UNIVERZA V MARIBORU - COnnecting REpositories · 2017. 11. 27. · 5. Fotosinteza in dihanje rastlin, 6. Transpiracija rastlin, 7. Nastanek letnih časov, 8. Nastanek toplotnih pasov

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



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.



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



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.



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.



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



9

3.3.3 Vpliv pH vode na aktivnost mikroorganizmov .................................................... 62


-, 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



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



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



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



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



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.



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



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.«



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.



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



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.



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);



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:



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



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.



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.).



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).



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.



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).



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).



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.).



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).



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.



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


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;



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



dijakov/dijakinj:



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



dijakov/dijakinj:




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



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



dijakov/dijakinj:




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.



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



dijakov/dijakinj:



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



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).



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



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.



39


Slika 16: Izvedba eksperimenta Vpliv hitrosti vodnega toka in temperature na količino

raztopljenega kisika v vodi (foto: Sanja Ţgavc, 28. 8. 2011).


Hitri tok

Slika 17: Temperatura vode in vsebnost raztopljenega kisika v hitrem toku.



40

Počasen tok

Slika 18: Temperatura vode in vsebnost raztopljenega kisika v počasnem toku.


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



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.



42


Slika 19: Vplih spremembe pH vode na aktivnost organizmov v njej


Pred izvajanem meritev je potrebna kalibracija merilnikov za merjenje pH in raztopljenega

kisika v vodi. Po potrebi je priporočljivo menjati tudi membrane.

Dodatna literatura:


zaloţba Slovenije;





-, 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



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.



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.




45

Slika 20: Izvedba eksperimenta Dušikove spojine (foto: Sanja Ţgavc, 28. 8. 2011).


Slika 21: Vrednost amonija in nitrata v vodi iz potoka in v vodi izpod pipe.


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;

http://www.zrss.si/bzid/ekosistemi/gradiva/Zbornik_ekosistemi08.pdf



46




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



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.


Slika 22: Izvedba eksperimenta Fotosinteza in dihanje rastlin (foto: Sanja Ţgavc, 26. 8. 2011).


Fotosinteza



48

Slika 23: Spreminjanje vrednosti O2 in CO2 pri fotosintezi.

Dihanje rastline

Slika 24: Spreminjanje vrednosti O2 in CO2 pri dihanju rastline.


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.



49

Dodatna literatura:


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).


Slika 25: Izvedba eksperimenta Transpiracija pri rastlinah (foto: Sanja Ţgavc, 1. 9. 2011).



50


Slika 26: Spreminjanje vrednosti relativne zračne vlage


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



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



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.


Slika 27: Izvedba eksperimenta Nastanek letnih časov (foto: Sanja Ţgavc, 4. 9. 2011).



53


Slika 28: Rezultat merjenja jakosti svetlobe pri različnih poloţajih Zemlje.


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;


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.



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.


Slika 29: Rezultat merjenja jakosti svetlobe pri različnih naklonih površja.


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;


zaloţba Slovenije.



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.


Slika 30: Razlika v količini CO2 med mestom in podeţeljem.



56


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:


zaloţba Slovenije;

- Maslin, M. (2007). Globalno segrevanje (zelo kratek uvod). Ljubljana: Krtina;

- Trošt Sedej. T., (2008). Ekosistem in okoljske spremembe. V Ekosistemi –



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





57

hladnem vremenu in ponoči, ko se kopno ohladi, voda še dolgo oddaja spravljeno toploto

in s tem ogreva tudi okolico« (Tome, 2006).


Slika 31: Izvedba eksperimenta Segrevanje kopnega in morij (foto: Sanja Ţgavc, 24. 8. 2011).


Slika 32: Segrevanje vode in prsti.



58


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




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


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.



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.


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).



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


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.



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



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.



63

Rezultati meritve 1

MERITEV 2: Merjenje količine raztopljenega kisika v vodi izbranega vodotoka, ki

smo ji spremenili pH


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


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.


-, 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



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


2. V vodo vstavi merilnik za merjenje amonijevih ionov v vodni raztopini.

3. Izvedi meritev.



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


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



66


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.



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.


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

http://www.educa.fmf.uni-lj.si/izodel/sola/2002/di/zorman/SN/list_fotos.htm

http://www.educa.fmf.uni-lj.si/izodel/sola/2002/di/zorman/SN/list_dihanje.htm



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.


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.

http://sl.wikipedia.org/wiki/Izhlapevanje

http://sl.wikipedia.org/wiki/Voda

http://sl.wikipedia.org/wiki/Rastlina

http://sl.wikipedia.org/wiki/List_(rastlina)

http://sl.wikipedia.org/wiki/Listna_re%C5%BEa

http://sl.wikipedia.org/wiki/Svetloba

http://sl.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://sl.wikipedia.org/wiki/Vla%C5%BEnost

http://sl.wikipedia.org/wiki/Veter



69

Naloga

S pomočjo merilnika za merjenje relativne vlage v zraku razišči transpiracijo pri rastlinah.


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.


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



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).



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.






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.




Slika 36: Poloţaj Zemlje dne 21. 12. (b. d).


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



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).



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.


3. Izvedi meritev.

Meritev B: Vpadni kot 60º

1. Merilnik postavi tako, da bodo ţarki padali na površino Zemlje pod kotom okoli

60ş.


3. Izvedi meritev.

Meritev C: Vpadni kot 30º

1. Merilnik postavi tako, da bodo ţarki padali na površino Zemlje pod kotom okoli

30 ş.


3. Izvedi meritev.

Rezultati meritev


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



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.


Vmesnik LabQuest

Merilnik za merjenje CO2 v

zraku

Skiciraj eksperiment, v katerem boš raziskal razlike v količini CO2 v mestu in na

podeželju.



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.


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.



77


Vmesnik LabQuest


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


1. Iz dobljenih meritev opiši, kako se merjena vrednost spreminja skozi čas. Ali se je

hitreje segrevala prst ali voda? Kaj je vzrok temu?



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



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



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.



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.




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:


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.




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 –




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/




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


Slovenije. Maribor. Pedagoška fakulteta.

Documents

UNIVERZA V MARIBORU - COnnecting REpositories · 2017. 11. 27. · 5. Fotosinteza in dihanje rastlin, 6. Transpiracija rastlin, 7. Nastanek letnih časov, 8. Nastanek toplotnih pasov