BIOLÓGIA - ČLOVEK Pracovný zošit
Miroslava Tóthová
Miroslav Ferko
Natália Andelová
Vydané s podporou Ministerstva školstva, výskumu, vývoja a mládeže SR a v spolupráci so Slovenskou akadémiou vied
Autori
Mgr. Miroslava Tóthová, Gymnázium - Gimnázium Kráľovský Chlmec
Ing. Miroslav Ferko, PhD., Ústav pre výskum srdca, Centrum experimentálnej medicíny, SAV, v.v.i.
Mgr. Natália Andelová, PhD., Ústav pre výskum srdca, Centrum experimentálnej medicíny, SAV, v.v.i.
Obálka
RNDr. Gabriela Obadalová
Ilustrácie a obrázky
Občianske združenie Preveda, Copilot AI, OpenArt AI
Graficky spracoval
Dalibor Greško
Tlač a väzba
DALI-BB, s.r.o.
Vydal
© Občianske združenie Preveda
Javornícka 21
Banská Bystrica, 974 01
Prvé vydanie
Všetky práva vyhradené!
www.kreativnaveda.sk
www.preveda.sk
ISBN 978-80-974608-2-2
Kopírovať, rozmnožovať a šíriť toto dielo alebo jeho časti bez súhlasu majiteľa práv je trestné.
ROZVÍJANIE KRITICKÉHO MYSLENIA VO VYUČOVANÍ
BIOLÓGIE
Pracovný zošit
Biológia - človek
Miroslava Tóthová
Miroslav Ferko
Natália Andelová
Úvod
Súčasné vzdelávacie štúdie zdôrazňujú potrebu pripraviť žiakov na kritické myslenie a riešenie komplexných problémov, obzvlášť v predmetoch z oblasti prírodných vied ako je aj biológia, ktorá zahŕňa pochopenie systémov ľudského tela.
Uplatňovanie vedeckých princípov, a schopnosť rozhodovať sa na základe rôznych pohľadov sa stáva nevyhnutnou v rôznych oblastiach. Pri výučbe biológie človeka, so zameraním na jeho sústavy, je dôležité u žiakov rozvíjať schopnosť analyzovať, ako spolu tieto sústavy interagujú a aplikovať tieto poznatky na reálne zdravotné problémy a ochorenia.
Pracovné listy, zamerané na vzdelávanie v oblasti biológie, kladú dôraz na aktívne učenie, kde sa žiaci zapájajú do experimentov, analýzy údajov a riešenia úloh. Podobne ako pri iných prírodovedných predmetoch, je dôležité vyvolať u žiakov kognitívny impulz pri zobrazovaní biologických procesov, podporiť ich aktívne myslenie a snahu pochopiť, kde sú ich intuitívne predstavy v rozpore s realitou.
Pracovné listy žiakom napomôžu skúmať jednotlivé sústavy človeka prostredníctvom praktických experimentov, ktoré si vyžadujú tvorbu hypotéz, testovanie a prispôsobenie ich chápania na základe výsledkov. Tieto metódy nielenže prehlbujú ich pochopenie v rámci biológie človeka, ale tiež podporujú žiakov v reflexii vlastného myslenia a v prispôsobovaní svojich znalostí na základe nových dôkazov.
Takto navrhnuté vzdelávacie prostredie lepšie pripraví žiakov na riešenie problémov a podporí ich kritické myslenie vo vzdelávaní v oblasti fungovania ľudského tela. Tieto prístupy sú nevyhnutné pre prípravu budúcich odborníkov, ktorí sa dokážu orientovať v čoraz zložitejších a prepojených oblastiach zdravia a vedy, pričom reflektujú na súlad vo využívaní vedomostí z predmetov matematika, chémia a fyzika.
Pracovný zošit je navrhnutý tak, aby reagoval na potreby vzdelávanie žiakov, pričom kladie dôraz na inovatívne metódy, podporu kritického myslenia a rozvoj ich tvorivých schopností. Bol vytvorený v súlade s aktuálnymi kurikulárnymi požiadavkami Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky (MŠVVaŠ SR). Jeho obsah vychádza z cieľov stanovených v rámci „Systémového programu pre komplexné poznanie a kritické myslenie“, ktorý bol realizovaný na Ústave pre výskum srdca, Centra experimentálnej medicíny Slovenskej akadémie vied, s podporou MŠVVaŠ SR.
Pracovný zošit BIOLÓGIA - ČLOVEK je súčasťou kreatívneho setu pomôcok z biológie, určený pre II. stupeň základných škôl a 8-ročných gymnázií, ktorý je navrhnutý tak, aby pomohol pochopiť fungovanie ľudského tela, a zároveň slúži ako nástroj na rozvoj kritického myslenia žiakov.
Sústavy ľudského tela fungujú ako jednotlivé časti skladačky, ktoré spoločne vytvárajú komplexný obraz ľudského organizmu. Každá sústava – tráviaca, obehová, nervová, dýchacia a ďalšie – má svoje jedinečné funkcie, no všetky spolupracujú, aby vytvorili celok, ktorý je oveľa viac než len súčet jeho častí.
V tomto pracovnom zošite budete skúmať, ako tieto sústavy fungujú samostatne aj spoločne, a objavíte, akú úlohu zohrávajú v týchto procesoch veda, logické myslenie a komplexné poznanie prírodných javov.
Cieľom pracovného zošita nie je len zapamätať si informácie, ale naučiť vás klásť správne otázky. Prečo sa naše telo správa určitým spôsobom? Čo sa stane, ak jedna sústava nefunguje správne? Ako môžeme prostredníctvom výskumu a kritického myslenia prichádzať na nové odpovede?
Budete riešiť úlohy, ktoré vás povzbudia k tomu, aby ste premýšľali o ľudskom tele ako o prepojenom systéme. Budete pracovať na projektoch, ktoré podporia vašu tvorivosť, a diskusie, ktoré vás naučia uvažovať o problémoch z rôznych uhlov pohľadu.
Prajeme vám, aby ste pri práci s týmto zošitom objavili nielen krásu a zložitosť ľudského tela, ale aj radosť z objavovania a učenia sa. Nech je pre vás tento zošit príležitosťou stať sa mladými vedcami, ktorí sa neustále pýtajú, skúmajú a kriticky zhodnocujú svet okolo seba.
Autorský kolektív
Obsah
SRDCOVOCIEVNA SÚSTAVA 2
Prečítajte si!
Po stáročia bol názor gréckeho lekára Galena, ktorý tvrdil, že krv sa tvorí v pečeni a filtruje sa cez malé póry v srdci, nespochybniteľný. Ibn al-Nafis je meno, ktoré je známe iba pre hŕstku historikov medicíny a lekárov. V skutočnosti práve on dokázal to, čo nedokázali mnohí medicínski myslitelia a lekári - správne vysvetlil, ako srdce pumpuje krv stáročia pred príchodom modernej medicíny. Hoci objav skutočnej anatómie srdca je bežne pripisovaný anglickému lekárovi Williamovi Harveymu, bol to al-Nafis, kto sa ako prvý postavil prijatej múdrosti starovekého Grécka. Vyslovil názor, že v srdci nie je žiadny priechod, a že nemá žiadne zjavné otvory, ako niektorí verili. Teóriu o funkcii srdca neskôr predsa len zdokonalil Harvey, ktorý zistil, že chlopne v žilách umožňujú krvi prúdiť iba smerom k srdcu a tiež dokázal, že krv cirkuluje v celom tele a vráti sa späť do srdca.
Úloha 1. Vytvorte z poprehadzovaných písmen pojmy a doplňte ich do tajničky.
Vodorovne
3. lenočivcsá
5. knrykiv
7. kkísyl
9. repdesiň
10. ept
Dole
1. yliž
2. yntep
4. ýdhuixtčlioi
5. raokom
6. vrk
8. ecrsd
Postup:
1. Nájdite svoj pulz miernym zatlačením ukazováka a prostredníka do vnútorného stredu ohybu lakťa.
2.Nasuňte manžetu na ruku. Spodný okraj manžety by mal byť asi 1 palec nad ohybom lakťa. Manžetu zatiahnite, ale tak, aby nebola príliš tesná.
3.Stlačte tlačidlo napájania. Nakrátko by sa mali objaviť všetky symboly na displeji, po ktorých by mala nasledovať nula. To znamená, že monitor je pripravený.
4.Manžetu nafúknite stlačením pumpy pravou rukou. Ak máte monitor s automatickým nafukovaním manžety, stlačte tlačidlo štart.
5.Počas merania nerozprávajte a sledujte displej na tlakomeri. Namerané hodnoty tlaku sa zobrazia na obrazovke.
6.Keď je meranie dokončené, zapíšte si hodnotu tlaku. Meranie opakujte 3× a vypočítajte aritmetický priemer týchto hodnôt.
Hodnota nameraného tlaku
Úloha 5. Urobte experiment. Sledujte hodnoty svojho krvného tlaku po dobu celého týždňa. Vždy v ten istý čas si odmerajte svoj krvný tlak, ale vždy 3-krát. Následne z týchto hodnôt vypočítajte aritmetický priemer Takýmto spôsobom získate čo najreálnejšie hodnoty. Svoje hodnoty zapíšte do tabuľky.
Hodnota krvného tlaku v mmHg 1.deň2.deň3.deň4.deň5.deň6.deň7.deň
1.meranie
2.meranie
3.merianie
Aritmetický priemer
Úloha 6. Niektoré faktory môžu spôsobiť dočasné zvýšenie alebo zníženie krvného tlaku. Uveďte príklady faktorov, ktoré ovplyvnili hodnoty vášho krvného tlaku počas experimentu.
Úloha 6. Pulzný oxymeter je zariadenie, ktoré kontroluje, koľko kyslíka prenáša naša krv. Zvyčajne sa na koniec prsta nasadí malá spona, ktorá vyžaruje svetelný lúč cez kožu. Odhaduje našu hladinu kyslíka meraním percenta krvi, ktorá prenáša kyslík. Saturácia krvi kyslíkom sa zobrazuje na obrazovke displeja. Pulzný oxymeter sa používa v ordináciách lekárov a v nemocniciach, ale môžeme ho používať aj doma.
Odmerajte saturáciu svojej krvi pomocou oxymetra.
Pomôcky: oxymeter
Postup:
1. Zapnite oxymeter.
2. Sadnite sa na niekoľko minút a snažte sa nevykonávať žiadnu fyzickú námahu.
3. Pripnite zariadenie na koniec prsta.
4. Držte prst nehybne a pod úrovňou srdca. Výsledky uvidíte za pár sekúnd.
5. Nameranú hodnotu si zapíšte.
Nameraná hodnota saturácie krvi kyslíkom
Úloha 7. Čo myslíte, ako sa prejavuje nedostatočná saturácia krvi kyslíkom? Aké má následky?
Úloha 8. Dýchanie človeka je zložitý proces, na ktorom sa podieľa celá dýchacia sústava, nervová sústava a tiež svalová sústava.
Pomocou učebnice alebo internetu vysvetlite pojmy:
minútový dychový objem - ........................................................................................................................................
vitálna kapacita pľúc - ...............................................................................................................................................
rezervný (reziduálny) objem pľúc - ............................................................................................................................
inspirácia a exspirácia - ..............................................................................................................................................
Dýchacia sústava 2
3. Ponaťahujte niekoľkokrát ešte zatiaľ nenafúknutý balón, aby ste uvoľnili materiál a uľahčili jeho nafúknutie. Na meranie dychovej kapacity sa normálne nadýchnite a potom normálne vydýchnite do balóna. Nedýchajte nasilu. Stlačte koniec balónika a odmerajte jeho obvod v najširšej časti. Výsledok si zapíšte do tabuľky.
4. Pri meraní vitálnej kapacity pľúc, vdýchnite do pľúc toľko vzduchu, koľko môžete, a silne vydýchnite do balóna. Stlačte koniec balónika a opäť zmerajte jeho obvod v najširšej časti a vypočítajte priemer balóna. Výsledok si zapíšte do tabuľky.
5. Opakujte krok 3 a 4, aby ste získali tri celkové merania. Vypočítajte aritmetický priemer hodnôt.
6. Na určenie vitálnej kapacity pľúc použite nižšie uvedený graf. Odčítajte objem (v cm3) zodpovedajúci vypočítanej hodnote priemeru balóna (metóda podľa Muskopfa, 2003).
priemer balóna [cm] objem pľúc [cm 3 ]
Spojte skupinu makroživín s prejavmi ich nedostatku alebo nadbytku.
bolesti hlavy a kĺbov hypoglykémia
tenké a lámavé vlasy a nechty, vyrážky a citlivá pleť
málo energie, ovplyvňovaný rast a účinok hormónov a vitamínov
Sacharidy Tuky Bielkoviny Voda
zvýšená telesná váha, diabetes typu 2, ochorenia srdca a ciev
zvyšovanie toxínov v tele, ktoré preťažujú obličky a poškodzujú srdce
hyperglykémia
pomalé zlyhanie obličiek
Úloha 3. Nič také ako „nezdravé“ ovocie alebo zelenina neexistuje. Nie všetky druhy ovocia sú však rovnaké – niektoré totiž obsahujú viac cukru a niektoré menej. To, koľko sacharidov je obsiahnutých v ovocí dokážeme merať. Prístroj používaný na meranie obsahu cukru sa nazýva refraktometer. Refraktometer využíva lom svetla, ktorý je tým väčší, čím viac cukru obsahuje daný roztok. V skutočnosti akákoľvek rozpustená pevná látka zvýši index lomu roztoku. Pretože hlavnou rozpustenou látkou v ovocných šťavách je cukor, údaj refraktometra je mierou rozpusteného cukru, ktorý sa meria v špeciálnych jednotkách na meranie množstva cukru rozpusteného v roztoku - stupne Brix. Stupne (°) Brix sú mierou pomeru rozpusteného cukru a vody v kvapaline.
Zistite množstvo cukru v rôznych druhoch ovocia a zeleniny pomocou refraktometra.
Pomôcky: rôzne druhy ovocia a zeleniny, refraktometer, voda, lyžička, nôž, kadička alebo pohár, plastová pipeta, gáza alebo obväz
Postup:
1. Z jednotlivých druhov ovocia a zeleniny odrežte približne trojcentimetrové kúsky a roztlačte ich lyžičkou alebo čepeľou noža na podložke.
2. Vložte roztlačenú dužinu sledovanej vzorky do gázy a vytlačte niekoľko kvapiek tekutiny do kadičky.
3. Otestujte kvapalinu, ktorú ste extrahovali, pomocou refraktometra. Niekoľko kvapiek kvapaliny umiestnite na sklo refraktometra pomocou pipety a uzavrite kryt. Potom sa pozrite cez okulár a odčítajte stupne Brix na stupnici, ktorá je viditeľná vo vnútri. Množstvo cukru v roztoku je určené rozhraním farieb.
4. Zaznamenajte si výsledky – poznačte si druh ovocia alebo zeleniny a obsah cukru.
5. Prepočítajte stupne Brix na množstvo g cukru v roztoku, pričom viete, že stupne Brix sú mierou pomeru rozpusteného cukru a vody v kvapaline. Napr. roztok 15° obsahuje 15 gramov (g) cukru na 100 g roztoku. Alebo inak povedané, v 100 g roztoku je 15 g cukru a 85 g vody. Stupne Brix závisia od hmotnosti cukru a vody a nie od objemu roztoku.
Analýza výsledkov pozorovania spánkového cyklu bdenie REM ľahký spánok hlboký spánok
Príklad vytvoreného grafu z výsledkov zozbieraných počas týždňa pomocou aplikácie inteligentných hodiniek –os x zobrazuje jednotlivé dni a os y dĺžku fáz spánku v minútach
Úloha 9. Chronotyp je klasifikačný systém, ktorý pomáha porozumieť cyklu spánku a produktivity, vrátane toho, kedy ste počas dňa najaktívnejší a bdelí. Váš chronotyp sa meria prostredníctvom biologických hodín vášho tela. To znamená, že byť nočnou sovou alebo ranným vtáčaťom nie je len osobnou preferenciou, ale vychádza aj z prirodzenej aktivity, bdelosti a oddychových rytmov vášho tela. Ľudia zvyčajne spadajú do jednej zo štyroch chronotypových kategórií: medveď, vlk, lev a delfín. Každý chronotyp je voľne založený na relatívnych spánkových vzorcoch a zvykoch zvieraťa. Na základe vašich pozorovaní počas týždňa a vyplnených dotazníkov zistite, ktorým z chronotypov spánku ste.
a)Priraďte vašim odpovediam vo všetkých dotazníkoch z Úlohy 7 bodové hodnoty.
b)Spočítajte získané body.
c)Určte, aký ste chronotyp.
Poznámka: Jednotlivé body za každý deň spočítajte a podeľte počtom otázok t.j. číslom 4. Maximálne môžete takto získať 4 body denne, resp. minimálne 1 bod denne. Chronotyp získate spočítaním všetkých bodov za 7 dní. Určenie chronotypu je približné, keďže ste sledovali váš spánok počas kratšieho obdobia. Ak ste získali hraničné hodnoty, po prečítaní charakteristík jednotlivých chronotypov, na základe odpovedí v piatej otázke si ujasnite, ktorý chronotyp je vám viac podobný, a s ktorým sa viac stotožňujete.
Pondelok Utorok Streda
Štvrtok Piatok Sobota Nedeľa
Otázka 1: a) 3b b) 1b c) 4b d) 2b
Otázka 2: a) 3b b) 1b c) 2b d) 4b
Otázka 3: a) 4b b) 1b c) 2b d) 3b
Otázka 4: a) 1b b) 3b c) 4b d) 2b
7 - 10 bodov – medveď
Chronotyp medveďa sleduje slnečný cyklus a zvyčajne nemá veľké problémy s ranným prebudením alebo prespaním celej noci. Tento chronotyp je najproduktívnejší ráno a zvyčajne má problémy s popoludňajším poklesom energie poobede, zvyčajne okolo 14:00 - 16:00 hodiny. Pre medveďa je typických osem hodín spánku a zvyčajne medzi 23:00 - 7:00 hodinou. Do tejto kategórie patrí 55 % populácie. Ak niektoré typy medveďov nedokážu v noci dostatočne spať, môžu sa počas dňa cítiť letargicky a ísť spať skôr ako zvyčajne. Typicky sú chronotypy medveďov extroverti a dokážu si udržať energiu počas rozhovorov. Ak ste medveď, uistite sa, že máte dostatok spánku, aby ste si udržali hladinu energie, pretože na rozdiel od skutočného medveďa si každú zimu nezdriemnete na niekoľko mesiacov.
11 - 18 bodov – vlk
Vlčie chronotypy sú najproduktívnejšie v noci. Vlk potrebuje viac času na to, aby si ráno oddýchol, aby získal všetku energiu, ktorú potrebuje na udržanie svojich dvoch návalov tvorivej energie: prvý okolo poludnia a druhý okolo 18:00, keď väčšina ostatných dokončila svoju prácu na daný deň. Podobne ako to, čo sa považuje za „nočnú sovu“, tento večerný chronotyp je aktívnejší až po západe slnka, kvôli čomu môžu mať problémy s prirodzeným prebudením. Vlci chodia častokrát spať o polnoci, alebo aj neskôr, pretože v takýto čas sú kreatívnejší. Len asi 15 % populácie sa identifikuje ako vlci. Tento typ ľudí je zvyčajne rezervovanejší a introvertnejší.
19 - 24 bodov – lev
Tento chronotyp sa cíti najživší ráno, pričom energetické hladiny vrcholia predpoludním. Zvyčajne je schopný dokončiť obrovské množstvo práce pred obedom. Ranné vstávanie je pre levy hračkou. Tak rýchlo, ako sa energia pre leva získava, tak sa aj stráca. Často si potrebuje popoludní zdriemnuť, aby načerpal energiu, a večer je skoro vyčerpaný. Pre levy je dôležité, aby mali večernú rutinu, ktorá im pomôže uvoľniť sa zo dňa predtým, ako sa uložia k spánku skoro večer okolo 22:00. Levy vo všeobecnosti potrebujú asi osem hodín spánku za noc. 15 % populácie sa považuje za levov. Zvyčajne ich vidno cvičiť skoro a ako prvé v kancelárii, sú to ranné „vtáčiky“ a počas hlavných hodín majú veľa energie. Tieto chronotypy majú výraznú charizmu a ich rovesníci ich zvyčajne považujú za vodcov.
viac ako 24 bodov – delfín Skutočné delfíny spia iba s polovicou mozgu – to im pomáha zostať v strehu a pri vedomí a vnímať predátorov. Pre delfíny je ťažké sa ráno zobudiť, ale keď sa rozbehnú, ich produktivita dosiahne vrchol okolo polovice rána. Podobne ako u nočných živočíchov, aj u delfínov je vždy základom únavy úzkostlivé spánkové správanie – vrátane toho, že každú noc ťažko zaspávajú a len zriedkakedy celú noc prespia. Dlhšie zdriemnutie na zvýšenie produktivity môže byť prospešné pre chronotyp delfínov v boji proti tejto pretrvávajúcej každodennej únave. Chronotypy delfínov zvyčajne ľahko zaspia, pretože ich telo to potrebuje, nie preto, že sa dobrovoľne poddajú spánku. Kvôli ich sporadickým spánkovým návykom nemajú delfíny hlboký spánok a často majú zlú kvalitu spánku. Odporúča sa, aby spali približne od polnoci do 6:00.
ISBN 978-80-974608-2-2
Vydané s podporou Ministerstva školstva, výskumu, vývoja a mládeže SR a v spolupráci so Slovenskou akadémiou vied
