ΕΝΟΤΗΤΑ 4: Ανακαλύπτοντας το Αναπνευστικό μας Σύστημα

ΕΝΟΤΗΤΑ 4: Ανακαλύπτοντας το Αναπνευστικό μας Σύστημα Α. Διδακτικό πλαίσιο Τίτλος ενότητας: Ανακαλύπτοντας το Αναπνευστικό μας Σύστημα Παιδαγωγική Προσέγγιση: Προβληματοκεντρική μάθηση με προκαθορισμένη πορεία δραστηριοτήτων για οικοδόμηση της γνώσης Η παιδαγωγική προσέγγιση που αξιοποιείται στην ενότητα αυτή βασίζεται στη θεωρία του οικοδομισμού και στην κοινωνικό-κεντρική άποψη για τη μάθηση και τη γνωστική ανάπτυξη. Συγκεκριμένα, στην αρχή της ενότητας παρουσιάζεται ως αφόρμηση ένα πρόβλημα αποστολή, το οποίο καθορίζει το πλαίσιο της διερεύνησης. Στη συνέχεια, παρατίθεται μία ακολουθία δραστηριοτήτων, η οποία σκοπό έχει να στηρίξει τον/τη μαθητή/τρια στην προσπάθειά του/της να διερευνήσει και να λύσει το αρχικό πρόβλημα, να αναπτύξει δεξιότητες διερεύνησης, συλλογιστικές δεξιότητες και εμπειρίες. Κάθε δραστηριότητα επιτρέπει την ενεργό εμπλοκή του/της μαθητή/τριας στη μαθησιακή διαδικασία, την ανάδειξη των ιδεών των μαθητών/τριών, την αναδόμηση των ιδεών, την εφαρμογή των νέων ιδεών και την ανασκόπησή τους. Μέσα από τη συνεργατική μάθηση που προτείνεται, οι μαθητές/τριες, δυνητικά, αναπτύσσουν δεξιότητες επικοινωνίας και συνεργασίας και προωθείται η καλλιέργεια των ιδιοτήτων του δημοκρατικού πολίτη. Οι παρεμβάσεις του/της εκπαιδευτικού, σύμφωνα με το συγκεκριμένο μαθησιακό υλικό, περιορίζονται σε εισαγωγικές οδηγίες, σε παροτρύνσεις για παραγωγικό διάλογο εντός των ομάδων, σε ερωτήσεις για προβληματισμό, σε εξαιρετικά σύντομη ανατροφοδότηση, σε εντοπισμό πιθανών εναλλακτικών ιδεών και σε καθοδήγηση για εννοιολογική αλλαγή και κατανόηση. Οργάνωση τάξης: Εργασία σε ομάδες (Συνεργατική μάθηση) Συνολική χρονική διάρκεια: 7 διδακτικές περίοδοι Προτεινόμενος διδακτικός χρόνος για δραστηριότητες και εισαγωγικό μέρος: 6,5 διδακτικές περίοδοι Προτεινόμενος χρόνος για αξιολόγηση εργασιών για το σπίτι: 0,5 διδακτική περίοδος

Προγραμματισμός Διδακτικής Ενότητας: Ενότητα Δραστηριότητες Βασικές Έννοιες Δ/κές Π/δοι Δραστηριότητα 4.1: Ποιο Πρόβλημα, Βήματα 0.25 είναι το δίλημμα που διερεύνησης απασχολεί την κα Αγγελική Καλοφαγά; Ενότητα 4: Ανακαλύπτοντας το Αναπνευστικό μας Σύστημα Πειραματική Δραστηριότητα 4.2: Τι είναι η αναπνοή; Ασκήσεις για το σπίτι και για σένα! Πειραματική Δραστηριότητα 4.3: Δομή και λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος Δραστηριότητα 4.4: Τι συμβαίνει όταν το οξυγόνο στον οργανισμό μας δεν είναι αρκετό για τις ενεργειακές μας ανάγκες; Δραστηριότητα 4.5: Ασθένειες του αναπνευστικού συστήματος Δραστηριότητα 4.6: Ποιο φάρμακο να αγοράσει τελικά η κα Αγγελική; Η αναπνοή και η σημασία της Δομή μιτοχονδρίου Πείραμα ανίχνευσης ποσότητας οξυγόνου στον εισπνεόμενο και εκπνεόμενο αέρα Αερόβια Αναερόβια κυτταρική αναπνοή Διάφραγμα, επιγλωττίδα, λάρυγγας, πνεύμονας, ρινική κοιλότητα, στόμα, φάρυγγας. Μοντελοποίηση πνεύμονα: εισπνοή, εκπνοή, ανταλλαγή αερίων μεταξύ κυψελίδων και τριχοειδών αγγείων Αερόβια & Αναερόβια αναπνοή - Σύγκριση 2 0,25 Πνευμονία, ίνωση 1 πνευμόνων, φυματίωση, εμφύσημα, βρογχικό άσμα, χρόνια βρογχίτιδα Το κάπνισμα και η υγεία μας Δίλημμα, λήψη απόφασης 0.25 2 1 Ασκήσεις για το σπίτι και για σένα! 0,25

Β. Μαθησιακές Επιδιώξεις της Ενότητας 1. Εννοιολογική κατανόηση: Κατανόηση των ακόλουθων εννοιών: Αναπνοή, Αερόβια Αναπνοή, Αναερόβια αναπνοή, Ανταλλαγή των αναπνευστικών αερίων, Βλέννα, Βλεννογόνος, Βρόγχος, Βρογχίδιο, Κυψελίδες, Μιτοχόνδριο, Πνεύμονες, Τραχεία. 2. Επιστημολογική επάρκεια: Κατανόηση του τρόπου ανάπτυξης της επιστημονικής γνώσης, του ρόλου της επιστημονικής μεθοδολογίας και του πειράματος στην επιστήμη, της σχέσης θεωρίας και δεδομένων, της παρατήρησης και της ερμηνείας της παρατήρησης. 3. Συλλογιστικές και Πρακτικές δεξιότητες - ικανότητες: Προώθηση της ανάπτυξης της κριτικής σκέψης, δημιουργικής σκέψης, δεξιοτήτων επιχειρηματολογίας και λήψης απόφασης, δεξιοτήτων παρατήρησης, ανάπτυξης υποθέσεων, σχεδιασμού και εκτέλεσης πειράματος, έλεγχου μεταβλητών, δεξιοτήτων επικοινωνίας και συνεργασίας. 4. Στάσεις, Αξίες και Συμπεριφορές: Ανάπτυξη θετικών στάσεων απέναντι στον υγιεινό τρόπο ζωής, πρόληψη ασθενειών, αποφυγή του καπνίσματος και θέματα αγωγής υγείας. 5. Εμπειρίες: Προτείνονται δραστηριότητες επέκτασης με επισκέψεις σε ειδικά κέντρα ή με την εφαρμογή της αποκτηθείσας γνώσης στην πράξη, οι οποίες επιτρέπουν την ανάπτυξη εμπειριών για έναν καλύτερο, πιο ισορροπημένο και υγιεινό τρόπο ζωής. Γ. Γενικοί Στόχοι της Ενότητας Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να είναι σε θέση Να περιγράφουν τη δομή και τη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος. Να εξηγούν τον μηχανισμό ανταλλαγής αερίων στον ανθρώπινο οργανισμό. Να διατυπώνουν διαφορές μεταξύ αερόβιας και αναερόβιας αναπνοής. Να διερευνούν πειραματικά την ποσότητα του οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στον εισπνεόμενο και στον εκπνεόμενο αέρα. Να ανακαλούν τρόπους με τους οποίους μπορούμε να μειώσουμε την πιθανότητα να προσβληθούμε από ασθένειες του αναπνευστικού συστήματος. Να περιγράφουν διάφορες ασθένειες του αναπνευστικού συστήματος. Να εξηγούν τη σχέση μεταξύ του τρόπου ζωής των ανθρώπων και της λειτουργίας του αναπνευστικού συστήματος. Να εξηγούν πώς συνεργάζονται το πεπτικό, το κυκλοφορικό και το αναπνευστικό σύστημα στον άνθρωπο για την εξασφάλιση των ενεργειακών του αναγκών.

Δ. Ειδικοί Στόχοι της Ενότητας Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να είναι σε θέση Να εξηγούν γιατί η αναπνοή είναι απαραίτητη για τη ζωή. Να μελετούν ιστορικά πειράματα και να εξάγουν συμπεράσματα για τη σχέση του ατμοσφαιρικού αέρα και της αναπνοής. Να ορίζουν την έννοια της αναπνοής. Να περιγράφουν τη δομή και τη λειτουργία του μιτοχονδρίου. Να εφαρμόζουν την επιστημονική μεθοδολογία για να ανιχνεύουν την ποσότητα του οξυγόνου στον εισπνεόμενο και στον εκπνεόμενο αέρα. Να εφαρμόζουν την επιστημονική μεθοδολογία για να ανιχνεύουν την ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα στον εισπνεόμενο και στον εκπνεόμενο αέρα. Να συμπληρώνουν ενδείξεις που αφορούν στα όργανα του αναπνευστικού συστήματος. Να εξηγούν τον ρόλο της βλέννας, των αιμοφόρων αγγείων και των τριχών στις ρινικές κοιλότητες. Να περιγράφουν τα στάδια της πορείας του ατμοσφαιρικού αέρα από τη ρινική κοιλότητα μέχρι τις κυψελίδες. Να εξηγούν τον ρόλο της επιγλωττίδας. Να εξηγούν τις λειτουργίες που εξυπηρετεί η τραχεία στο αναπνευστικό σύστημα του ανθρώπου. Να εξηγούν γιατί οι πνεύμονες βρίσκονται μέσα στη θωρακική κοιλότητα. Να κατασκευάζουν μοντέλο που να αναλογεί στο αναπνευστικό σύστημα και να εξηγούν τις αναλογίες με το αναπνευστικό σύστημα. Να εξηγούν τη βασική διαφορά μεταξύ εισπνοής και εκπνοής. Να εξηγούν με τη βοήθεια εικόνων τη διαφορά μεταξύ του μηχανισμού της εισπνοής και του μηχανισμού της εκπνοής. Να ορίζουν τις έννοιες «διαπίδυση» και» ώσμωση». Να εξηγούν με τη βοήθεια πολυμεσικής παρουσίασης το που οφείλεται διάχυση/διαπίδυση του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα διαμέσου των στιβάδων των κυψελίδων και των τριχοειδών αγγείων. Να διατυπώνουν διαφορές μεταξύ αερόβιας και αναερόβιας αναπνοής. Να αναφέρουν ασθένειες του αναπνευστικού συστήματος. Να αναγνωρίζουν σε εικόνες αλλοιώσεις στον βλεννογόνο των βρόγχων καπνιστή. Να μελετούν πίνακα με τα χαρακτηριστικά δύο συσκευασιών φαρμάκου και να εξάγουν συμπεράσματα για το ποιο φάρμακο θα πρέπει να αγοράσει η κα Αγγελική. Να ενημερώνονται και να αναστοχάζονται για τους κινδύνους που σχετίζονται με το κάπνισμα. Να λαμβάνουν τεκμηριωμένη απόφαση για κάποιο ζήτημα με βάση δεδομένα που συλλέγουν μέσα από μια διαδικασία διερεύνησης.

Ε. Εναλλακτικές ιδέες των μαθητών/τριών Κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας της ενότητας αυτής, είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη ότι ορισμένοι /ες μαθητές/τριες μπορεί να έχουν τις ακόλουθες εναλλακτικές ιδέες, με βάση την υπάρχουσα βιβλιογραφία (Driver et al., 1998; Μαυρικάκη κ.ά., 2007). Πιστεύουν ότι «Αναπνέουμε για να ζούμε», χωρίς να συνδέουν τη ζωή με τις λειτουργίες των ζωντανών οργανισμών. Θεωρούν ότι «Το οξυγόνου αναζωογονεί τα κύτταρα, ενεργοποιεί την καρδιά και μεταφέρει το αίμα». Ταυτίζουν την κυτταρική αναπνοή με την ανταλλαγή των αερίων στους πνεύμονες. Ταυτίζουν το οξυγόνο με τον ατμοσφαιρικό αέρα και συχνά αναφέρουν ότι αναπνέουν οξυγόνο. Δεν συνδέουν την αναπνοή με την κατανάλωση της τροφής και την απελευθέρωση ενέργειας. Δεν αντιλαμβάνονται την έννοια της διάχυσης του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα. Θεωρούν ότι οι μονοκύτταροι οργανισμοί και τα φυτά δεν αναπνέουν. Δεν αντιλαμβάνονται ότι μπορεί να υπάρχει αναπνοή χωρίς οξυγόνο (αναερόβια κυτταρική αναπνοή). Στ. Απαραίτητες Προαπαιτούμενες Γνώσεις Τα οργανικά συστήματα συνεργάζονται. Κατά την καύση οργανικών ουσιών ελευθερώνεται ενέργεια. Κατά τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης παράγονται γλυκόζη και οξυγόνο. Το μιτοχόνδριο είναι το οργανίδιο του ευκαρυωτικού κυττάρου όπου παράγεται ενέργεια. Στους ετερότροφους οργανισμούς η ενέργεια εξασφαλίζεται από την τροφή τους. Στους αυτότροφους οργανισμούς η ενέργεια εξασφαλίζεται από τον ήλιο μέσα από τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης.

Ζ. Σχόλια για τον/την εκπαιδευτικό που αφορούν στις δραστηριότητες της Ενότητας 4 Η Ενότητα 4: «Ανακαλύπτοντας το Αναπνευστικό μας Σύστημα» αφορά στη δομή και τη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος, σε διάφορες παθήσεις που σχετίζονται με αυτό, καθώς και σε τρόπους πρόληψης των παθήσεων αυτών. Με βάση το σενάριο της ενότητας, οι μαθητές/τριες συνεχίζουν να βρίσκονται στο Κέντρο «Πρόληψη και Υγεία» της πόλης τους και ετοιμάζονται να υποδεχθούν ένα νέο μέλος της οικογένειας Καλοφαγά, την κα Αγγελική. Η κα Αγγελική είναι η μητέρα του κ. Ηλία Καλοφαγά και επισκέπτεται τακτικά το Κέντρο «Πρόληψη και Υγεία», διότι αντιμετωπίζει αναπνευστικά προβλήματα. Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να διαβάσουν το εισαγωγικό ένθετο και την αποστολή τους και να ενημερωθούν για την πορεία της εργασίας τους. Ο εκπαιδευτικός θα ήταν χρήσιμο να κάνει τις απαραίτητες συνδέσεις με το αρχικό σενάριο της ενότητας 1. Η κ. Αποστολία Ιατροπούλου, η υπεύθυνη του Κέντρου «Πρόληψη και Υγεία» παρουσιάζει το ιατρικό ιστορικό της κας Αγγελικής, καθώς και τους ειδικούς επιστήμονες που θα συνεργαστούν με τους/τις μαθητές/τριες για να τους/τις βοηθήσουν στην αποστολή τους. Οι μαθητές/τριες θα ήταν χρήσιμο να μελετήσουν το ιατρικό ιστορικό, αρχικά ατομικά και μετά ομαδικά, και να υπογραμμίσουν τις πληροφορίες εκείνες που θεωρούν ότι είναι σημαντικές για την αποστολή τους. Ο/η εκπαιδευτικός μπορεί να υποβάλλει αναστοχαστικά ερωτήματα για να στηρίζει την εργασία στις ομάδες εργασίας όπου χρειάζεται.

Ένας σημαντικός στόχος της ενότητας αυτής είναι να αντιληφθούν οι μαθητές/τριες ότι ως αυριανοί πολίτες της σύγχρονης κοινωνίας που ζούμε θα έρχονται αντιμέτωποι με διάφορα διλήμματα, για τα οποία θα πρέπει οι ίδιοι, υπεύθυνα και τεκμηριωμένα, να παίρνουν αποφάσεις. Κατά συνέπεια, αναμένεται να κατανοήσουν ότι οι γνώσεις και οι δεξιότητες που θα αποκτήσουν μέσα από τα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών και ειδικότερα της Βιολογίας θα τους είναι απαραίτητες για να μπορέσουν να διαχειρίζονται προβλήματα της καθημερινής τους ζωής. Επίσης, στην παρούσα ενότητα, με βάση το σενάριο που δίνεται, η κα Αγγελική προβληματίζεται για τα όσα της είπε ο γιατρός της «... Η κα Αγγελική προβληματίζεται κατά πόσον πρέπει να αγοράσει το νέο φάρμακο ή αν πρέπει να συνεχίσει να αγοράζει το φάρμακο που χρησιμοποιούσε μέχρι τώρα...». Η θέση αυτή παραπέμπει στο ότι οι πολίτες θα πρέπει να εμπλέκονται και οι ίδιοι στη λήψη απόφασης για θέματα που τους απασχολούν και δεν πρέπει να νιώθουν ότι υπάρχουν απόλυτες αυθεντίες, και ότι η γνώση είναι προϊόν της εκάστοτε εξουσίας και των δεδηλωμένων αυθεντιών. Η διαχείριση τέτοιων ζητημάτων στη μαθησιακή διαδικασία συνεισφέρει στην ανάπτυξη της επιστημολογίας των μαθητών/τριών όσον αφορά στην ανάπτυξη και διάχυση της γνώσης. Βέβαια, σκοπός δεν είναι να χάσουν οι μαθητές/τριες την εμπιστοσύνη τους προς τους ειδικούς ή την επιστήμη, αλλά να κατανοήσουν ότι έχουν και οι ίδιοι/ες έχουν ρόλο να διαδραματίσουν όσον αφορά κοινωνικό-επιστημονικά διλήμματα που αντιμετωπίζουν, και, επίσης, ότι δεν θα πρέπει να αποδέχονται παθητικά τα όσα ακούνε. Η σχετική τοποθέτηση αποτελεί μια σημαντική συνιστώσα ώριμων επιστημολογικών πεποιθήσεων, οι οποίες αποτελούν μια βασική επιδίωξη της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών πολλών σύγχρονων εκπαιδευτικών συστημάτων στον κόσμο.

Στη Δραστηριότητα 4.1.1, οι μαθητές/τριες καλούνται να γράψουν το δίλημμα που αντιμετωπίζει η κα Αγγελική με βάση το ιατρικό ιστορικό που τους παρουσίασε η κ. Αποστολία. Στη Δραστηριότητα 4.1.2, οι μαθητές/τριες θα ήταν χρήσιμο να συζητήσουν στην ομάδα τους τα βήματα που πιστεύουν ότι θα πρέπει να ακολουθήσουν, για να καταλήξουν σε μια τεκμηριωμένη λήψη απόφασης. Στη δραστηριότητα αυτή, είναι σημαντικό να τονιστεί ότι για τη λήψη μιας τεκμηριωμένης απόφασης είναι απαραίτητο να συλλεγούν όλα τα απαραίτητα δεδομένα και με βάση τα δεδομένα αυτά να οικοδομηθούν επιχειρήματα υπέρ της μιας ή της άλλης θέσης και, ακολούθως, να παρθεί μια τελική απόφαση. Στη Δραστηριότητα 4.2, οι μαθητές/τριες, αρχικά, καλούνται να διατυπώσουν, με βάση την προϋπάρχουσα γνώση τους, έναν ορισμό για την έννοια «αναπνοή». Στο σημείο αυτό είναι σημαντικό οι μαθητές/τριες να γράψουν τις αρχικές τους απόψεις, για να εντοπιστούν από τον/την εκπαιδευτικό πιθανές εναλλακτικές ιδέες, οι οποίες θα πρέπει στη συνέχεια να συζητηθούν με απώτερο στόχο την εννοιολογική αλλαγή. Στη συνέχεια, μέσα από τη μελέτη διαφόρων ιστορικών πειραμάτων που αφορούν στη λειτουργία της αναπνοής, αναμένεται ότι οι μαθητές/τριες θα αντιληφθούν καλύτερα την έννοια της αναπνοής. Πιθανές παρανοήσεις των μαθητών/τριών, δυνητικά, θα αντικατασταθούν από την επιστημονική γνώση μέσα από τη μελέτη των ιστορικών πειραμάτων.

Στο πλαίσιο της μελέτης των ιστορικών πειραμάτων, οι μαθητές/τριες καλούνται να απαντήσουν ερωτήματα του τύπου «Στον ανθρώπινο οργανισμό, από πού προέρχονται οι οργανικές ουσίες που είναι απαραίτητες για τη διατήρηση της ζωής;» ή «Με ποιο μέσο μεταφέρονται οι θρεπτικές ουσίες στα διάφορα μέρη του ανθρώπινου οργανισμού για την απελευθέρωση της απαραίτητης ενέργειας για τη διατήρηση της ζωής;». Τα ερωτήματα αυτά βοηθούν στη σύνδεση της προϋπάρχουσας γνώσης των μαθητών/τριών για το πεπτικό και κυκλοφορικό σύστημα με τις γνώσεις για το αναπνευστικό σύστημα. Οι συνδέσεις αυτές είναι πολύ σημαντικές, διότι έτσι αποφεύγεται ο κατατεμαχισμός της γνώσης, και οι μαθητές/τριες αποκτούν μια πιο σφαιρική εικόνα για τη λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού. Το «Γνωρίζετε ότι...» είναι πολύ σημαντικό για την κατανόηση της έννοιας της αναπνοής. Θα ήταν χρήσιμο να διαβαστεί στην ολομέλεια της τάξης και να δοθούν πιθανές διευκρινίσεις.

Στη Δραστηριότητα 4.2.1.3, οι μαθητές/τριες θα παρακολουθήσουν μια σύντομη ταινία για την αναπνοή των ζωντανών οργανισμών. Καθώς την παρακολουθούν, θα ήταν καλό, να επικεντρωθούν στη δομή του μιτοχονδρίου, και να γίνει μια απλή συσχέτιση με τη λειτουργία του. Οι πληροφορίες που υπάρχουν για την κυτταρική αναπνοή, απλά θα βοηθήσουν τους/τις μαθητές/τριες να κατανοήσουν τη διαφορά μεταξύ κυτταρικής αναπνοής και εισπνοής/εκπνοής, χωρίς όμως να γίνει οποιαδήποτε αναφορά στη διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής. Οι ενδείξεις για τη δομή του μιτοχονδρίου είναι σημαντικό να συμπληρωθούν από τον/την εκπαιδευτικό και να παρουσιαστούν στην ολομέλεια, για να μπορέσουν όλοι/ες οι μαθητές/τριες να γράψουν τις ορθές έννοιες (1. Εσωτερική μεμβράνη, 2. Εξωτερική μεμβράνη, 3. Μεσομεμβρανικός χώρος, 4. Μήτρα.) Στη Δραστηριότητα 4.2.2.1, οι μαθητές /τριες καλούνται να εργαστούν στις ομάδες τους και να ανιχνεύσουν την ποσότητα του οξυγόνου στον εισπνεόμενο και στον εκπνεόμενο αέρα. Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να συζητήσουν στις ομάδες τους και να προτείνουν πειράματα, με τα οποία μπορούν να μετρήσουν το οξυγόνο, εξηγώντας σε συντομία τη διαδικασία που προτείνουν. Η διαδικασία αυτή ενδυναμώνει την κατανόηση του τρόπου ανάπτυξης της γνώσης στην επιστήμη. Το πείραμα που προτείνεται να γίνει από τους/τις μαθητές/τριες, μπορεί να γίνει και με επίδειξη από τον/την εκπαιδευτικό, αν υπάρχει έλλειψη χρόνου. Οι μαθητές/τριες θα πρέπει, όμως, να συμμετάσχουν ενεργά στον εντοπισμό των μεταβλητών του πειράματος, καθώς και στις μετρήσεις και στην εξαγωγή αποτελεσμάτων και συμπερασμάτων. Αναμένεται ότι ο χρόνος διατήρησης της φλόγας στο αναποδογυρισμένο δοχείο αρ. 2 θα είναι μερικά δευτερόλεπτα περισσότερος από ό,τι στο δοχείο αρ. 1, όπου υπάρχει εκπνεόμενος αέρας και άρα λιγότερο οξυγόνο.

Το πείραμα της Δραστηριότητας 4.2.2.2, που αφορά στην ανίχνευση της ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα στον εισπνεόμενο και στον εκπνεόμενο αέρα, μπορεί επίσης να γίνει από τον/την εκπαιδευτικό με επίδειξη, σε περίπτωση που δεν υπάρχει ικανοποιητικός διαθέσιμος διδακτικός χρόνος. Οι μαθητές/τριες, όμως, θα πρέπει να έχουν ενεργό ρόλο σε όλα τα άλλα στάδια της πειραματικής διαδικασίας. Γενικά, όσον αφορά στις πειραματικές διαδικασίες, ανεξάρτητα του αν οι μαθητές/τριες θα πραγματοποιήσουν το πρακτικό μέρος του πειράματος ή αν θα γίνει επίδειξη, η ενεργός συμμετοχή τους είναι απαραίτητη. Συγκεκριμένα, οι μαθητές/τριες: 1. Θα πρέπει να είναι σε θέση να διατυπώνουν το ερώτημα (διερευνήσιμο ερώτημα) το οποίο θα προσπαθήσουν να απαντήσουν με τη βοήθεια του πειράματος. 2. Θα πρέπει να είναι σε θέση να σκεφτούν ποιες θεωρητικές αρχές και ποιες προϋπάρχουσες γνώσεις τους θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν, για να διατυπώσουν μια υπόθεση για το διερευνήσιμο ερώτημα που έχουν να απαντήσουν. 3. Θα πρέπει να είναι σε θέση να εντοπίζουν τις μεταβλητές που υπεισέρχονται στη λειτουργία του φαινομένου που μελετάται. 4. Θα πρέπει να είναι σε θέση να σχεδιάζουν ένα έγκυρο πείραμα, το οποίο θα επιτρέπει τη διερεύνηση του ερωτήματος που πρέπει να απαντηθεί και τη διατύπωση αξιόπιστων συμπερασμάτων. Για τον σχεδιασμό του πειράματος είναι σημαντικό να προτείνονται υλικά και εξοπλισμός που είναι προσβάσιμα και ακίνδυνα. 5. Ανεξάρτητα του αν οι μαθητές/τριες θα πραγματοποιήσουν από μόνοι τους το πείραμα ή αν θα το παρουσιάσει ο/η εκπαιδευτικός, θα πρέπει να μπορούν να ελέγχουν τις διάφορες μεταβλητές του πειράματος (παράγοντες που κρατούν σταθερούς, παράγοντες που μεταβάλλουν, παράγοντες που μετρούν), να κάνουν ακριβείς μετρήσεις και να καταγράφουν αποτελέσματα. 6. Θα πρέπει να είναι σε θέση να ερμηνεύουν τα δεδομένα τους και να διατυπώνουν συμπεράσματα σε σχέση με το υπό διερεύνηση ερώτημα. 7. Θα πρέπει, επίσης, με βάση τα συμπεράσματά τους, να είναι σε θέση να επιβεβαιώνουν ή να απορρίπτουν την αρχική τους υπόθεση.

Για τα ερωτήματα που δίνονται στη στάση για συζήτηση είναι πολύ σημαντικό να δοθεί χρόνος για εξατομικευμένη και ομαδική εργασία και να γίνει και συζήτηση στην ολομέλεια. Με βάση τα ερωτήματα αυτά, γίνονται οι απαραίτητες συνδέσεις μεταξύ πεπτικού, κυκλοφορικού και αναπνευστικού συστήματος. Επίσης, δίνεται η δυνατότητα αναστοχασμού γύρω από τη συνεργασία των διαφόρων οργανικών συστημάτων του ανθρώπινου οργανισμού για την επιτέλεση μιας λειτουργίας, όπως είναι η απελευθέρωση ενέργειας. Η κατανόηση αυτή παραπέμπει, επίσης, στην κατανόηση της πολυπλοκότητας του οργανισμού, της αλληλεξάρτησης των διαφόρων λειτουργιών και της ολιστικής προσέγγισης που απαιτείται για τη διατήρηση της υγείας μας.

Οι ασκήσεις για το σπίτι παρουσιάζουν διαφοροποίηση και ο/η εκπαιδευτικός μπορεί να επιλέξει ασκήσεις ως κατ οίκον εργασία, ανάλογα με τις δυνατότητες και τα ενδιαφέροντα των μαθητών/τριών. Οι ασκήσεις 1,2,3 είναι ασκήσεις χαμηλού βαθμού δυσκολίας, ενώ οι ασκήσεις 4 και 5 απαιτούν πιο περίπλοκη συλλογιστική σκέψη, καθώς επίσης και πιο εξειδικευμένες δεξιότητες. Για παράδειγμα, στην άσκηση 5, οι μαθητές/τριες καλούνται να αξιοποιήσουν τα δεδομένα ενός πίνακα, για να κατασκευάσουν γραφική παράσταση και στη συνέχεια να βγάλουν συμπεράσματα με βάση τα δεδομένα. Η άσκηση αυτή θα βοηθήσει τους/τις μαθητές/τριες να εντοπίζουν στοιχεία με την αξιοποίηση διαφορετικών αναπαραστάσεων.

Στη Δραστηριότητα 4.3, οι μαθητές/τριες επισκέπτονται τον πνευμονολόγο του Κέντρου «Πρόληψη και Υγεία» και συνεργάζονται μαζί του για να μελετήσουν τη δομή και τη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος του ανθρώπινου οργανισμού. Με τη βοήθεια της εικόνας της Δραστηριότητας 4.3.1, καθώς και με χάρτες του αναπνευστικού συστήματος στον άνθρωπο, ή και με άλλα μοντέλα που ο/η εκπαιδευτικός θα ήταν καλό να προμηθεύσει τους/τις μαθητές/τριες, αναμένεται να είναι σε θέση να συμπληρώσουν τις ενδείξεις του σχετικού σχεδιαγράμματος. Στις Δραστηριότητες 4.3.2, 4.3.3 και 4.3.4, οι μαθητές/τριες με τη βοήθεια υποστηρικτικών ερωτήσεων του/της εκπαιδευτικού, αναμένεται να κατανοήσουν τον ρόλο των ρινικών κοιλοτήτων, του φάρυγγα και της επιγλωττίδας, καθώς και της τραχείας. Θα ήταν χρήσιμο οι μαθητές/τριες να αντιληφθούν τα ακόλουθα όσον αφορά στις ρινικές κοιλότητες: Το εσωτερικό των ρινικών κοιλοτήτων καλύπτεται από μια μεμβράνη που λέγεται βλεννογόνος, του οποίου τα κύτταρα παράγουν βλέννα. Η βλέννα υγραίνει τον αέρα και συγκρατεί σκόνες και άλλα σωματίδια του εισπνεόμενου αέρα. Τα ξένα σωματίδια συγκρατούνται, επίσης, και από τρίχες που υπάρχουν στις ρινικές κοιλότητες. Τα αιμοφόρα αγγεία του βλεννογόνου των ρινικών κοιλοτήτων θερμαίνουν τον εισπνεόμενο αέρα. Όσον αφορά στον λάρυγγα και την επιγλωττίδα, οι μαθητές/τριες θα πρέπει να κατανοήσουν ότι κατά την κατάποση, η επιγλωττίδα κλείνει το στόμιο του λάρυγγα και έτσι αποφεύγεται η είσοδος τροφής προς τους πνεύμονες.

Για τον ρόλο της τραχείας, οι μαθητές/τριες, θα πρέπει να μελετήσουν πρώτα, προσεκτικά, το «Γνωρίζετε ότι...» και, στη συνέχεια, να απαντήσουν τα σχετικά ερωτήματα. Στη δραστηριότητα 4.3.5, ο/η εκπαιδευτικός θα ήταν χρήσιμο, αρχικά, να παραπέμψει τους/τις μαθητές/τριες στη Δραστηριότητα 4.3.1., για να πάρουν πληροφορίες όσον αφορά στη δομή των πνευμόνων. Στη συνέχεια, να προχωρήσουν στη συμπλήρωση του σχεδιαγράμματος και να αναστοχαστούν όσον αφορά στον ρόλο των κυψελίδων των πνευμόνων. Για να μπορέσουν οι μαθητές/τριες να αντιληφθούν τον ρόλο των κυψελίδων, θα ήταν χρήσιμο να διαπιστώσουν αφενός το γεγονός ότι κάθε κυψελίδα περιβάλλεται από ένα μεγάλο διακλαδισμένο αριθμό τριχοειδών αγγείων, και αφετέρου ότι η συνολική επιφάνεια των πνευμόνων, όταν ανοιχτούν όλες οι κυψελίδες, είναι ίση με την επιφάνεια ενός γηπέδου τένις.

Στη Δραστηριότητα 4.3.6, οι μαθητές/τριες καλούνται να κατασκευάσουν ένα μηχανικό ανάλογο (μοντέλο) που αφορά στην είσοδο και την έξοδο του ατμοσφαιρικού αέρα στους πνεύμονες. Η ανάπτυξη του μοντέλου μπορεί να γίνει από τον/την εκπαιδευτικό και να συζητηθεί στην ολομέλεια της τάξης. Στο στάδιο αυτό, θα ήταν χρήσιμο να γίνει σύντομη συζήτηση για τον ρόλο των μοντέλων στην επιστήμη, και με την αξιοποίηση της δραστηριότητας αυτής να αντιληφθούν τις δυνατότητες και τους περιορισμούς των μοντέλων. Είναι σημαντικό να τονιστεί η διαφορά μεταξύ πνευμονικής αναπνοής και κυτταρικής αναπνοής. Οι μαθητές/τριες έχουν έντονες παρανοήσεις για το θέμα αυτό, καθώς θεωρούν ότι πνευμονική και η κυτταρική αναπνοή είναι το ίδιο θέμα.

Στη Δραστηριότητα 4.3.8, οι μαθητές/τριες καλούνται να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα διαπερνούν τα τοιχώματα των κυψελίδων και των τριχοειδών αγγείων. Η κατανόηση του μηχανισμού της διάχυσης /διαπίδυσης μπορεί να υποβοηθηθεί με την παρακολούθηση της πολυμεσικής παρουσίασης που δίνεται, αλλά και από μικρά πειράματα που μπορούν να γίνουν στην τάξη. Για παράδειγμα, η διάχυση χρωστικής ουσίας μέσα σε ένα ποτήρι νερό, ή η διάχυση αρώματος μέσα στον χώρο της αίθουσας διδασκαλίας, κ.λπ.

Μετά την κατανόηση της έννοιας της αναπνοής (πνευμονική αναπνοή και κυτταρική αναπνοή), οι μαθητές/τριες καλούνται να αξιοποιήσουν τα ιστορικά πειράματα του Τζόζεφ Πρίστλεϊ (1771 μ.χ.) και να αναστοχαστούν για την αναπνοή στα φυτά και τα ζώα, καθώς και για τις διαφορές μεταξύ φωτοσύνθεσης και αναπνοής. Οι μαθητές/τριες, συχνά, έχουν παρανοήσεις για τη σχέση αναπνοής και φωτοσύνθεσης στα φυτά. Θεωρούν ότι τα φυτά δεν αναπνέουν και ότι μόνο φωτοσυνθέτουν. Θα ήταν χρήσιμο, να αξιοποιηθεί η Δραστηριότητα 4.3.11, για να συζητηθεί ο ρόλος των δύο αυτών λειτουργιών στα φυτά. Στη Δραστηριότητα 4.4, απλά να γίνει αναφορά στην αναερόβια αναπνοή και να τονιστεί η βασική διαφορά της με την αερόβια αναπνοή. Με την αξιοποίηση του «Γνωρίζετε ότι...», οι μαθητές/τριες αναμένεται να μπορέσουν να κατανοήσουν πότε και γιατί χρησιμοποιείται η αναερόβια αναπνοή στον άνθρωπο.

Στη Δραστηριότητα 4.5, οι μαθητές/τριες με την αξιοποίηση της εικόνας και των πληροφοριών που δίνονται, αναμένεται να ενημερωθούν για βασικές παθήσεις του αναπνευστικού συστήματος που σχετίζονται με την καθημερινή τους ζωή. Σε περίπτωση που δεν υπάρχει αρκετός διδακτικός χρόνος για να μελετήσουν όλες οι ομάδες όλες τις παθήσεις, τότε ο/η εκπαιδευτικός μπορεί να κάνει καταμερισμό εργασίας και κάθε ομάδα να μελετήσει από μια ή δύο παθήσεις, και στη συνέχεια να γίνει παρουσίαση στην ολομέλεια της τάξης. Στη Δραστηριότητα 4.5.2, οι μαθητές/τριες έχουν τη δυνατότητα να παρατηρήσουν εικόνες από τον βλεννογόνο των βρόγχων τριών ατόμων και να διαπιστώσουν τις μορφολογικές διαφορές που παρουσιάζονται λόγω της κατανάλωσης τσιγάρου. Οι δραστηριότητες στοχεύουν στο να αντιληφθούν από μόνοι/ες τους οι μαθητές/τριες τις αρνητικές συνέπειες του καπνίσματος και να αναπτύξουν στάσεις και συμπεριφορές που να προωθούν έναν υγιεινό τρόπο ζωής.

Για να μπορέσουν οι μαθητές/τριες να ολοκληρώσουν την έρευνά τους για τη δομή και τη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος, να συλλέξουν δεδομένα και να πάρουν μια απόφαση για το πρόβλημα που απασχολεί την κα Αγγελική, ενημερώνονται για διάφορα φάρμακα που χρησιμοποιούνται στην ιατρική πρακτική για αντιμετώπιση των συμπτωμάτων της χρόνιας βρογχίτιδας. Στη Δραστηριότητα 4.5.3.1, οι μαθητές/τριες έχουν τη δυνατότητα να μελετήσουν πληροφορίες για τις δύο συσκευασίες φαρμάκων και τις οποίες η κα Αγγελική προβληματίζεται για το ποια θα αγοράσει. Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να αφεθούν να μελετήσουν ατομικά και, στη συνέχεια. στο πλαίσιο της ομάδας τους τα χαρακτηριστικά των δύο συσκευασιών, να καταγράψουν ομοιότητες και διαφορές μεταξύ των δύο συσκευασιών, για να μπορέσουν στη συνέχεια να λάβουν μια τελική απόφαση για το θέμα που απασχολεί την κα Αγγελική.

Η μελέτη του ένθετου της Δραστηριότητας 4.5.3.3 θα δώσει στους/στις μαθητές/τριες τη δυνατότητα να ενημερωθούν για τους κινδύνους που εμπεριέχει το κάπνισμα, καθώς και το παθητικό κάπνισμα, και να αναστοχαστούν, προβληματιστούν γύρω από αυτά. Ο/η εκπαιδευτικός μπορεί να επεκτείνει τη συζήτηση για το κάπνισμα, ανάλογα με τον διαθέσιμο διδακτικό χρόνο που έχει. Μπορεί, επιπλέον, να γίνει αναφορά στη νομοθεσία απαγόρευσης του καπνίσματος στους κλειστούς δημόσιους χώρους, καθώς και στους χώρους αναψυχής σε ολόκληρη την Ευρωπαϊκή Ένωση (συμπεριλαμβανομένης και της Κύπρου), στο πλαίσιο της προσπάθειας αντιμετώπισης των επιπτώσεων από το κάπνισμα. Επιπρόσθετα, μπορεί να γίνει αναφορά και στο Πρόγραμμα Διακοπής του Καπνίσματος, του Υπουργείου Υγείας της Κύπρου, το οποίο απευθύνεται σε όλους τους καπνιστές που θέλουν να σταματήσουν το κάπνισμα.

Η Δραστηριότητα 4.6 είναι η τελευταία δραστηριότητα της Ενότητας 4: «Ανακαλύπτοντας το Αναπνευστικό μας Σύστημα». Οι μαθητές/τριες στη δραστηριότητα αυτή καλούνται με βάση τα στοιχεία και τα δεδομένα που έχουν συλλέξει μέχρι τώρα, να ετοιμάσουν μια επιστολή την οποία θα παραδώσουν στην κα Αγγελική. Στην επιστολή θα πρέπει να γράψουν δύο (2) τουλάχιστον επιχειρήματα υπέρ του φαρμάκου που θα επιλέξουν. Τα επιχειρήματά τους θα πρέπει να βασίζονται σε επιστημονικές πληροφορίες που έχουν μάθει στην ενότητα αυτή. Μπορούν να βρουν επιπλέον πληροφορίες που πιστεύουν ότι θα τους βοηθήσουν, αξιοποιώντας και άλλες επιστημονικά έγκυρες και αξιόπιστες πηγές. Η εργασία αυτή θα ήταν καλό να ανατεθεί για το σπίτι, ούτως ώστε οι μαθητές/τριες να έχουν αρκετό χρόνο στη διάθεσή τους να την ετοιμάσουν και επίσης, να εξοικονομηθεί διδακτικός χρόνος στην τάξη. Για την παρουσίαση των εργασιών θα ήταν χρήσιμο, κάθε ομάδα να παρουσιάσει τη δική της επιστολή και να ακολουθήσει συζήτηση στην ολομέλεια της τάξης.

Οι ασκήσεις 1-4 στοχεύουν στην επανάληψη των διαφόρων βασικών εννοιών, τις οποίες οι μαθητές/ τριες έχουν μελετήσει στην ενότητα αυτή, καθώς και στη συσχέτιση μεταξύ των διαφόρων εννοιών των άλλων συστημάτων του ανθρώπινου οργανισμού, που έχουν μελετήσει.

Οι Ασκήσεις 5-8 για το σπίτι στοχεύουν στην ανάπτυξη ορθών στάσεων και συμπεριφορών των μαθητών/τριών όσον αφορά στο κάπνισμα. Οι μαθητές/τριες είτε μέσα από τις διάφορες δηλώσεις κάποιων μαθητών/τριών γυμνασίου και λυκείου, είτε μέσα από τη δημιουργία αφίσας ή με τον προβληματισμό για τα συστατικά του τσιγάρου, έχουν την ευκαιρία να αναστοχαστούν γύρω από διάφορες συμπεριφορές και στάσεις που σχετίζονται με το κάπνισμα. Οι δραστηριότητες δεν επικεντρώνονται στη μετάδοση γνώσεων σχετικά με το τι είναι ωφέλιμο και τι βλαβερό για την υγεία, αλλά, κυρίως, στον εντοπισμό των διαφόρων παραγόντων που επηρεάζουν καθημερινές συμπεριφορές που σχετίζονται με την υγεία, όπως είναι το κάπνισμα. Η διαδικασία αυτή διαπνέεται από το πνεύμα, το οποίο δεν θα εκφοβίζει, δεν θα κινδυνολογεί, δεν θα απαγορεύει, ούτε θα απορρίπτει. Οι δραστηριότητες βασίζονται, κυρίως, στις εμπειρίες των μαθητών και αποσκοπούν στην ενεργό και δημιουργική συμμετοχή τους, έτσι ώστε να εισηγούνται τρόπους με τους οποίους μπορούν να συμβάλουν στην προώθηση υγιεινών επιλογών, χωρίς καπνό, στο άμεσο περιβάλλον τους.

Οι μαθητές/ριες μέσα απ τη δημιουργία των αφισών, εκτός από την εμπέδωση της βιολογικής γνώσης, έχουν τη δυνατότητα να εκφράσουν την δημιουργικότητά τους καθώς και τον προβληματισμό τους όσον αφορά στον τρόπο που το θέμα του καπνίσματος στο πλαίσιο της κοινωνικής μας ζωής επηρεάζει την ποιότητα ζωής, την ηθική, τον πολιτισμό, φέρνοντας στο προσκήνιο τον τρόπο που η επιστήμη και κοινωνία αλληλεπιδρούν. Καλλιεργείται, επομένως, η ικανότητα της παρατήρησης, σύγκρισης και σχολιασμού των διαφόρων πεδίων, καταστάσεων και διαδικασιών, όπου η επιστήμη και η κοινωνία αλληλεπιδρούν και αλληλοδιαμορφώνονται (μεταγνωστική δεξιότητα). Με την ανάπτυξη της αφίσας, υπάρχει, επίσης, καλλιέργεια γνωστικών και μεταγνωστικών δεξιοτήτων καθώς οι μαθητές/ριες αναγνωρίζουν το πρόβλημα θέμα εργασίας, προχωρούν στη εύρεση ιδεών και στη συνέχεια στη λύση του προβλήματος ολοκλήρωση εργασίαςακολουθώντας μια συγκεκριμένη μεθοδολογία δημιουργίας της αφίσας και χρησιμοποιώντας ένα συγκεκριμένο περιεχόμενο (εικόνες και κείμενο) που αυτοί/ες επιλέγουν. Επιπλέον, με τη μέθοδο της αφίσας το μάθημα γίνεται περισσότερο κατανοητό και ευχάριστο (πρόκληση ενδιαφέροντος των μαθητών/ριων) και αυτό φέρει περισσότερες πιθανότητες για την επιτυχή εκμάθηση του Η διδασκαλία του κεφαλαίου μέσα απ τη δραστηριότητα της αφίσιας μπορεί να είναι ένας από τους πιο επιτυχημένους τρόπους διδασκαλίας του, αφού οι μαθητές/ριες πυροδοτούνται από κίνητρα (ανάπτυξη κινήτρων) τα οποία καθοδηγούν τις πράξεις τους και προκαλούν να εμπλακούν στη διαδικασία αυτή και μαθητές/ριες που μέχρι τότε μπορεί να ήταν αδιάφοροι για τα θέματα των φυσικών επιστημών. Τέλος, οι μαθητές/ριες εκπαιδεύονται στον ομαδικό σχεδιασμό και παρουσίαση (ομαδική εργασία) ενός σύντομου οπτικού και προφορικού μηνύματος (αφίσα και προφορική παρουσίαση), μια δεξιότητα που θα φανεί χρήσιμη στους μαθητές/ριες για τη μελλοντική τους ζωή (και ίσως στον επαγγελματικό τομέα που θα ακολουθήσουν).