W ramach pracy z modułem Materia i energia w ekosystemach uczniowie poznają różnorodność form życia w ekosystemach oraz unikalność sposobów podtrzymania tych form życia. Dowiadują się, że w ekosystemie istnieją siedliska tworzone przez czynniki biotyczne i abiotyczne. Na tym etapie uczniowie powinni już wiedzieć, że wszystkie żywe istoty wymagają tych samych podstawowych zasobów: żywności, wody, schronienia i powietrza. Poszerzeniem tej wiedzy będzie dyskusja o interakcjach, jakie występują, gdy czynniki biotyczne konkurują o uzyskanie tych zasobów. Uczniowie dyskutują, jak czynniki biotyczne zależą od czynników abiotycznych, takich jak Słońce, woda i powietrze oraz od innych czynników biotycznych, w tym roślin i zwierząt, umożliwiając im wzrost, reprodukcję i przetrwanie.
Poprzez sześć serii działań badawczych uczniowie badają ruch materii oraz obieg energii w ekosystemie. W miarę realizowania tych działań za pomocą takich modeli, jak: sieci pokarmowe, piramidy żywieniowe i eko-kolumny, coraz lepiej rozumieją zjawiska: konkurencji, współzależności i sfer Ziemi. Na koniec pracy z modułem omawiają wpływ człowieka na ekosystem oraz możliwe sposoby ochrony środowiska naturalnego.
Każdy moduł jest zestawem klasowym i/lub szkolnym, co oznacza, że zawiera kompletny zestaw elementów potrzebnych do wykonania doświadczeń w zespołach złożonych z wielu uczniów. Nie trzeba kupować kilku sztuk zestawów, by zorganizować wielokrotną, klasową pracę badawczą w wybranym temacie.
| – przewodnik metodyczny dla nauczyciela w wersji drukowanej i cyfrowej | 1 |
| – scenariusze lekcji ze szczegółowo opisanymi eksperymentami i projektami edukacyjnymi | 1 |
| – drukowane materiały dla uczniów o zróżnicowanym poziomie | 30 |
| – dostęp do materiałów cyfrowych (atrakcyjne symulacje, ćwiczenia, testy, podręczniki multimedialne) dla uczniów i nauczycieli (licencja szkolna, bezterminowa) | 1 |
| – duże wypluwki sowy zawierające m.in. niestrawione resztki pokarmu (pazury, dzioby) | 15 |
| – kleszczyki plastikowe (dł. 13 cm) | 16 |
| – rękawiczki jednorazowe, polietylenowe | 100 |
| – lupy | 16 |
| – plastikowe butelki ze spryskiwaczem do zraszania | 4 |
| – nasiona rzodkiewki | 2 |
| – gleba doniczkowa (poj. 17 l) | 1 |
| – nawóz w płynie (poj. 250 ml) | 1 |
| – czerwona glina (waga 3,5 kg) w plastikowym wiaderku | 1 |
| – piasek akwariowy (waga 2,2 kg) | 1 |
| – żwir akwariowy (waga 2,3 kg) | 1 |
| – gleba do hodowli dżdżownic | 1 |
| – sól (waga 700 g) | 1 |
| – duże, metalowe spinacze do dokumentów, (dł. 2,5 cm) | 24 |
| – kartki (7,5×12 cm) | 100 |
| – bawełniany knot, sznurek (dł. 10 cm) | 20 |
| – cienki, mocny sznurek (dł. 60 m) | 8 |
| – woreczki foliowe „strunowe” (30×38 cm) | 10 |
| – pojemnik plastikowy (poj. 500 ml) | 16 |
| – zamykany plastikowy pojemnik z otworem na dnie (poj. 230 ml) | 20 |
| – kubek plastikowy (poj. 300 ml ) | 25 |
| – plastikowy pojemnik ( poj. 3,5 l) | 1 |
| – plansza „Sieci i łańcuchy pokarmowe” 70×100 cm | 1 |
| – plansza „Ptaki drapieżne/ Sowy” 70×100 cm | 1 |
| – plansza dydaktyczna 70×100 cm, „Metoda badawcza” | 1 |
| – duża, wytrzymała skrzynia (tworzywo sztuczne, 50x60x30 cm) | 1 |
Karty charakterystyki można pobrać tutaj.
Realizowane treści:
– czynniki biotyczne i abiotyczne
– siedliska jako części ekosystemu
– rola Słońca w procesie fotosyntezy
– czynniki niezbędne do wzrostu rośliny
Tematy zadań badawczych:
1. Sprawdźmy, co już wiemy: Czym są czynniki biotyczne i abiotyczne?
2. Dlaczego rośliny pełnią ważną rolę w ekosystemie?
3. Czego rośliny potrzebują do wzrostu?
Realizowane treści:
– model łańcucha pokarmowego prezentującego przepływ energii w danym siedlisku
– współzależności organizmów w sieci pokarmowej
– piramida ekologiczna prezentująca przepływ energii od Słońca do konsumenta trzeciego rzędu
Tematy zadań badawczych:
1) W jaki sposób zwierzęta są zależne od roślin?
2) Co kryje się w wypluwce sowy?
Realizowane treści:
– możliwości wykorzystywania energii przez czynniki ożywione
– skutki usunięcia czynnika biotycznego z siedliska
– wpływ konkurencji na przepływ energii w ekosystemie
Tematy zadań badawczych:
1. Co możemy wywnioskować na podstawie sieci pokarmowych?
2. Jaki wpływ na ekosystem ma konkurencja?
Realizowane treści:
– cztery sfery Ziemi
– cykl obiegu wody
– model eko-kolumny jako przykład środowiska wodnego i lądowego
Tematy zadań badawczych:
1) Jakie są cztery sfery Ziemi?
2) Dlaczego obieg wody jest ważny?
3) Co to jest eko-kolumna?
Realizowane treści:
– wpływ człowieka na środowisko
– powiązania pomiędzy wpływem człowieka na środowisko i obiegiem wody
– wpływ skażeń na ekosystem na podstawie symulacji zanieczyszczeń wody
Tematy zadań badawczych:
1) W jaki sposób człowiek wpływa na ekosystemy?
2) W jaki sposób człowiek zakłóca naturalne cykle przyrody?
3) Czego możemy się dowiedzieć z modeli skutków działalności człowieka na ekosystemy?
Realizowane treści:
– potencjalne rozwiązania zmniejszające szkodliwy wpływ człowieka na ekosystem;
Tematy zadań badawczych:
1) Czy można opracować rozwiązania zmniejszające wpływ człowieka na ekosystemy?
2) Czy mogę przekazać innym rozwiązania dotyczące wpływu człowieka na ekosystemy?
I. Sposoby poznawania przyrody. Uczeń:
1) opisuje sposoby poznawania przyrody, podaje różnice między eksperymentem doświadczeniem a obserwacją;
3) podaje przykłady wykorzystania zmysłów do prowadzenia obserwacji przyrodniczych;
4) stosuje zasady bezpieczeństwa podczas obserwacji i doświadczeń przyrodniczych;
VI. Środowisko przyrodnicze najbliższej okolicy. Uczeń:
1) rozpoznaje składniki przyrody ożywionej i nieożywionej w najbliższej okolicy szkoły;
6) wymienia i opisuje czynniki warunkujące życie na lądzie oraz przystosowania organizmów do życia;
7) rozpoznaje i nazywa pospolite organizmy występujące w najbliższej okolicy szkoły;
9) odróżnia organizmy samożywne i cudzożywne, podaje podstawowe różnice w sposobie ich odżywiania się, wskazuje przystosowania w budowie organizmów do zdobywania pokarmu;
12) określa warunki życia w wodzie (nasłonecznienie, zawartość tlenu, opór wody) i wskazuje przystosowania organizmów (np. ryby) do środowiska życia;
VII. Środowisko antropogeniczne i krajobraz najbliższej okolicy szkoły. Uczeń:
1) wskazuje w terenie składniki środowiska antropogenicznego w najbliższej okolicy;
2) rozpoznaje w terenie i nazywa składniki środowiska antropogenicznego i określa ich funkcje;
3) określa zależności między składnikami środowiskami przyrodniczego i antropogenicznego;
6) ocenia zmiany zagospodarowania terenu wpływające na wygląd krajobrazu najbliższej okolicy;
I. Organizacja i chemizm życia. Uczeń:
6) przedstawia istotę fotosyntezy jako jednego ze sposobów odżywiania się organizmów (substraty, produkty i warunki przebiegu procesu) oraz planuje i przeprowadza doświadczenie wykazujące wpływ wybranych czynników na intensywność procesu fotosyntezy;
8) przedstawia czynności życiowe organizmów.
II. Różnorodność życia. Uczeń:
5) rośliny okrytonasienne. Uczeń:
b) dokonuje obserwacji rośliny okrytonasiennej (zdjęcia, ryciny, okazy żywe);
rozpoznaje jej organy i określa ich funkcje (korzeń, łodyga, liść, kwiat);
VII. Ekologia i ochrona środowiska. Uczeń:
1) wskazuje żywe i nieożywione elementy ekosystemu oraz wykazuje, że są one powiązane różnorodnymi zależnościami;
3) analizuje oddziaływania antagonistyczne: konkurencję wewnątrzgatunkową i międzygatunkową, pasożytnictwo, drapieżnictwo i roślinożerność;
5) przedstawia strukturę troficzną ekosystemu, rozróżnia producentów, konsumentów (pierwszego i dalszych rzędów) i destruentów oraz przedstawia ich rolę w obiegu materii i przepływie energii przez ekosystem;
6) analizuje zależności pokarmowe (łańcuchy pokarmowe i sieci troficzne), konstruuje proste łańcuchy pokarmowe (łańcuchy spasania) oraz analizuje przedstawione (w postaci schematu) sieci i łańcuchy pokarmowe.
9) przedstawia odnawialne i nieodnawialne zasoby przyrody oraz propozycje racjonalnego gospodarowania tymi zasobami zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju.
VIII. Zagrożenia różnorodności biologicznej. Uczeń:
2) podaje przykłady gospodarczego użytkowania ekosystemów;
3) analizuje wpływ człowieka na różnorodność biologiczną;
4) uzasadnia konieczność ochrony różnorodności biologicznej;
XIII. Elementy statystyki opisowej. Uczeń:
1) gromadzi i porządkuje dane;
2) odczytuje i interpretuje dane przedstawione w tekstach, tabelach, na diagramach i na wykresach, na przykład: wartości z wykresu, wartość
największą, najmniejszą, opisuje przedstawione w tekstach, tabelach, na diagramach i na wykresach zjawiska przez określenie przebiegu zmiany wartości danych, na przykład z użyciem określenia „wartości rosną”, „wartości maleją”, „wartości są takie same” („przyjmowana wartość jest stała”).
IV. Krajobrazy świata: wilgotnego lasu równikowego i lasu strefy umiarkowanej, sawanny i stepu, pustyni gorącej i lodowej, tajgi i tundry, śródziemnomorski, wysokogórski Himalajów; strefowość a piętrowość klimatyczno-roślinna na świecie. Uczeń:
3) przedstawia główne cechy i porównuje poznawane krajobrazy świata oraz rozpoznaje je w opisach, na filmach i ilustracjach;
4) rozpoznaje rośliny i zwierzęta typowe dla poznawanych krajobrazów;
IV. Zjawiska cieplne. Uczeń:
9) rozróżnia i nazywa zmiany stanów skupienia; analizuje zjawiska topnienia, krzepnięcia, wrzenia, skraplania, sublimacji i resublimacji jako procesy, w których dostarczenie energii w postaci ciepła nie powoduje zmiany temperatury;
Moduł zawiera około 100 interaktywnych ekranów, które umożliwiają pracę grupową przy tablicy interaktywnej lub samodzielną przy komputerze, tablecie lub na smartfonie.
Materiały interaktywne świetnie nadają się zarówno do pracy grupowej na tablicach interaktywnych, jak i indywidualnej na tabletach, smartfonach lub komputerach (systemy Windows, Android, iOS).