Etkinlik Adı: İÇMEK İÇİN YETERİNCE TEMİZ Mİ? Sınıf: 4. Sınıf
Ünite: Mikroskobik Canlılar ve Çevremiz İlişkilendirme
Kazanımlar:
Fen Bilimleri
4.5.2.1. İnsan ve çevre arasındaki karşılıklı etkileşimin önemini kavrar. Çevre kirliliğinin insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkilerine değinilir. 4.5.2.2. Çevre kirliliğinin nasıl önlenebileceğini tartışır
Matematik
4.3.24. Litre ve mililitreyi miktar belirtmek için bir arada kullanır.
4.3.25. Bir kaptaki sıvının miktarını, litre ve mililitre birimleriyle tahmin eder ve ölçme yaparak tahminini kontrol eder.
Beceriler:
Bilimsel Süreç Becerileri: gözlem yapma, ölçme, verileri kaydetme, verileri kullanma ve model oluşturma, değişkenleri değiştirme ve kontrol etme
Problem çözme, eleştirel düşünme, akıl yürütme, karar verme, yaratıcılık, takım çalışması, iletişim.
Teknoloji
Bilimin toplumu ve teknolojiyi, toplum ve teknolojinin de bilimi nasıl etkilediğine ilişkin farkındalık geliştirir.
Bilgi ve iletişim teknolojilerini kullanır. Mühendislik Bağlantısı
Su insanlar için hayati bir önem taşımaktadır; ancak su kaynaklarının çok küçük bir kısmı içilebilir sulardır. Yaşam için suyun devamlılığı çok önemlidir. Çevre ve kimya mühendisleri, insanlara kaliteli ve temiz su sağlamak amacıyla arıtma sistemleri ile
165
ilgilenmektedirler. Suyun nasıl arıtılacağı, fiziksel ve kimyasal kirleticilerin nasıl uzaklaştırılacağını araştırıp, bu doğrultuda yöntemler geliştirmektedirler.
Etkinliğin Amacı: Bu etkinlikten sonra öğrenciler;
1- Problem çözmek için iş birliği içinde çalışacak
2- Araştırma yapacak, planlayacak ve basit bir su arıtma cihazı tasarlayacak. 3- Su kaynaklarının neden korunması gerektiğini ifade edecek.
4- İnsanın çevreyi nasıl etkilediğini kavrayacak.
5- Çevreyi her türlü kirleticiden korumak için önlem alması gerektiğini fark edecek. 6- Kendi ölçüm kaplarını geliştirecek, litre- mililitre arasındaki ilişkiyi fark edecek. 7- Arıtma öncesi ve sonrasında bulunan su miktarlarını bu ölçüm kaplarıyla ölçecek.
Etkinliğin Süresi: 9 ders saati (9x40 dk) Öğretim Stratejisi- Yöntemi- Teknikleri
Proje Tabanlı Öğrenme, Yapılandırılmış Araştırma Sorgulamaya Dayalı Öğrenme, İş- Birlikli Öğrenme, Beyin Fırtınası
Kullanılacak malzemeler:
Arıtma cihazı için;
İnternet bağlantısı ve bilgisayar
500 ml’lik su şişesi (her grup için 1 tane) (öğretmen tarafından yarısı kesilecek)
(10x10), pamuk yumakları), yüzeysel zemin malzemeleri (toprak, kum, çakıl), süzgeç, tülbent parçaları, paket lastiği
Suyu boşaltmak için bir kap
Kirli su hazırlamak için; 5 litrelik şişe, çay posası, kâğıt, küçük meyve kabukları, bitki parçaları, kum vs.
Peçete, kâğıt havlu
Ölçüm kapları hazırlamak için;
Silindir şeklinde şişeler (500 ml veya daha küçük, cam veya kaliteli plastik) Standart desilitre
Yapışkan kâğıt bant İşaretlemek için kalemler
166 Cetvel (mm bölmeli)
Makas, maket bıçağı, bant
Genel Bakış:Proje Tabanlı Öğrenmenin temel alındığı bu etkinlikte, öğrenciler, öğretmen tarafından hazırlanan suyu arıtan bir cihaz geliştirmek için bir mühendis gibi davranacaklardır. İş birliği yaparak, mühendislik tasarım sürecini uygulayacak, arıtma yöntemleri ve tasarımları ile ilgili araştırmalar yapacak, tasarımları hakkında beyin fırtınası yaparak, cihazlarını geliştirip test edecek; notlarını, araştırmalarını, planlarını ve sonuçlarını kaydederek bunları sunacaklardır.
1- GİRİŞ/MOTİVASYON
“Su yaşam için çok önemlidir. İnsanlar, susuz sadece 3 gün yaşayabilir. Her su içilebilir mi?” sorusu sorulur. Öğrencilerden gelen cevaplar dinlenir.
“Dünyanın %71’i suyla kaplıdır; fakat sadece %1’i içilebilir temiz sudur. Yani, bir pizzayı dört eşit parçaya böldüğünüzü hayal edin. Bu dört parçanın üç parçası dünya üzerindeki suyu gösterirken, yalnızca çok küçük bir parçası içilebilir su miktarını göstermektedir” denilerek tahtaya çizim yapılır.
“Her gün çeşitli kimyasal maddeler, bakteriler, plastikler ve diğer atıklar içtiğimiz sulara karışarak, suları kirletiyor. Su doğada fiziksel olarak bir şekilde arıtılır. Kar ve yağmur yağdıktan sonra, toprağa sızar. Bitki örtüsü, kum ve çakıl tabakaları, sudaki fiziksel kirleri temizler ve bu su yer altı sularına karışır.” Denilir.
“Dünyada yaklaşık 7 milyar insan yaşıyor ve her insan günlük 2,5 litre suya ihtiyaç duyuyor. Peki, bu kadar su ihtiyacı nasıl karşılanıyor?” sorusu sorulur. (Beklenen cevap: Arıtma sayesinde)
“Eğer yeterince temiz ve kaliteli su içmezsek ne olur?” sorusu sorulur. (Beklenen cevaplar: Hastalanırız, yeterince su içmezsek organlarımız zarar görür, ölebiliriz).
“Bu durumda içtiğimiz suyun mutlaka temiz olması gerekir. İnsanların su ihtiyacı çok ama buna rağmen içilebilir su kaynakları az. Bu nedenle su kimyasal ve fiziksel atıklardan, çeşitli işlemlerle arıtılıyor.” Şeklinde açıklama yapılır.
“Su arıtması nedir? Hiç yaptınız mı?” sorusu sorulur. (öğrenci cevapları dinlenir).
167
“Su arıtması; suyu temiz hale getirebilmek için sudaki istenmeyen kirleticileri sudan uzaklaştırmaktır. Su doğada fiziksel olarak bir şekilde arıtılır. Kar ve yağmur yağdıktan sonra, toprağa sızar. Bitki örtüsü, kum ve çakıl tabakaları, sudaki fiziksel kirleri temizler ve bu su yer altı sularına karışır.” Denilerek geçiş yapılır.
“Bugün siz de bir mühendis gibi düşünerek kirli sudan arıtma yapacaksınız. Sizden bir arıtma cihazı yapmanız isteniyor, bunu yapabilmek için hangi bilgileri bilmeye ihtiyacınız var?” sorusu sorulur. (Beklenen cevaplar: su doğal yollarla nasıl arıtılır? Fiziksel olarak hangi kirleticileri arıtabilirim? Hangi malzemeleri kullanabilirim?)
Öğrencilerden bu soruların cevabını araştırmaları istenir.
2- AKTİVİTE/KEŞFETME
Öğrencilere daha önceden hazırlanan kirli su gösterilerek, “Bu suyu bitkilerin, hayvanların, insanların kullanabileceği hale getirebilir miyiz?” diye sorulur. Sınıfça suyu temizleme yolları hakkında beyin fırtınası yapılır. Öğrencilerden
gelen cevaplar tahtaya yazılır. (Muhtemel cevaplar; taş ve toprak katmanlarıyla temizlemek, bez ya da süzgeç kullanarak elemek gibi)
Öğrenciler 4-5 kişilik gruplara ayrılır.
Öğrencilere mühendis gibi düşünerek kendi arıtma sistemlerini geliştirecekleri söylenir.
Bu aşamada gruplar öncelikle arıtma sistemleri ile ilgili araştırma yapacak, planlama yaparak, hangi malzemeleri kullanacaklarını, nasıl yapacaklarını belirleyecektir. Planlamaları temelinde, her grubun kendi arıtma sisteminin planından, yapımından ve test edilmesinden sorumlu olduğu belirtilir.
Öğrencilere aşağıda verilen tasarım süreci kâğıtları dağıtılır.
Öğrenciler, tasarım süreci kâğıtları üzerinde planlamalarını daha kolay yapabileceklerdir.
Öğrencilere daha önceden hazırlanan materyaller tanıtılır. Gruplar bütün materyalleri kullanmak zorunda değildirler. Araştırmaları doğrultusunda hangi materyalleri nasıl kullanacaklarına kendileri karar vereceklerdir.
168 MÜHENDİSLİK TASARIM SÜRECİ
1. Aşama: Problemi Tanımlama
Öğretmen ve öğrenciler, projenin hedeflerini, beklentileri ve sınırlılıkları içeren kısa bir özetle birlikte bir problem durumu hazırlarlar. Öğretmen bunu kendisi de verebilir.
Öğrenciler, problemle ve geçmişte tasarlanan çözümlerle ilgili bir araştırma yaparlar.
2. Aşama: Çözüm Tasarıları Geliştirme
Öğrenciler, yapabildikleri kadar çözüm tasarısı üretirler. Beyin fırtınası yaparlar.
Karmaşık problemler, küçük parçalara bölünebilir ve öğrenciler her bir parça hakkında çözümler düşünebilirler.
Beyin fırtınası bireysel olmak yerine, işbirliği ile grup içi ya da tüm sınıfla birlikte yapılabilir.
Öğretmen, çözüm tasarılarını değerlendirmek yerine üretmek üzerine odaklanmalıdır.
3. Aşama: Çözüm Tasarısının Analizi ve Çözüm
Çok sayıda çözüm tasarısı ürettikten sonra, öğrenciler, hangi çözümün projenin hedeflerine, amaçlarına, sınırlılıklarına daha uygun olduğunu analiz ederler.
Öğrenciler, analizleri için sistematik bir yaklaşım geliştirirler (Değişkenler arasındaki ilişkiyi gösteren basit tablolar, çözümün artısını eksisini gösteren özetler gibi).
Test etmek için çözümler seçerler.
Çözüm tasarıları çözümün nasıl uygulanacağını, problemle nasıl ilişkilendirileceğini içermeli ve açık bir şekilde çizilmeli ya da gösterilmelidir.
Ürünlerini oluştururlar.
4. Aşama: Test etme, Değerlendirme ve Gözden Geçirme
Öğrenciler, çözümleri ile ilgili verileri bir araya getirmeli ve test ederek geliştirmelidir.
Öğretmen, öğrencilere, tasarımlarını her fırsatta test etmelerine izin vererek, mühendislik tasarımının tekrarlanan bir yapı olduğu fikrini güçlendirir.
5. Aşama: İletişim
Tasarım süreci boyunca öğrenciler, elde ettikleri sonuçları, düşüncelerini arkadaşlarıyla paylaşırlar.
Öğrenciler test sonuçlarını ve kararlarını sınıfla paylaşırlar ve kararlarını destekleyen kanıtlar sunarlar.
Etkinliğin sonunda öğrenciler, çözüm tasarılarını, çözümlerinin kanıtını ve problemi çözmek için uyguladıkları çözüm yollarını içeren bir sunum hazırlarlar.
Tasarımlar tamamlandıktan sonra, her grubun tasarımını test etmesi sağlanacaktır.
169
Gruplara, “Yaptığınız arıtma cihazlarının ne kadarlık suyu arıttığını nasıl belirleyeceksiniz?” sorusu sorularak beyin fırtınası yapmaları sağlanır. Öğrencilerden gelen öneriler tartışılır, gerekirse ipucu verilir. (Muhtemel cevaplar: Kaşıkla, çay bardağıyla, su bardağıyla, şişeyle ölçeriz )
Gelen cevaplardan sonra, öğrencilere bunların kaç ml su alabileceği sorulur. Tahminleri alındıktan sonra, hepsini sağlıklı bir biçimde karşılaştırabilmek için standart bir ölçüm kabının olması gerektiği ifade edilir.
“Elimizde standart bir ölçüm kabı yok. O halde kendimiz yapalım.” Denilerek geçiş yapılır.
Test etme aşamasında öğrencilerin kullanacakları ölçüm kaplarını geliştirmeleri için standart desilitreden (100 ml) yararlanılabileceği gibi, öğretmen ve öğrenciler birlikte yapabilirler.
Bir desilitre yapmak için öğrencilerden sırasıyla şu işlemleri yapmaları istenir: 300 ml’lik kapalı bir içme suyu veya meşrubat şişesi ile bunun aynısı
olan üç boş şişe bulunması
Boş şişelerden birinin, kapalı şişedeki seviyeye kadar su ile doldurulması
Bir huniden yararlanarak doldurulan şişedeki suyu, üç şişede de aynı hizaya gelinceye kadar boşaltmaları. (Bu durumda her şişedeki su bir desilitre olur).
Standart desilitre yapıldıktan sonra, temiz bir plastik şişenin üst kısmı öğretmen tarafından kesilir.
Her grup şişenin gövdesine yapışkan kâğıtları yapıştırır.
Desilitreden yararlanarak, yapıştırılan kâğıdın üzerine 100 ml’lik bölmeleri işaretler.
Sonrasında, cetvel yardımıyla bu bölmelerin arasına, 10 ml, 20 ml, 50 ml gibi bölmeleri eklerler.
Her grup ölçüm kabını geliştirdikten sonra, bu kaplar yardımıyla önce arıtacakları kirli su miktarını ölçecek, daha sonra arıtmadan sonra kalan suyun miktarını ölçerek bir karşılaştırma yapacaklardır.
Tasarımı test ederken gruptan bir öğrenci, kirli su döküldüğü anda kronometreyi çalıştıracak, su tamamen akıp altta toplandıktan sonra da kronometreyi durduracak ve çalışma kâğıdına kaydedecektir.
170
Süreç sonunda en kısa sürede en çok ve en temiz suyu elde eden grup birinci olacaktır.
Eğer su, içindeki kirleticilerden arınmadıysa, gruplar tasarımlarını yeniden test edecektir. İkinci defa tasarım yine sıkıntılı olursa bu defa planlarını gözden geçireceklerdir.
Her grup tasarımı gerçekleştirdikten sonra, planlarını, tasarımlarını, elde ettikleri sonuçları ve süreçte yaşadıklarını içeren bir sunum hazırlayıp, sınıfta sunar.
ÖNEMLİ!!!: Sular ne kadar temiz görünse de içinde mikroskobik canlı
bulundurabileceği ve sağlığımıza zarar verebileceği belirtilerek, kesinlikle içmemeleri söylenir. (Mikroskobik canlılarla ilgili etkinlikte elde edilen sonuçlar hatırlatılabilir).
6. AÇIKLAMA
“Hava, su ve toprak canlıların temel yaşam alanı olarak bilinir. Yaşadığımız çevre sadece bize ait değildir. Bu nedenle, ihtiyaçlarımızı karşılarken bilinçli ya da bilinçsiz olarak çevreye zarar veren davranışlar yaptığımızda, hem diğer canlılara hem de kendimize zarar vermiş oluyoruz.” denir.
“Peki, bizler çevreyi nasıl kirletiyoruz?” diye sorulur. Öğrencilerden gelen cevaplar tahtaya yazılır.
“Bu yaptıklarımız diğer canlıları nasıl etkiliyor?” diye sorulur. (Beklenen cevaplar: Yaşam alanları etkilenir, göç etmek zorunda kalabilirler, ölebilirler). “Verdiğiniz cevaplara göre “Çevre kirliliğini nasıl tanımlarsınız?” diye sorulur.
(Beklenen cevap: İnsan faaliyetlerinin hava, su ve toprak gibi temel yaşam alanları üzerindeki olumsuz etkileri çevre kirliliği olarak adlandırılır.)
Bu süreçte aşağıda örneği verilen kavram haritası öğrencilerden gelen cevaplarla oluşturulur.
Bunların dışında daha önce belirtilen ışık ve ses kirliliğinin de çevre kirliliğine neden olduğu belirtilir.
“Yaptığınız etkinlikte suyu görünür olan kirlerden arındırdınız. Görünmeyen kirlerden arındırmak için daha detaylı ve pahalı çalışmalara ihtiyaç vardır. Peki, sizce kirletmeden yaşamak mı daha kolay ve ucuz olur yoksa kirlenmiş olanı temizlerken mi daha kolay olur?” sorusu sorulur.
171
“Aynı şeyler hava ve toprak kirliliğinde de yaşanmaktadır” denilerek, “Çevre kirliliğini önlemek için neler yapılmalıdır?” sorusu sorulur. Gelen cevaplar toparlanarak kavram haritası tamamlanır.
Neden olur
etkiler olumsuz önleyebilir
etkilenir etkiler -Geri dönüşüm - Toplu taşıma -çevreyi koruma içerir içerir bulunur bulunur
Mikroskobik canlılar Bitkiler Hayvanlar
Çevre kirliliği İnsan faaliyeti Bireysel sorumluluk bilinci ÇEVRE Yaşam alanları Cansız Varlıklar Canlı varlıklar
172
7. DERİNLEŞTİRME
Bu aşamada gruplar, hava ve toprak kirliliğinin nasıl önlenebileceğini içeren bir tartışma yapmaya yönlendirilir.
Çevreyi güzelleştirmek ve korumak için neler yapılabileceğini açıklamaları beklenir.
Mühendislerin kirli hava, su ve toprağı temizleyerek tekrar insanlara sunabilmesinin çok uzun ve pahalı bir süreç olduğu; bu nedenle kirletmeden havayı, suyu ve toprağı korumanın daha önemli olduğu belirtilir.
8. DEĞERLENDİRME
Her grup süreç boyunca hazırladığı sunumu sınıfta sunar. Diğer öğrenciler, görüş bildirebilir, düzeltme yapabilir.
Bu aşamada, süreci değerlendirmeleri için, her gruba diğer grupları değerlendirecekleri aşağıda verilen grup değerlendirme formu verilir. Gruplar değerlendirmelerini yaparken gerekçelerini de açıklarlar.
173
TASARIM SÜRECİ FORMU
Mühendislik bilginizi kullanarak kirli suyu temizlemek için bir yol bulacaksınız. Burada size yardımcı olabilecek bazı bilgiler var. Bu sayede filtreleme cihazınız hem doğru hem de daha hızlı olacak.
Su doğada fiziksel olarak nasıl temizlenir?
... ... ... ... ... ... ... ...
1- Resme bakın ve aşağıda bulunan malzemeleri kullanarak, doğadaki gibi bir katman tasarlayın. Ortamda bulunan malzemeler: Taş, çakıl, kum, toprak, tülbent, naylon çorap, pamuk, kâğıt havlu, süzgeç
2- Grup olarak arıtma yapabilmek için farklı yollar olup olmadığını tartışın.
3- En iyi olduğunu düşündüğünüz arıtma yöntemini seçin. Arıtma için seçtiğiniz malzemeleri yazın ve arıtma sisteminizi çizin.
174
Kullandığınız Malzemeler Yapmayı düşündüğünüz arıtma sistemini çizin
... ... ... ... ... ... ...
175
Tasarımınızı oluşturduktan sonra şişenin diğer yarısı altta kalacak şekilde tasarladığınız şişenin ağzıyla birleştirin.
Kirli sudan istediğiniz miktarda alın ve ölçüm yapın. Ölçüm sonucunu aşağıdaki boşluğa kaydedin.
Kirli su: ...
Temiz Su:...
Grubunuzdan başka bir öğrencinin zamanı takip etmesini sağlayın. Kronometreyi başlattığınız anda kirli suyu filtrenin üzerinden boşaltın. Süzgeçten geçtiğinde zamanı durdurun. Ne kadar sürdüğünü kaydedin.
...dk ...sn
Arıtma sonrasında altta kalan suyu ölçün ve ölçüm sonucunu kaydedin.
GRUP DEĞERLENDİRME FORMU
KRİTERLER DERECELENDİRME
1 (KÖTÜ) 2 (ORTA) 3 (İYİ)
1- Projenin amacını belirler.
2- Projeye uygun çalışma planı yapar. 3- Farklı kaynaklardan bilgi toplar. 4- Projeyi plana göre gerçekleştirir. 5- Elde ettiği ürünü test eder ve
gerekiyorsa düzeltmeleri yapar.
6- Elde ettiği bilgileri ve ürünü bir bütün haline getirerek, sınıfta sunar.
176
ÇALIŞMA YAPRAKLARI
1- Çevre kirliliğinin önlenebilmesi için il genelinde bir slogan yarışması düzenlenmektedir. Okulunuz da bu yarışmaya katılmaya karar vermiştir. Yarışma ilk olarak okulda yapılacak ve birinci olan slogan ildeki yarışmaya gönderilecektir. Siz de bu yarışmaya katılacaksınız. Sloganınız ne olur?
AN
L
AM
A
Yukarıdaki problemi kendi cümlelerinizle ifade edin.
PLAN Y
AP
M
A
En etkili sloganı yazabilmek için hangi bilgileri bilmek size yardım eder?
Üç faklı slogan önerisi yazar mısın?
ÇÖZ
ÜM
Yarışmaya göndermek için yukarıda önerdiğin sloganlardan birini seç ve yaz.
KO
NTROL ETM
E
Sence en etkili slogan bu seçtiğin slogan mı? Neden?
177
2- Aşağıdaki tabloda, bir evde günlük ve bir seferlik kullanım durumlarında ne kadar su harcandığı verilmiştir.
Mutfak ve banyoda her gün belirtilen miktar kadar su kullanılmakta, Çamaşır makinesi ayda 3 kez çalışmakta,
Bulaşık makinesi ayda 9 kez çalışmaktadır. NOT: Bir ay, 4 hafta ve 30 gün olarak alınacaktır.
Su kullanılan yer Miktar
Mutfak (1 günde) 3L
Banyo (1 günde) 3L
Çamaşır makinesi (1 kere çalıştığında) 12L Bulaşık makinesi (1 kere çalıştığında) 9L
Bu evde 1 ayda kaç litre su harcanır?
AN
L
AM
A
Problemde verilen bilgiler nelerdir?
Problemde sizden ne istenmektedir?
PLAN Y
AP
M
178
ÇÖZ
ÜM
Yukarıdaki problemin çözümünü yapar mısın?
KO NTROL E T M E
Yaptığın çözümün doğru olduğundan emin misin? Neden?
Tablodaki bilgilerden yararlanarak, benzer bir problem yazar mısın?
179