Записки практикующего учителя. Создание модели «экосистемы»

Целую серию длительных исследований можно провести, изучая искусственно созданную экосистему в аквариуме (накрывается крышкой с отверстиями для датчиков) или большой банке. Концепция построения и исследования учениками собственной экосистемы прекрасно вписывается в интегрированный подход к обучению, присущий STEM-образованию. Рассмотрим подробнее, как провести такой эксперимент.

Что такое искусственная экосистема

Примеры искусственных экосистем: теплицы, поля, лесополосы, парки, зоологические и ботанические сады. Но, конечно, для школьных опытов лучше использовать несколько менее масштабное.

Проведение STEAM-проекта «Создание экосистемы»

Конечно, процесс подбора видового и количественного состава искусственной экосистемы является творческим. Можно изготовить простейшую замкнутую экосистему только из камней, песка, грунта, мха и растений, поместив их вместе с лампой в герметично закрытой стеклянной банке.

Но я бы лично за основу выбрал что-то сложнее и интереснее: например, почва с колонией муравьев. Муравьиную ферму, кстати, можно купить в интернете, поэтому это один из самых быстрых вариантов получить уже готовую экосистему для опытов.

 Выбор из ниши продуцентов очень широк: можно добавить камни и фрагменты древесины с лишайниками. Очень эффектным и интересным было бы в основной аквариум поместить меньший аквариум, который имитирует водоем с его жителями.

Как использовать цифровые датчики для STEAM-проектов 

После того, как видовой состав определен, можно начинать эксперимент, накрыв аквариум крышкой с отверстиями для размещения сенсоров.

Наиболее целесообразно использовать следующие датчики Vernier:

1. температуры,
2. влажности,
3. углекислого газа
4. кислорода,
5. освещенности,
6. датчик давления, если сенсоры плотно зафиксированы в герметично прикрепленной крышке.

В имитацию водоема можно поместить отдельный датчик температуры, кислорода, растворимого в воде, рН (также могут наблюдаться изменения в окислительно-восстановительном потенциале воды и электропроводности, которые тоже возможно регистрировать).

Продолжительность измерения в цифровых лабораторий Vernier для построения графиков практически не ограничен. Очевидно, что здесь не нужно часто фиксировать данные, достаточно и раз в полчаса, а может и реже.

Для того, чтобы получать данные более чем из трех аналоговых датчиков, есть два варианта:

• первый— использовать датчики типа GoDirect (присоединяются к ПК через Bluetooth)
• второй — подключать несколько регистраторов данных (к каждому можно присоединить до трех датчиков), соединив их с одним компьютером.

Программе сбора данных Logger Pro все их показатели будут доступными.

Вы можете как фиксировать естественное течение процессов, так и изменять условия (количество и вид света, температуру, газообмен с окружающей средой и т.д.).

Польза от проведения опытов в школьной СТЭМ-лаборатории 

Хочу отметить, что идеальным вариантом был бы большой аквариум. Настолько велик, чтобы иметь возможность, кроме рыб, поместить туда и позвоночных. Широкие возможности для исследований делают создание искусственных экосистем очень интересным процессом, ведь приятно почувствовать себя на месте создателя мирка. Поэтому ученикам любого возраста такой эксперимент будет интересным. Также именно опыт с созданием экосистемы сочетает в себе сразу несколько школьных дисциплин: биологии, физике, химии, конструирование и др. Поэтому этот эксперимент является прекрасным примером познавательного и практического STEM-проекта, провести который можно в любой школе с помощью современного учебного оборудования.

Заходите в соответствующие разделы нашего интернет-магазина и заказывайте необходимые цифровые датчики и другие товары для школы. А если понадобится консультация по выбору оборудования или примеры других проектов и исследований для STEM — звоните в наш отдел методической поддержки!