Пізнаємо природу. 5 клас. Кравченко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Тиждень 6. Скільки мають тривати спостереження?

KNS.karazin.ua/5_II_b/

Теоретична частина

Коли час має значення

Стороння людина, яка ніколи не бувала в українській школі, випадково потрапила до неї на перерві. Навколо гамір, учні сміються, хтось біжить до їдальні. Першачки грають у класики, п’ятикласники зайняті гаджетами... Чи зможе наш спостерігач правильно уявити процес навчання на основі лише одного короткочасного спостереження?

Результати спостережень часто залежать від часу їх проведення

Різний час та різна тривалість спостережень дають можливість побачити різні ознаки досліджуваної системи.

Види спостереження за тривалістю в часі

Дорогою до школи ви спіткнулися. Чи є ця ознака вашого шляху важливою? Ваше спостереження є випадковістю чи фактом?

Під час проведення наукових досліджень вагоме значення має термін спостереження, що відповідатиме меті дослідження. Якщо необхідно описати певний стан ознаки, то ми можемо використовувати короткочасне спостереження. Часто воно не потребує повторення. Наприклад, необхідно описати форму листків різних рослин. Ми можемо зібрати гербарій з листків та вказати певні його ознаки.

Кольорова гама осіннього листя вражає! Та чи можемо ми лише за цією ознакою описати рослину? Які ознаки не залежатимуть від часу спостережень, а які — притаманні лише, наприклад, осені? Форма листків не залежить від пори року. Для берези характерний ромбоподібний листок, для кінського каштана — пальчасте розташування листків у складному листку, а складний листок горобини схожий на пір’їну. А ось те, що в клена листок стає червоним, а в дуба жовтим — це їхня сезонна особливість.

Листки дерев, які можна побачити поруч з нами. За якими ознаками можна найкраще описати листок?

Етапи пожовтіння листя дерев ми можемо спостерігати під час тривалого спостереження.

За якими ознаками можна поділяти рослини на групи?

Наприкінці спостереження за жовтінням листя ми зазначимо, що листя опадає — рослина готується до зими, коли більшість життєвих процесів у ній гальмуються. За цією ознакою їх називають листопадними. А ось ялина та сосна належать до вічнозелених. Вони не скидають хвою одночасно, під час листопаду восени. Кожна хвоїнка (видозмінений листок) опадає у свій час, після двох або трьох років життя. Це дозволяє таким рослинам розширити пору року, протягом якої відбувається утворення поживних речовин.

Чи є інші ознаки рослин, що вказують на пристосування до різних умов середовища? Так, вони проявляються в будові різних частин рослини. Наведемо кілька прикладів. В однорічних рослин стебло трав’янисте, у багаторічних — переважно здерев’яніле; водні рослини мають порожнини всередині стебла, щоб триматися на поверхні, а наземні — «скелет» з міцних витягнутих волокон, що утримує їхнє тіло в повітряному середовищі.

Ці ознаки також дають можливість класифікувати рослини — поділяти їх на групи за певними ознаками.

Листки гінкго та вишні. З одного дерева восени можна зібрати листки, що дозволять побачити зміни їхнього кольору. Рослини різні, а прояви їхніх ознак є подібними!

Тривалі дослідження систем неживої природи

Цікавість людини не обмежена дослідженнями живої природи. З давніх часів люди дивилися в небо й відзначали положення та рух небесних тіл. Їм було відомо, що Полярна зоря не змінює свого положення протягом року. Вона вказувала напрям на північ мореплавцям і мандрівникам у пустелях.

Вагомим кроком у дослідженні небесних тіл стало відкриття телескопа — приладу, що дозволяє нібито наблизити віддалені об’єкти.

Першим спрямував телескоп на небо італійський учений Галілео Галілей, один із засновників експериментального підходу в природничих науках. На початку XVII ст. завдяки телескопу Галілей побачив окремі зорі Чумацького Шляху, кілька супутників Юпітера, нерівну поверхню Місяця, обертання Сонця навколо своєї осі тощо.

Нові технології досліджень запроваджувалися в життя нелегко. Завдяки спостереженням небесних тіл Галілей зрозумів, що не Сонце обертається навколо Землі, а Земля — навколо Сонця. За книгу, у якій обговорювалися докази на користь нових поглядів, він потрапив під церковний суд — інквізицію.

Галілео Галілей (1564-1642) зі створеним ним телескопом

Під загрозою суворого покарання Галілей зрікся своїх поглядів і закінчив життя хоча й під домашнім арештом, але, на щастя, не на багатті, де спалювали інакодумців.

На картині італійського живописця Кристіано Банті «Галілео перед римською інквізицією» показано суд над науковцем за думки, що не відповідали загальноприйнятим у той час

Телескоп став вдалим винаходом. З розвитком технологій його вдосконалювали.

Телескоп «Габбл» на орбіті Землі. Світлину зроблено з космічного корабля «Атлантіс» у 2009 році

Сучасні телескопи дають змогу розглядати й вивчати не лише нашу Сонячну систему, а й інші зоряні системи в нашій галактиці та досяжні для спостережень частини Всесвіту. Прикладом сучасного приладу є телескоп «Габбл», названий на честь американського астронома, який вивчав галактики й туманності в космосі. Його перевага в тому, що він має велику кількість технічних засобів для відстежування випромінювань, що надходять від різноманітних космічних об’єктів.

Галактика Андромеда, що розташована за 2,5 млн світлових років від нашої планети. Фото зроблене телескопом «Габбл»

Запущений на орбіту в 1990 році, цей телескоп, за прогнозами, працюватиме ще тривалий час, приблизно до 2040 року. «Габбл» працює для дослідників з усіх країн. Будь-хто, хто обґрунтує потребу у використанні «Габблу», і ви у тому числі, може скористатися цим телескопом безкоштовно. Наприкінці 2021 року в космос було запущено ще потужніший телескоп — «Джеймс Вебб».

Дослідження за допомогою телескопів «Габбл» та «Джеймс Вебб» допомагають не лише зрозуміти будову планет Сонячної системи, галактик, чорних дір, туманностей, а й досліджувати еволюцію Всесвіту, його вік та напрями розвитку.

Головні думки

• Тривалість дослідження залежить від його мети. Якщо необхідно визначити стан ознаки, дослідники проводять короткочасне спостереження. У разі визначення змін ознак протягом якогось часу потрібне тривале спостереження.

• Час, необхідний для тривалого спостереження, залежить від швидкості змін, які вивчають.

• Для спостереження можуть використовувати прилади, наприклад, телескоп. Наукові технології вдосконалюють ці прилади та розширюють їхні можливості.

Практична частина

Як визначати мету дослідження?

Для визначення терміну досліджень потрібно чітко сформулювати його мету. Виконуючи практичні роботи, ви могли звернути увагу, що більшість з них оформлені за схожою схемою. На першому місці стоїть мета досліджень. Про що ж вона свідчить?

Мета дослідження — це результат, який ми сподіваємось отримати під час проведення дослідження. Формулювання має містити слова: «знайти», «установити», «пояснити», «обґрунтувати», «розробити», «довести» тощо. На перших кроках мету роботи формулюватиме вчитель або вчителька, але з часом ви навчитеся зазначати її самостійно.

Наведемо приклади.

Приклад 1. Різноманітність забарвлення осіннього листя.

Для проведення такого дослідження нам вистачить одного спостереження. Необхідно обрати час, коли листя починає змінювати свій колір та обрати різні його відтінки.

Мета дослідження: установити різноманітність відтінків листків обраної рослини.

Приклад 2. Спостереження за зміною температури восени.

Це дослідження тривале. Його потрібно проводити протягом трьох місяців, ретельно обравши час вимірювання температури повітря. Це пов’язано з тим, що восени вдень буває ще доволі тепло, а вночі можуть бути перші заморозки. Для проведення цього дослідження потрібно вести щоденник природи.

Наприкінці дослідження буде можливість побудувати графік, що покаже напрям змін.

Мета дослідження: дослідити зміни температури протягом осені.

Приклад 3. Спостереження за осінніми явищами в житті рослин.

Це дослідження теж тривале. До нього ми можемо увести зокрема й дослідження змін температури. У щоденнику природи, окрім особливостей погоди, щотижня зазначають зміни рослин — прояви їх підготовки до зими. Цікаво, чи пов’язані безпосередньо напрями у двох цих спостереженнях?

Мета дослідження: установити зв’язок між змінами температури протягом осені та сезонними явищами в рослин.

Опануйте поняття