčke 10mg/l
Voda za ribe 20 mg/
NH4
Pitna voda 0,05 mg/l
Voda za dojenčke 0,50 mg/l
Voda za kopanje 0,10 mg/l
1. Iz dobljenih meritev ovrednoti kakovost vzorcev vode po zgornji tabeli.
V kolikor so dobljene vrednosti presegale dane normative, izračunaj za kolikokrat.
2. Iz dobljenih rezultatov sklepaj na vir onesnaţenja vode.
Ali gre za starejše ali novejše onesnaţenje?
Razišči vire onesnaţenja.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
67
3.3.5 Fotosinteza in dihanje rastlin
Teoretske osnove
Tabela 5: Fotosinteza in dihanje pri rastlinah (b. d.)
Naloga
S pomočjo merilnika za merjenje O2 v zraku in merilnika za merjenje CO2 v zraku razišči
dihanje in fotosintezo pri rastlinah.
Na razpolago imaš naslednje pripomočke
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje O2 v zraku
Merilnik za merjenje CO2 v
zraku
Prozorna plastična vreča
Vrvica
FOTOSINTEZA DIHANJE RASTLIN
PROCES - poteka samo na svetlobi
- dogaja se samo v zelenih rastlinah
- poteka nenehno
- dihajo vsa bitja
HRANA - se proizvaja - se razgrajuje
KISIK - nastaja v velikih količinah
- v zrak uhaja skozi listne reţe
- porablja se ga manj kot ga nastane
- iz zraka vstopa skozi listne reţe
OGLJIKOV
DIOKSID
- porablja se v velikih količinah
- iz zraka vstopa skozi listne reţe
- nastaja ga manj kot se ga porabi
- v zrak uhaja skozi listne reţe
ENERGIJA - izkorišča sončno energijo
- rastlini se poveča kemična energija
- v hrani shranjena energija se sprošča
- s pomočjo sproščene energije
potekajo ţivljenjski procesi v rastlini
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
68
Skiciraj eksperiment, v katerem boš spremljal spremembe koncentracij CO2 in O2
Navodilo
1. Izberi manjše drevo ali grm.
2. Eno vejo ovij s prozorno plastično vrečko.
3. V odprtino vrečke vstavi merilnike.
4. Z vrvico zaveţi odprtino.
5. Meritev izvajaj 10 min.
Analiza in diskusija
1. Iz dobljenih meritev opiši, kako se merjene vrednosti spreminjajo skozi čas.
Ali se vrednost O2 v zraku viša ali niţa? Kaj je vzrok temu?
Ali se vrednost CO2 v zraku viša ali niţa? Kaj je vzrok temu?
2. Kakšne rezultate bi dobili, če bi meritev opravljali dlje časa?
3. Ali bi bili rezultati drugačni, če bi meritev opravljali ponoči? Utemelji odgovor.
4. Kakšen bi bil vpliv na rezultate meritev, če bi meritve opravljali v različnih delih
dneva? Kaj pa v različnih letnih časih?
3.3.6 Transpiracija rastlin
Teoretske osnove
Transpiracija je izhlapevanje vode iz rastlin, zlasti iz listov. Transpiracija v listih poteka
skozi listne reţe. Transpiracijo rastlina uravnava z odpiranjem in zapiranjem listnih reţ.
Količina vode, ki jo rastlina izgubi s transpiracijo, je odvisna od jakosti svetlobe,
temperature, vlaţnosti ter vetra v njeni okolici in seveda od velikosti rastline. Tudi količina
vode v prsti in njena temperatura vpliva na odprtost listnih reţ – torej na transpiracijo.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
69
Naloga
S pomočjo merilnika za merjenje relativne vlage v zraku razišči transpiracijo pri rastlinah.
Na razpolago imaš naslednje pripomočke
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje relativne
vlage v zraku
Prozorna plastična vreča
Vrvica
Navodilo
1. Izberi manjše drevo ali grm.
2. Eno vejo ovij s prozorno plastično vrečko.
3. V odprtino vrečke vstavi merilnike.
4. Z vrvico zaveţi odprtino.
5. Meritev izvajaj 10 min, 2 vzorca na minuto.
Analiza in diskusija
1. Iz dobljenih meritev opiši, kako se merjena vrednost spreminja skozi čas.
Ali se vrednost relativne vlage v zraku viša ali niţa? Kaj je vzrok temu?
2. Iz dobljenih rezultatov sklepaj, kakšne rezultate bi dobili, če bi meritev opravljali dlje
časa.
3. Ali bi bili rezultati drugačni, če bi meritev opravljali ponoči? Utemelji odgovor.
3.3.7 Nastanek letnih časov
Teoretske osnove
Zemljina os je nagnjena za pribliţno 23°27', kar je vzrok dejstvu, da sončni ţarki ne
vpadajo povsod na Zemljo pod istim kotom. Kadar je severna polobla nagnjena proti
Soncu, sončni ţarki nanjo padajo bolj navpično kot na juţni, zato se bolj segreva. Na
severni polobli je tedaj poletje, na juţni pa zima. Zemlja pa se vrti tudi okoli Sonca in za en
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
70
obhod potrebuje nekaj manj kot 365 dni in 6 ur, pribliţno eno leto. Torej je Zemlja čez pol
leta natanko na drugi strani Sonca. Tedaj je juţna polobla nagnjena k Soncu in se bolj
segreva, severna pa stran od Sonca in se segreva manj. Severna polobla ima zimo, juţna pa
poletje.
Slika 33: Revolucija Zemlje (b. d.).
Naloga
Z merilnikom za merjenje jakosti svetlobe izmeri razlike v jakosti svetlobe na površju
Zemlje ob različnih letnih časih.
Pripomočki
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje intenzitete
svetlobe – luxmeter
Svetilka
Globus
Navodilo
Meritev 1: Položaj Zemlje dne 21. 3. in 23. 9.
Sončni ţarki padajo opoldne pravokotno na ekvator; Sonce je nad njim takrat v zenitu, obe
polobli sta enako osvetljeni, dan in noč sta enako dolga, zato tak poloţaj Zemlje
imenujemo enakonočje (spomladansko ali jesensko).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
71
Slika 34: Poloţaj Zemlje dne 21. 3. in 23. 9. (b. d).
1. Globus postavi tako, da bodo ţarki padali pravokotno na ekvator.
2. Priţgi svetilko.
3. Izvedi meritev tako, da počasi premikaš merilnik v poldnevniški smeri od
severnega proti juţnemu polu.
Meritev 2: Položaj Zemlje dne 21. 6.
Sončni ţarki padajo opoldne pravokotno na severni povratnik (23,5º s.g.š.); Sonce je nad
njim takrat v zenitu, severna polobla je nagnjena proti Soncu, je bolj osvetljena in prejme
več energije, zato je bolj ogreta, to točko pa imenujemo severni (poletni) obrat. Na S
polobli je dan takrat najdaljši in noč najkrajša (obratno na J); polarni dan je severno od
66,5º s.g.š. (severni tečajnik) in polarna noč juţno od 66,5º j.g.š. (juţni tečajnik).
Slika 35: Poloţaj Zemlje dne 21. 6. (b. d).
1. Globus postavi tako, da bodo ţarki padali pravokotno na severni povratnik.
2. Priţgi svetilko.
3. Izvedi meritev tako, da počasi premikaš merilnik v poldnevniški smeri od
severnega proti juţnemu polu.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
72
Meritev 3: Položaj Zemlje dne 21.12.
Sončni ţarki padajo opoldne pravokotno na juţni povratnik (23,5º j.g.š.). Sonce je nad njim
takrat v zenitu. Juţna polobla je nagnjena proti soncu, je bolj osvetljena in prejema več
energije, zato je bolj ogreta. To točko imenujemo juţni (zimski) obrat. Na J polobli je dan
takrat najdaljši in noč najkrajša (obratno na S); polarni dan je juţno od 66,5º j.g.š. ter
polarna noč severno od 66,5º s.g.š.
1. Globus postavi tako, da bodo ţarki padali pravokotno na juţni povratnik.
2. Priţgi svetilko.
3. Izvedi meritev tako, da počasi premikaš merilnik v poldnevniški smeri od
severnega proti juţnemu polu.
Slika 36: Poloţaj Zemlje dne 21. 12. (b. d).
Analiza in diskusija
1. Iz rezultatov razloţi vpliv vpadnega kota sončnih ţarkov na temperaturne razmere na
Zemlji.
2. Sklepaj kakšne so posledice nagnjene zemeljske osi. Ali bi se letni časi oblikovali tudi,
če ne bi bila os nagnjena? Odgovor utemelji!
3.3.8 Nastanek toplotnih pasov na Zemlji
Teoretske osnove
Ko opazujemo sončno obsevanje, ni vseeno, kje na zemeljski polobli se nahajamo. Sončni
ţarki namreč ne vpadajo povsod pod istim kotom. Bolj kot je vpadni kot sončnih ţarkov
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
73
bliţje pravokotnici na zemeljsko površino, bolj je vroče, saj se enak snop svetlobe
(energije) razporedi na manjšo površino in je tako na enoto površine na voljo več energije.
Bolj kot so sončni ţarki poševni, večjo površino
mora pokriti enak snop svetlobe in je zato na
enoto površine na voljo manj energije (glej
sliko).
Poleg tega mora sončni ţarek, ki pada poševno
na zemeljsko površino, narediti večjo pot skozi
atmosfero. Atmosfera pa nekaj svetlobe odbije,
nekaj vpije in nekaj razprši, tako da je moč
sončnih ţarkov še dodatno oslabljena.
Slika 37: Vpadni kot sončevih ţarkov (b.d).
Naloga
Z merilnikom za merjenje jakosti svetlobe izmeri razlike v jakosti svetlobe na površju
Zemlje z različnim vpadnim kotom sončevih ţarkov.
Pripomočki
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje intenzitete
svetlobe – luxmeter
Svetilka
Globus
Navodilo
Slika 38: Padanje sončevih ţarkov (b. d).
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
74
Meritev A: Vpadni kot 90º
Sončni ţarki padajo pravokotno na površino Zemlje
1. Merilnik postavi tako, da bodo ţarki padali pravokotno na površino Zemlje.
2. Priţgi svetilko.
3. Izvedi meritev.
Meritev B: Vpadni kot 60º
1. Merilnik postavi tako, da bodo ţarki padali na površino Zemlje pod kotom okoli
60ş.
2. Priţgi svetilko.
3. Izvedi meritev.
Meritev C: Vpadni kot 30º
1. Merilnik postavi tako, da bodo ţarki padali na površino Zemlje pod kotom okoli
30 ş.
2. Priţgi svetilko.
3. Izvedi meritev.
Rezultati meritev
Analiza in diskusija
1. Iz rezultatov razloţi vpliv vpadnega kota sončnih ţarkov na temperaturne razmere na
Zemlji.
2. Sklepaj, kakšne so posledice oblike Zemlje.
3. Ali nagnjenost površja tudi vpliva na vpadni kot sončevih ţarkov? Odgovor utemelji.
Osvetljenost
Meritev A lux
Meritev B lux
Meritev C lux
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
75
3.3.9 Razlike v količini CO2 med mestom in podeželjem
Teoretske osnove
»Ogljikov dioksid (CO2) se v ozračje sprošča pri naravnih procesih v rastlinskem in
ţivalskem svetu in pri kurjenju fosilnih goriv in drugih materialov. Delno se CO2 iz ozračja
izloči s fotosintezo, delno pa ga iz ozračja vsrkajo oceani. Povišano koncentracijo CO2 v
ozračju obravnavamo kot glavnega povzročitelja trenutnega segrevanja podnebja. CO2
nastaja v motornem prometu, v termoelektrarnah, kotlarnah« Globalno segrevanje (b. d. ).
»Vzroki za porast koncentracij CO2 so :
uporaba fosilne energije, izgorevanje premoga, nafte, predvsem pa veliko prispeva
promet;
nazadovanje vegetacije (predvsem krčenje tropskih deţevnih gozdov in iglastih gozdov v
zmernih širinah);
kurjenje lesa, poţigalništvo (v drţavah v razvoju) Globalno segrevanje (b. d. ).«
Naloga
S pomočjo merilnika za merjenje CO2 v zraku razišči razlike v količini CO2 v mestu in na
podeţelju.
Na razpolago imaš naslednje pripomočke
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje CO2 v
zraku
Skiciraj eksperiment, v katerem boš raziskal razlike v količini CO2 v mestu in na
podeželju.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
76
Navodilo
Meritev CO2 v središču večjega mesta
1. Izberi najmanj 3 mesta meritve v središču večjega mesta, ki so med sabo oddaljena
najmanj 1 km.
2. V zrak drţi merilnik za merjenje CO2 v zraku.
3. Izvedi meritev.
Meritev CO2 na podeželju
1. Izberi najmanj 3 mesta meritve, ki so od okoliških naselij odmaknjena najmanj 3 km.
2. V zrak drţi merilnik za merjenje CO2 v zraku.
3. Izvedi meritev.
Analiza in diskusija
1. Kakšne so razlike v izmerjenih vrednostih?
2. Opiši vpliv CO2 in drugih toplogrednih plinov na podnebje.
3. Sklepaj, kakšne so globalne posledice emisij toplogrednih plinov v okolje.
3.3.10 Segrevanje kopnega in morij
Teoretske osnove
Voda ima večjo toplotno kapaciteto kot zemlja, zato potrebuje več energije, da se segreje.
Prav tako pa akumulirano toploto bolje hrani, zato se tudi dlje časa ohlaja. Zemlja za
segrevanje potrebuje manj energije, vendar pa toploto hitreje izgubi.
Naloga
S pomočjo merilnika za merjenje temperature in vira toplote razišči razlike v hitrosti
segrevanja prsti in vode.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
77
Na razpolago imaš naslednje pripomočke
Vmesnik LabQuest
Merilnik za merjenje
temperature
Čaša
Prst
Voda
Vir toplote (svetilka).
Skiciraj eksperiment, v katerem boš preizkusil razlike v segrevanju vode in prsti.
Navodilo
1. V prvo čašo nalij vodo, v drugo čašo pa nadevaj prst.
2. V obe čaši vstavi temperaturna merilnika.
3. Čaši postavi k viru toplote.
4. Zbiranje podatkov nastavi na 10 min, v 30 s intervalu.
5. Izvajaj meritev.
6. Pred shranjevanjem podatkov poimenuj meritev.
7. Izračunaj spremembo temperature vode in zemlje.
8. Podatke prenesi v računalnik.
Rezultati
Začetna temperatura Končna temperatura Sprememba
temperature
Prst Voda
Analiza in diskusija
1. Iz dobljenih meritev opiši, kako se merjena vrednost spreminja skozi čas. Ali se je
hitreje segrevala prst ali voda? Kaj je vzrok temu?
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
78
2. Iz dobljenih rezultatov sklepaj, kakšne rezultate bi dobili, če bi meritev opravljali še
potem, ko smo odstranili vir toplote. Ali bi se prej ohladila prst ali voda? Utemelji
odgovor.
3. Kakšne so posledice ugotovljenih lastnosti kopnega in morij za podnebje? Razmisli o
različni podnebjih, ki jih poznamo na Zemlji.
4 Diskusija
Ugotovili smo, da se medpredmetno povezovanje v praksi le redkokdaj načrtuje, primeri
dobre praske so bolj izjema kot pravilo. Vendar pa menimo, da je kljub večjemu vloţku
truda s strani učitelja vredno pri načrtovanju pouka pomisliti tudi na korelacije z drugimi
predmeti. V diplomskem delu je izpostavljena medpredmetna povezava biologije in
geografije, kjer vidimo, da se nekatera področja znanj ujemajo in medsebojno
dopolnjujejo. Ţe v učnih načrtih obeh predmetov so nakazani načini medpredmetne
povezave, vendar pa je sama izvedba prepuščena iznajdljivosti učiteljev. Največkrat se ta
korelacija pri pouku le omeni in nakaţe, dejansko povezovanje pa je še vedno v veliki meri
odvisno od učencev samih.
Primerjava učnega načrta za biologijo in učnega načrta za geografijo je pokazala, da se
največ povezav lahko najde na področjih voda, rastlinstva, ekologije, podnebij, podnebnih
sprememb in trajnostnega razvoja. Kljub temu, da učni cilji niso povsem identični, se lahko
objektivno primerjajo in vključijo v enega izmed zgornjih sklopov. Iz tega razloga sem
mnenja, da se lahko na podlagi teh rezultatov oblikujejo sklopi nalog in eksperimentov, ki
bodo zadovoljevali tako cilje biologije kot geografije. S tem bi se dvignila kakovost pouka
in trajnost znanj, obenem pa je takšen pouk tudi za dijake bolj zanimiv, saj vsebuje
eksperimentalno delo. Da si ga dijaki v šolah ţelijo, sta dokazala Šorgo in Špernjakova
(2007), ki sta ugotavljala, česa si dijaki pri pouku biologije najbolj ţelijo in ugotovila, da bi
več kot četrtina dijakov ţelela več laboratorijskega in terenskega dela. Vključevanje
laboratorijskega in terenskega dela v pouk je v največji meri domena učiteljev, deloma tudi
učnih načrtov. Dijaki bi si ţeleli več laboratorijskega dela, za katerega je znano, da lahko
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
79
ključno prispeva k doseganju višjih (kakovostnejših) ciljev znanja, a le malo prispeva k
niţjim nivojem znanja, ki pa jim daje prednost matura, še ugotavljata avtorja.
Iz tega razloga je bilo oblikovanih in izvedenih 10 laboratorijskih eksperimentov, ki
temeljijo na delu z Vernier-jevim vmesnikom LabQuest in pripadajočimi merilniki ter
programsko opremo LoggerPro. Vsakemu eksperimentu je dodan izroček za učitelje, ki
povzema teoretske osnove, na katerih temelji delo in prikazuje okvirno postavitev
eksperimenta ter pričakovane rezultate. Dodani so tudi napotki, nasveti, na kaj je še
posebej potrebno paziti pri izvajanju eksperimentov. Na koncu pa je navedena še dodatna
literatura na izbrano temo. Sledi mu izroček za učence, ki prav tako vsebuje nekaj
teoretskih osnov, ki izpostavljajo problem eksperimenta; navedena je potrebna oprema za
izvajanje in namen vaje. V izogib izvajanju vaj po danem receptu je predviden prostor za
skiciranje izvedbe eksperimenta, ki učenca prisili v razmišljanje in samostojno delo.
Predviden je tudi prostor za vnos rezultatov meritev. Na koncu so podana vprašanja za
analizo izvedene vaje in diskusijo. Celoten del za učence je zasnovan tako, da ga učitelji
lahko kopirajo in hitro prilagodijo svojim potrebam.
Vsi eksperimenti so zasnovani tako, da se lahko izvajajo na terenu. Iz tega razloga so tudi
vsi zasnovani tako, da za izvedbo ni potrebna posebna laboratorijska oprema, ampak se
uporabijo vsakdanji gospodinjski pripomočki. Prednost tega je na prvem mestu ta, da je
zelo malo stroškov z nabavo materiala, prav tako pa je povsod lahko dostopen. Učitelji
lahko učencem tudi naročijo, da si sami priskrbijo potreben material. Učenci pa lahko
izvajajo eksperimente brez nevarnosti, da se kaj polomi in se kdo pri tem poškoduje.
Delo je zasnovano tako, da se učenci čim bolj samostojno lotijo izvajanja eksperimentov,
naučijo se razmišljati izven obstoječih norm, kar pripomore k oblikovanju lastnega mnenja.
Vseskozi se učijo iz izkušenj, kar pripomore k temu, da je znanje bolj trajno. Ob tem se
navajajo še na terensko delo in delo v skupinah ali dvojicah. Prav tako se urijo v ravnanju z
novimi tehnologijami in sodobno računalniško opremo, kar je navedeno v učnem načrtu za
geografijo v ciljih, ki so povezani z uporabo znanja in veščin: »Dijaki se urijo v
komuniciranju na različne načine, vključno z uporabo informacijske tehnologije« (Polšak
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
80
idr., 2008). V učnem načrtu za biologijo pa so avtorji zapisali, da: »Sodobna naravoslovna
znanost uporablja tehnologijo za beleţenje opazovanj, meritve, analizo podatkov,
shranjevanje podatkov v podatkovnih zbirkah ipd. Uporaba sodobne tehnologije (npr. IKT)
pri pouku biologije je zato pomembna, saj ilustrira uporabo tehnologije v znanosti, hkrati
pa vzpodbuja razvijanje naravoslovne, digitalne in tehnološke pismenosti pri dijakinjah in
dijakih. Pri tem naj bo tehnologija uporabljena ustrezno in naj ne nadomesti povsem drugih
pristopov k poučevanju (npr. za razvijanje zmoţnosti za ustrezen grafični prikaz podatkov
morajo dijakinje in dijaki nekaj grafov tudi lastnoročno narisati; uporaba IKT za risanje
grafov je ustrezna, ko dijakinje in dijaki ţe dobro obvladajo osnove prikaza podatkov)«
(Vilhar idr., 2008).
5 Zaključki
V današnji praksi je pouk močno strukturiran, zato so učne vsebine, ki sicer tvorijo
sklenjeno celoto, razdrobljene na majhne dele. Ta razdrobljenost se najprej kaţe v
ločevanju vsebin na posamezne učne predmete, med katerimi so povezave običajno redke
in šibke, znotraj teh pa še na posamezne ure pouka. Medpredmetno povezovanje
predstavlja kvaliteten način doseganja izobraţevalno-vzgojnih ciljev, saj se tako na učne
predmete razdrobljena učna snov znova sklene v bolj razumljivo celoto. Pouk tako postane
bolj smiseln, učenci vsebine laţje povezujejo v zaključene celote in jih tako bolje
dojemajo, pripravljajo se na vseţivljenjsko izobraţevanje, razvijajo sposobnost
samostojnega, ustvarjalnega in kritičnega mišljenja.
Učiteljem so v diplomskem delu ponujeni primeri računalniško podprtih eksperimentov, ki
se lahko uporabijo tako v biologiji kot v geografiji. Vsi eksperimenti so zasnovani tako, da
se lahko izvajajo na terenu, za izvedbo ni potrebna posebna laboratorijska oprema, ampak
se uporabijo vsakdanji gospodinjski pripomočki. Na podlagi rezultatov primerjave
aktualnih učnih načrtov za biologijo in geografijo, lahko sklepamo, da je korelacij med
predmetoma dovolj, da lahko učitelji v načrtovanje pouka vključijo medpredmetne
povezave.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
81
6 Viri in literatura
1. Bevc, V. (2005). Medpredmetno načrtovanje in povezovanje vzgojno-
izobraževalnega dela. V: Spodbujanje aktivne vloge učenca v razredu. Zbornik
prispevkov. Ljubljana. Zavod Republike Slovenije za šolstvo. Str. 50–61.
2. Fotosinteza in dihanje pri rastlinah. (b. d.). Pridobljeno 25. 7. 2011:
http://www.educa.fmf.uni-lj.si/izodel/sola/2002/di/zorman/SN/list_foto-dih.htm
3. Globalno segrevanje. (b.d. ). Pridobljeno 24. 6. 2011.
http://focus.si/index.php?node=93
4. Haupt, W. (1994). Biologija. Celovec; Ljubljana; Dunaj. Mohorjeva zaloţba.
5. Hodnik Čadeţ, T. (2008). Učitelj kot raziskovalec medpredmetnega povezovanja.
V J. Krek, T. Hodnik Čadeţ, J. Vogrinc, B. Sicherl Kafol, T. Devjak in V.
Štemberger (Ur.), Učitelj v vlogi raziskovalca akcijsko raziskovanje na področju
medpredmetnega povezovanja in vzgojne zasnove v javni šoti (str. 131–149).
Ljubljana: Pedagoška fakulteta Univerze v Ljubljani.
6. Kajfeţ Bogataj. L., (2008). Globalno ogrevanje: podnebne spremembe so že tu. V
Ekosistemi – povezanost ţivih sistemov. Mednarodni posvet Biološka znanost in
druţba. Ljubljana, 2.–3. oktober 2008. Zbornik prispevkov. Pridobljeno 16. 6.
2011: http://www.zrss.si/bzid/ekosistemi/gradiva/Zbornik_ekosistemi08.pdf
7. Krajnčič. B., (2008). Fiziologija rastlin. Maribor: Fakulteta za kmetijstvo in
biosistemske vede, (v Mariboru: Tiskarna tehniških fakultet).
8. Krapše, T. (2003). Interdisciplinarni in/ali/oz. medpredmetni pouk. Vzgoja in
izobraţevanje. Letnik 34. Številka 1. Str. 32–36.
9. Lastnosti vode. (b. d.). Pridobljeno 3. 8. 2011 iz http://www.ekom.si/voda02.php
10. Lovrenčak, F. (1996). Matematična geografija. Ljubljana: Filozofska fakulteta.
11. Marentič-Poţarnik, B. (2000). Psihologija učenja in pouka. Ljubljana. DZS.
12. Maslin, M. (2007). Globalno segrevanje (zelo kratek uvod). Ljubljana: Krtina.
13. Mihelič, L. (2010). Medpredmetno povezovanje geografije in zgodovine v
gimnazijskih učnih načrtih. Vzgoja in izobraţevanje. Letnik 41. Številka 3–4. str.
25–34.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
82
14. Nastanek morskega ledu. (b. d.). Pridobljeno 3. 8. 2011 iz
WWW.modrijan.si/slv/content/download/6659/.../Pages+06-07+Solnica.pdf
15. Pavlič Škerjanc, K. (2008). Posodobitev gimnazije in šolski izvedbeni kurikulum.
Pridobljeno 14. 6. 2010 iz
http://www.zrss.si/ppt/OEKP_Posodobitev%20gimnazije_OE%20Koper%2008-06-
09%5B1%5D.ppt
16. Plut, D., (2000). Geografija vodnih virov. Ljubljana: Filozofska fakulteta, Oddelek
za geografijo.
17. Položaj Zemlje (b. d). Pridobljeno 29. 6. 2011 iz http://www.modrijan.si/Solski-
program/Solski-program/Gradiva-za-ucitelje/Osnovna-sola/geografija/Slikovno-
gradivo-iz-ucbenikov-za-geografijo-v-osnovni-soli-6.-razred
18. Polšak, A. (2007). Medpredmetno povezovanje in učni načrti. Geografija v šoli.
Letnik 16. Številka 2. str. 33–43.
19. Polšak, A., Dragoš, A., Rasnik Planinc, T. in Škof, U. (2008). Učni načrt gimnazija
Geografija spolšna, klasična, ekonomska gimnazija. Ljubljana. Zavod Republike
Slovenije za šolstvo.
20. Polšak, A., Lipovšek, I. (b. d.). Medpredmetno povezovanje. Pridobljeno 17. 6.
2010 iz http://www.zrss.si/ppt/GEO_Medpredmetno_polsakinlipovsek.ppt
21. Prispevek povzet po veliki ilustrirani enciklopediji Zemlja, avtorja J. F. Luhr-a,
(2008). Ljubljana. Mladinska knjiga. Pridobljeno 23. 6. 2011 iz:
http://www.energap.si/uploads/podnebje_1_%20clanek.pdf
22. Različni vidiki medpredmetnega povezovanja. Poročilo s seminarja 12.–13. 3.
2009. Pridobljeno 3. 6. 2011 iz http://www.sc-
krsko.si/Urniki/SRT/Porocilo_MP.pdf
23. Revolucija Zemlje. (b.d.). Pridobljeno 29. 6. 2011:
http://vreme.smejko.org/vsebina/mini-enciklopedija/sonce/letni-casi
24. Strmčnik, F. (2001). Didaktika: osrednje teoretične teme. Ljubljana. Znanstveni
inštitut Filozofske fakultete.
25. Šorgo, A. in Špernjak, A. (2007). Profesorice bi morale biti zgoraj brez ali kaj
spremeniti v pouku biologije. Vzgoja in izobraţevanje. Letnik 28. Številka 5. Str.
37–40.
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
83
26. Šorgo, A. in Šteblaj, M. (2007). Učni načrti in njihov vpliv na medpredmetno
povezovanje naravoslovnih predmetov v gimnaziji. Pedagoška obzorja. Letnik 22.
številka 1–2. Str. 113–127.
27. Tome, D., (2006). Ekologija: organizmi v prostoru in času. Ljubljana: Tehniška
zaloţba Slovenije.
28. Transpiracija pri rastlinah. (b.d.). Pridobljeno 25. 7. 2011:
http://sl.wikipedia.org/wiki/Transpiracija
29. Trošt Sedej. T., (2008). Ekosistem in okoljske spremembe. V Ekosistemi –
povezanost ţivih sistemov. Mednarodni posvet Biološka znanost in druţba.
Ljubljana, 2.–3. oktober 2008. Zbornik prispevkov. Pridobljeno 16. 6. 2011:
http://www.zrss.si/bzid/ekosistemi/gradiva/Zbornik_ekosistemi08.pdf
30. Vernier, Logger Pro (2011). Pridobljeno 27. 10. 2011.
http://www.vernier.com/products/software/lp/
31. Vernier, merilnik za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini (2011).
Pridobljeno 27. 10. 2011. http://www.vernier.com/products/sensors/ion-selective-
electrodes/nh4-bta/
32. Vernier, merilnik za merjenje nitratnih ionov v vodni raztopini (2011). Pridobljeno
27. 10. 2011. http://www.vernier.com/products/sensors/ion-selective-
electrodes/no3-bta/
33. Vernier, merilnik za merjenje intenzitete svetlobe - luxmeter (2011). Pridobljeno
27. 10. 2011. http://www.vernier.com/products/sensors/ls-bta/
34. Vernier, merilnik za merjenje relativne vlage v zraku (2011). Pridobljeno 27. 10.
2011. http://www.vernier.com/products/sensors/rh-bta/
35. Vernier, merilnik za merjenje raztopljenega kisika v vodi (2011). Pridobljeno 27.
10. 2011. http://www.vernier.com/products/sensors/do-bta/
36. Vernier, merilnik za merjenje CO2 v zraku (2011). Pridobljeno 27. 10. 2011.
http://www.vernier.com/products/sensors/co2-bta/
37. Vernier, merilnik za merjenje O2 v zraku (2011). Pridobljeno 27. 10. 2011.
http://www.vernier.com/products/sensors/o2-bta/
38. Vernier, temperaturni merilnik (2011).. Pridobljeno 27. 10. 2011.
http://www.vernier.com/products/sensors/temperature-sensors/tmp-bta/
Ţgavc, S. (2012). Medpredmetno povezovanje bioloških in geografskih vsebin s pomočjo računalniško podprtega
laboratorijskega dela. Diplomsko delo, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko
84
39. Vilhar, B., Zupančič, G., Vičar. M., Sojar, A., Devetak, B., Gilčvert Berdnik, D.
idr. (2008). Učni načrt gimnazija Biologija splošna gimnazija. Ljubljana. Zavod
Republike Slovenije za šolstvo.
40. Vernier, vmesnik LabQuest (2011). Pridobljeno 27. 10. 2011.
http://www.vernier.com/products/interfaces/labq/hardware/
41. Vovk Korţe, A., Bricelj, M., (2004). Vodni svet Slovenije: priročnik za
interdisciplinarno proučevanje voda. Ljubljana: Zveza geografskih društev
Slovenije. Maribor. Pedagoška fakulteta.