module 4a life_science

40
Teaching Life Science

Upload: melanielayttu

Post on 08-Aug-2015

55 views

Category:

Education


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Module 4a life_science

Teaching  Life  Science  

Page 2: Module 4a life_science

Most  Important  for  Elementary  Science  

•  Keep  excitement  alive.  

•  Encourage  and  empower  curiosity.  

•  Avoid  misconcep@ons.    

Page 3: Module 4a life_science

What  to  teach  -­‐-­‐  Themes    

•  Inquiry  •  PaEerns  •  Systems  

•  Cycles  (constancy  and  change)  •  Structure  and  Func@on  

Page 4: Module 4a life_science

What  to  teach  –  Skills    

•  Inquiry  –  observe,  ask  ques@ons  –  classify  –  use  tools,  choose  tools  – measure,  with  non  standard  and  standard  –  conduct  experiments,  design  experiments    

•  Models  –  use  – make  –  evaluate  and  list  limita@ons  

Page 5: Module 4a life_science

What  to  teach  -­‐-­‐  Content  

– Living  versus  non-­‐living  – Living  things  as  systems  – Growth  and  change  (life  cycles)  – Habitats  – Adapta@ons    –  Inheritance  

Page 6: Module 4a life_science

PaEerns  

•  Classifica@on  – Ar@cula@ng  the  rules  – Recognizing  that  humans,  not  nature,  classify  – Appreciate  the  usefulness  

Page 7: Module 4a life_science

Cycles  (Constancy  and  Change)  

•  In  our  universe,  change  is  the  result  of  forces.    •  In  our  universe,  change  is  inevitable.    •  Constancy  is  seen  in    –  the  paEerns  of  change,  –   the  concepts  underlying  change,  and  –  laws  of  nature  

Page 8: Module 4a life_science

Cycles  (Constancy  and  Change)  

Drawing  from  hEp://www.nature-­‐giVs.com/frog-­‐life-­‐cycle-­‐[email protected]  

Page 9: Module 4a life_science

Systems  

•  Student  MUST  have  an  opera@onal  defini@on  of  systems.  That  means  they  should:  –  Recognize  something  as  a  system  –  Know  that  systems  have  parts,  and  that  each  part  has  a  specific  role  in  the  system  

–  That  the  parts  affect  each  other  (a  change  in  one  part  will  have  effects  on  other  parts  of  the  system)  

–  The  system  as  a  whole  is  more  than  just  the  sum  of  its  parts  

–  Systems  need  energy  –  Systems  break  down  

Page 10: Module 4a life_science

Systems  

•  Body  systems  –  plants  and  animals  •  Food  webs  •  Ecosystems  –  habitats,  biomes  •  Hints  for  teaching  –  Trace  the  energy  –  Trace  the  maEer  –  Specifically  point  out  the  rela@onships  among  the  parts  

–  Specifically  remind  the  students  that  this  is  system;  frequently  ask  them  to  iden@fy  the  characteris@cs  of  a  system  

Page 11: Module 4a life_science

Systems  

•  Ask  ques@ons  like:  – What  is  it  about  this  …  that  makes  it  a  system?  

– What  do  we  know  about  this  because  it  is  a  system?    

– What  parts  make  up  this  system?  – What  part  does  this  …  play  in  the  system?  – What  would  happen  to  the  system  if  this  part  were  (removed;  not  working,  etc.)?  

Page 12: Module 4a life_science

Systems  •  Some  systems  are  physically  linked,  like  the  parts  of  a  plant  or  animal.    

•  Wrong:  Have  students  memorize  the  parts  of  a  plant  and  the  func@on  of  each  part.    

•  Right:  Write  the  needs  of  all  living  things  on  the  board  and  give  each  group  of  students  a  full  plant  (best)  or  plant  picture  (ok).  Have  them  look  at  the  structures  and  try  to  deduce  which  need  that  structure  would  meet  for  the  plant.  Discuss  it  as  a  class  to  clarify  any  misconcep@ons.  THEN  have  them  draw,  label,  write  func@ons,  etc.    

Page 13: Module 4a life_science

Systems  

•  Some  systems  are  linked  through  interdependence,  rather  than  physical  connec@on.  Examples:  food  webs,  habitats,  biomes.    

Page 14: Module 4a life_science

Just  for  Fun  

1.  Why  is  this  a  system  system?  

2.  What  do  we  know  about  this  because  it  is  a  system?    

3.  What  parts  make  up  this  system?  4.  What  part  does  this  …  play  in  the  system?  5.  What  would  happen  to  the  system  if  this  part  

were  (removed;  not  working,  etc.)  

Page 15: Module 4a life_science

Just  for  Fun  •  In  groups  of  3  or  4,  select  one  of  the  following  and  discuss  it,  answering  the  following  ques@ons:  

Page 16: Module 4a life_science

Discuss  this  system.  

Page 17: Module 4a life_science

Structure  and  Func@on  

•  STRESS  this  constantly.  •  Structure  and  func@on  are  forever-­‐and-­‐ever  @ed  together.    

•  Which  came  first,  the  chicken  or  the  egg?  Doesn’t  maEer.  They  are  linked.    

Page 18: Module 4a life_science

Structure  and  Func@on  

Page 19: Module 4a life_science

Structure  and  Func@on  

Page 20: Module 4a life_science

Living  and  Non  

•  List  the  characteris@cs  of  living  things    •  (Remember  our  “concept  aEainment  strategy”?  *  

•  What  children  think:    •  hEp://ed-­‐share.educ.msu.edu/PMsum02/almostsmart/AlmostSmart/Research/livmov.htm  

•  Video:  Living  vs.  Non-­‐living  •  hEp://ed-­‐share.educ.msu.edu/PMsum02/almostsmart/AlmostSmart/Research/living.mov    

Page 21: Module 4a life_science

Living  vs.  Non-­‐living  

•  Anything  that  is  alive  or  has  been  alive  has  cells  (or  the  remnant  of  cells).  

Page 22: Module 4a life_science

Living  vs.  Non-­‐living:  Misconcep@ons  to  Avoid  

•  All  living  things  need  oxygen.    •  Living  things  move;  non-­‐living  things  do  not.    

•  Must  have  food.    

•  Living  things  grow;  non-­‐living  things  do  not.  •  Living  things  can  come  from  non-­‐living  things.      

Page 23: Module 4a life_science

Ecosystems  and  Habitats  Common  Misconcep@ons  

•  A  species  high  on  the  food  web  is  a  predator  to  everything  below  it.  

•  Energy  accumulates  in  an  ecosystem  so  that  a  top  predator  has  all  the  energy  from  the  organisms  below  it.  

•  Carnivores  can  exist  in  a  plant  free  world  if  their  prey  reproduce  enough.  

Page 24: Module 4a life_science

Where  are  the  misconcep@ons?  

Page 25: Module 4a life_science

True  or  False  

•  Roots  provide  food  for  the  plant.  •  Plants  make  food  for  us  to  eat.    •  Plants  and  animals  both  take  in  oxygen  during  respira@on.  

•  Many  plants  and  animals  produce  eggs  during  the  process  of  reproduc@on.    

•  A  seed  in  a  plant  is  like  an  egg  in  an  animal.    •  Plants  do  not  have  sexual  reproduc@on.    •  To  sprout,  seeds  need  water,  oxygen,  soil,  and  sunlight.    

Page 26: Module 4a life_science

Plants  –  Common  Misconcep@ons  

•  Plants  obtain  their  energy  directly  from  the  sun.  

•  Plants  have  mul@ple  sources  of  food  (heterotrophic  as  well  as  autotrophic).  

•  Carbon  dioxide,  water,  and  minerals  are  food.  •  Plants  feed  by  absorbing  food  through  their  roots.  

•  Plants  use  heat  from  the  sun  as  a  source  of  energy  for  photosynthesis.  

Berthelsen,  B.  (1999).  Students  Naïve  Concep;ons  in  Life  Science.      MSTA  Journal,  44(1)  (Spring’99),  pp.  13-­‐19.    h;p://www.msta-­‐mich.org  

Page 27: Module 4a life_science

Plants  –  Common  Misconcep@ons  

•  Sunlight  is  a  food.  •  Sunlight  is  composed  of  molecules  

•  .Sunlight  is  “consumed”  in  photosynthesis.  

•  Plants  absorb  water  through  their  leaves  •  Plants  produce  oxygen  for  our  benefit.  

Berthelsen,  B.  (1999).  Students  Naïve  Concep;ons  in  Life  Science.      MSTA  Journal,  44(1)  (Spring’99),  pp.  13-­‐19.    h;p://www.msta-­‐mich.org  

Page 28: Module 4a life_science

Plants  –  Science  Teachers  Need  to  Know  About…  

Photosynthesis  •  Plants  respire  (take  in  oxygen  and  release  carbon  dioxide)  as  well  as  conduct  photosynthesis.  

•  Plants  store  the  energy  from  sunlight  as  starch  or  sugar  for  their  own  use.  

Page 29: Module 4a life_science

Plants  –  Science  Teachers  Need  to  Know  About…  

Seeds  

•  Do  not  need  sunlight  to  germinate.  

•  Do  not  need  “warmth.”  •  The  embryo  can  grow  un@l  it  runs  out  of  stored  food.    

Page 30: Module 4a life_science

Plants  –  Science  Teachers  Need  to  Know  About…  

Plant  reproduc@on  •  Plants  have  male  and  

female,  eggs  and  sperms.  •  Males  may  go  “in  search”  

of  females.    

•  Volvox  reproduc@on  •  hEp://

www.youtube.com/watch?v=fqEHbJbuMYA&feature=related  

Page 31: Module 4a life_science

Animals  

•  Only  large  land  mammals  are  animals.  •  Penguins  and  turtles  are  amphibians  because  they  are  both  in  and  out  of  water.  

•  Whales,  jellyfish,  and  starfish  are  all  fish.  

•  Respira@on  is  synonymous  with  breathing.  

Page 32: Module 4a life_science

Animals  

•  Key  to  teaching  about  animals  is  to  help  students  understand  scien@fic  classifica@on…    

This  is  a          because          

Page 33: Module 4a life_science

Animals  

•  …and  ADAPTATION.  

Page 34: Module 4a life_science

Adapta@on  

•  The  most  seriously  misunderstood  concept  in  elementary  life  science.    

•  Adapta@on  had  nothing  to  do  with  the  common  meaning  of  “to  adapt.”  

•  Adapta@on  is  not:  – an  ability  to  adapt  to  one’s  environment.  

– a  change  an  organism  made  it  fit  into  its  environment.    

Page 35: Module 4a life_science

Adapta@on  

•  Organisms  do  not  acquire  traits  because  the  trait  is  needed  for  survival;  they  survive  because  they  happen  to  have  that  trait.    

Page 36: Module 4a life_science

Adapta@on  

•  Behaviors    may  be  acquired  (you  may  teach  your  dog  a  trick),  but…  

•  Behavioral  adapta3ons  are  ins@nc@ve,  not  learned  (it  is  in  the  genes  of  the  organism).    

Page 37: Module 4a life_science

Adapta@on  

•  Structural  changes  can  occur  as  the  result  of  the  lifestyle  of  the  organism  (your  dog  may  have  a  shiny  coat  because  you  brush  it  a  lot)  but  these  are  not  passed  on  to  the  offspring.    

•  Structural  adapta3ons  may  develop  over  the  life  of  the  organism,  but  they  may  not  be  acquired.  They  are  in  the  genes  and  are  passed  on  to  the  offspring  

Page 38: Module 4a life_science

Adapta@ons  

Answer  these  ques@ons.  In  answering  them,  state  whether  this  is  an  adapta@on  or  not.    

1.  Why  do  I  have  canine  teeth  (incisors)?  2.  Why  does  my  cat  like  to  play  with  wiggly  

toys?  3.  Why  do  my  children  eat  pie  for  dessert  

frequently?  4.   Why  can  I  speak  English  without  an  accent,  

but  speak  French  with  an  accent?    

Page 39: Module 4a life_science

Adapta@on  

Give  explana@ons  for  the  following:  1.  An  oEer  has  a  special  niche  in  the  pond  

environment.  

2.  Changing  habitats  (for  example,  due  to  human  building  and  development)  may  lead  to  the  disappearance  of  species.    

3.  Disappearance  of  species  and  the  appearance  of  new  species  is  inevitable.    

Page 40: Module 4a life_science

Remember!  

•  Keep  excitement  alive.  •  Encourage  and  empower  curiosity.  

•  Avoid  misconcep@ons.    

Image  from  hEp://www.gymboree-­‐ph.com/images/science1.gif