Obserwuję zjawiska przyrodnicze — sprawdzian z przyrody, klasa 4

Co w przyrodzie nazywamy zjawiskiem

Zjawisko przyrodnicze to zmiana zachodząca w przyrodzie, którą da się zauważyć. Słowo „zmiana” jest tu kluczowe: jeśli coś pozostaje takie samo, nie jest zjawiskiem. Kamień leżący przy ścieżce to nie zjawisko, ale kamień obrastający mchem albo rozsadzany przez lód w szczelinie już tak.

Zjawiska dzieli się na te, które powtarzają się regularnie, i te, które zdarzają się nagle. Pierwsze da się przewidzieć co do dnia — wschód Słońca, zmiana pór roku, zakwitanie kasztanowca. Drugie przychodzą bez zapowiedzi i o nich pyta osobne polecenie: burza, ulewa, wichura, gwałtowna odwilż.

W zadaniu wstępnym trzeba zwykle rozdzielić podane przykłady na dwie grupy: zjawiska powtarzalne i nagłe. Pomyłka bierze się z tego, że opad deszczu bywa jednym i drugim. Deszcz jako taki wraca regularnie przez cały rok, ale gwałtowna ulewa z gradem jest zjawiskiem nagłym — i właśnie tak należy ją zapisać.

Osobno warto zapamiętać jedno zdanie, bo bez niego trudno uzasadnić odpowiedzi w dalszych zadaniach. Większość zjawisk w tym dziale ma jedną przyczynę: zmianę temperatury. Ogrzewanie i ochładzanie przestawia wodę między stanami, rozszerza i kurczy przedmioty, uruchamia wiatr i obieg wody. Dlatego pytanie „co spowodowało to zjawisko” najczęściej ma odpowiedź związaną z ciepłem.

Drugie zdanie do zapamiętania dotyczy samej Ziemi: część zjawisk zachodzi dlatego, że planeta się obraca i krąży wokół Słońca. Z tego wynikają dzień i noc oraz pory roku, a więc dwa zjawiska, których nikt nie wywoła ani nie zatrzyma. Podział na zjawiska zależne od ciepła i zależne od ruchu Ziemi porządkuje cały ten dział.

Trzy stany wody i nazwy przejść między nimi

Woda występuje w trzech stanach: stałym jako lód i śnieg, ciekłym jako woda, gazowym jako para wodna. Trzeci jest najtrudniejszy, bo pary wodnej nie widać — to, co unosi się nad czajnikiem, jest już skroploną mgiełką, a nie parą.

Przejścia między stanami mają własne nazwy i te nazwy są w tym dziale najczęściej punktowane. Zadanie podaje opis sytuacji i prosi o nazwę, albo odwrotnie.

Z nazwami wiąże się jedna wskazówka, która ratuje punkty. Topnienie dotyczy wyłącznie przejścia z lodu w wodę, a nie dowolnego znikania. Śnieg, który „stopniał”, zamienił się w wodę; śnieg, którego ubyło na mrozie, przeszedł sublimację. Dlatego w zadaniu trzeba czytać, czy pojawiła się woda.

Temperatury granicznych przemian wody wystarczy znać w zaokrągleniu i podaje się je w stopniach Celsjusza: lód topi się przy zerze, woda przy zerze krzepnie, a wrze przy stu stopniach. Parowanie natomiast zachodzi w każdej temperaturze — mokry ręcznik wysycha także w chłodnym pokoju, tylko wolniej.

Najlepsze ćwiczenie do tej sekcji trwa pół godziny. Wyjmijcie z zamrażalnika kilka kostek lodu, włóżcie je do szklanki i co pięć minut zapisujcie, co się z nimi dzieje. Dziecko zobaczy po kolei topnienie, a potem skraplanie na zimnej ściance szklanki — dwa różne zjawiska w jednym naczyniu, które w arkuszu trzeba nazwać osobno.

Parowanie i skraplanie: od czajnika do szyby

Te dwa zjawiska są odwrotnościami i zawsze chodzą parą, dlatego ćwiczy się je razem. Parowanie zabiera wodę z powierzchni i zamienia ją w niewidoczną parę. Skraplanie przywraca jej postać kropelek, gdy para trafi na coś zimnego.

Parowanie przyspieszają trzy rzeczy i o nie pyta zadanie z doświadczeniem: wyższa temperatura, wiatr oraz większa powierzchnia. Dlatego pranie szybciej wysycha w słoneczny, wietrzny dzień niż w bezwietrzny i chłodny, a woda rozlana szeroko po blacie znika szybciej niż ta sama ilość w kubku.

Czwarte i piąte zdanie z tej tabeli bywają w arkuszu zestawione jako pytanie podchwytliwe: skąd woda na butelce, jeśli nikt jej nie oblał. Odpowiedź wzorcowa mówi, że woda nie wyszła z butelki, lecz skropliła się z powietrza na jej zimnej ściance. Uczniowie piszą tu najczęściej, że butelka przecieka.

Doświadczenie na parowanie robi się w kwadrans przygotowania. Nalejcie tyle samo wody do dwóch spodków i postawcie jeden na kaloryferze, drugi w chłodnym miejscu, a po kilku godzinach porównajcie poziomy. Zmieniamy tylko temperaturę, wszystko inne zostaje takie samo — i o to pyta osobne polecenie w zadaniu.

Drugie doświadczenie dotyczy skraplania i wystarczy do niego pokrywka. Przytrzymajcie zimną pokrywkę nad kubkiem z gorącą herbatą, a po chwili spłyną z niej kropelki. Zapisany wniosek brzmi: para wodna, stykając się z zimną powierzchnią, skrapla się w wodę.

Obieg wody w przyrodzie krok po kroku

Obieg wody to najważniejsze zadanie otwarte w tym dziale, bo łączy wszystkie poprzednie nazwy. W arkuszu pojawia się jako rysunek ze strzałkami i pustymi ramkami do opisania albo jako cztery pomieszane zdania do uporządkowania.

Czwarty krok wymaga jednego dopowiedzenia, bo w zadaniu otwartym liczy się przyczyna. Kropelki łączą się ze sobą tak długo, aż stają się zbyt ciężkie, żeby utrzymać się w powietrzu, i wtedy spadają — jako deszcz przy dodatniej temperaturze, a jako śnieg przy mrozie.

Całość ma jedną cechę, o którą pyta polecenie zamknięte: obieg jest zamknięty i nie ma początku. Woda nie ubywa ani się nie dokłada, tylko wciąż krąży między powierzchnią Ziemi a powietrzem. Z tego wynika zdanie, które klucz chętnie przyjmuje: woda w szklance mogła wcześniej płynąć w rzece i unosić się nad morzem.

Słońce pełni w obiegu rolę, którą trzeba nazwać wprost, bo za nią przyznaje się punkt. Jest źródłem ciepła, bez którego nie byłoby parowania, a więc i całego obiegu. Odpowiedź „wodę unosi wiatr” jest błędna; wiatr przenosi chmury w inne miejsce, ale nie zamienia wody w parę.

Model obiegu da się zbudować przy zlewie. Do dużej miski nalejcie ciepłej wody, przykryjcie ją folią i położcie na folii kostkę lodu. Po kilkunastu minutach pod folią zbiorą się kropelki i zaczną kapać z powrotem do miski. Macie wtedy parowanie, skraplanie na zimnej powierzchni i opad — trzy kroki obiegu w jednym naczyniu, gotowe do opisania w zeszycie.

Zamarzanie: woda, która rozsadza butelkę

Większość substancji przy ochładzaniu się kurczy. Woda zachowuje się inaczej i właśnie dlatego ma w tym dziale osobny fragment: zamarzając, zwiększa swoją objętość. Lód zajmuje więcej miejsca niż woda, z której powstał.

To jedno zdanie wyjaśnia kilka obserwacji, o które pyta arkusz. Pełna butelka wstawiona do zamrażalnika pęka albo wypycha korek. Kostki lodu wystają nad krawędź formy, choć woda była nalana równo. Rury w nieogrzewanym domu pękają zimą, a nie w czasie mrozu samego w sobie. W szczelinach skał lód rozsadza kamień i po wielu zimach rozkrusza go na mniejsze odłamki.

Dwa ostatnie wiersze tabeli dają w zadaniach najwięcej punktów, bo wymagają połączenia dwóch faktów. Lód pływa, więc tworzy na jeziorze pokrywę od góry; pod nią zostaje woda w stanie ciekłym i dlatego zwierzęta przeżywają zimę. Gdyby lód był cięższy od wody, opadałby na dno i jezioro zamarzłoby w całości.

Doświadczenie do tej sekcji trwa jedną noc. Nalejcie wodę do plastikowego kubka dokładnie do kreski narysowanej flamastrem i wstawcie do zamrażalnika. Rano lód będzie wystawał nad kreskę. Wynik to zdanie o tym, co widać nad kreską, a wniosek brzmi: woda zamarzając zwiększa objętość.

Topnienie w drugą stronę działa tak samo przewidywalnie i o to pyta pytanie o sól na drogach. Posypana sól sprawia, że woda zamarza dopiero przy temperaturze niższej od zera, więc lód na jezdni topi się mimo mrozu.

Ciała rozszerzają się od ciepła

Drugie zjawisko oparte na temperaturze dotyczy już nie tylko wody. Ogrzewane ciała zwiększają swoją objętość, a ochładzane ją zmniejszają. W klasie czwartej nie liczy się tego, lecz rozpoznaje w przykładach.

Trzy pierwsze wiersze tabeli wracają w zadaniu typu „wyjaśnij, dlaczego”, a czwarty w zadaniu praktycznym. Odpowiedź musi wymieniać temperaturę jako przyczynę, bo samo stwierdzenie „bo tak jest łatwiej” nie jest uzasadnieniem przyrodniczym.

Najwyraźniej widać to na powietrzu, które rozszerza się mocniej niż ciecze i ciała stałe. Doświadczenie zajmuje pięć minut: naciągnijcie balon na szyjkę pustej butelki i postawcie ją w misce z ciepłą wodą. Balon zacznie się nadymać, choć nikt do niego nie dmuchał, bo ogrzane powietrze w butelce zajmuje więcej miejsca. Po przeniesieniu butelki do zimnej wody balon wciąga się do środka.

Z rozszerzaniem powietrza wiąże się jeszcze jedna rzecz, o którą pyta pytanie łączące działy. Ogrzane powietrze jest lżejsze i unosi się w górę, a na jego miejsce napływa chłodniejsze. Dlatego nad kaloryferem czuje się ciąg ciepłego powietrza, a balon na ogrzane powietrze wznosi się nad ziemię. Ten sam mechanizm w dużej skali uruchamia ruch powietrza nad polami i nad jeziorem, więc odpowiedź „bo powietrze się ogrzało i uniosło” jest w takich zadaniach pełna.

Rytm dnia i rytm roku

Część zjawisk w tym dziale powtarza się tak regularnie, że da się je zapisać w kalendarzu na wiele lat naprzód. Pierwszym jest następstwo dnia i nocy, drugim następstwo pór roku.

Dzień i noc wynikają z tego, że Ziemia obraca się wokół własnej osi. Oświetlona jest zawsze połowa kuli — tam trwa dzień, a na drugiej stronie noc. W zadaniu pojawia się to z rysunkiem Ziemi i Słońca oraz z polecenia, żeby zaznaczyć, gdzie jest dzień. Bardzo częsty błąd polega na odpowiedzi, że to Słońce krąży wokół Ziemi; klucz tego nie uznaje, mimo że z chodnika wygląda to właśnie tak.

Pory roku zmieniają się dlatego, że Ziemia krąży wokół Słońca, a jej oś jest nachylona. Na sprawdzianie wystarcza skutek, nie przyczyna: latem dni są dłuższe, Słońce wznosi się wyżej i mocniej ogrzewa, zimą odwrotnie. Dwa dni w roku mają w tym rytmie własne nazwy — najdłuższy dzień przypada na początek astronomicznego lata, najkrótszy na początek zimy, a dwa razy w roku dzień i noc są jednakowo długie.

Rytm roku widać też w przyrodzie i o to pyta zadanie na dopasowanie. Wiosną pąki rozwijają się w liście i wracają ptaki, latem dojrzewają owoce, jesienią liście zmieniają barwę i opadają, zimą wiele zwierząt zapada w sen, a drzewa liściaste stoją bez liści. Taki opis wystarczy na pełną odpowiedź, jeśli dla każdej pory roku podane są dwa przykłady.

Burza: błyskawica, grzmot i zasady bezpieczeństwa

Burza jest w tym dziale zjawiskiem najgroźniejszym i najciekawszym, bo pozwala pokazać różnicę między światłem a dźwiękiem. Błyskawicę widzimy od razu, a grzmot słyszymy po chwili, mimo że powstają w tym samym momencie. Powód jest jeden: światło biegnie znacznie szybciej niż dźwięk.

Z tego wynika sposób oceniania odległości burzy, o który pyta zadanie praktyczne. Po zobaczeniu błyskawicy liczy się sekundy do grzmotu — trzy sekundy to około kilometra odległości. Jeśli odstęp się skraca, burza nadciąga; jeśli rośnie, oddala się. Dziecko, które raz policzy to na balkonie przy zamkniętym oknie, nie pomyli tej odpowiedzi.

Po burzy pojawia się czasem zjawisko, które zamyka ten dział: tęcza. Powstaje, gdy promienie Słońca przechodzą przez kropelki wody wiszące w powietrzu i rozdzielają się na barwy. Widzi się ją wtedy, gdy Słońce świeci z tyłu, a deszcz pada przed nami, i właśnie o to położenie pyta pytanie zamknięte.

Do zjawisk gwałtownych dochodzą jeszcze dwa, o których warto powiedzieć jedno zdanie, bo pojawiają się w zadaniu na wymienianie. Wichura łamie gałęzie i zrywa dachówki, więc podczas niej nie wchodzi się do lasu ani pod drzewa. Gwałtowna ulewa w krótkim czasie zalewa ulice i podtapia piwnice, bo woda nie nadąża wsiąkać w glebę. Przy obu odpowiedź o bezpieczeństwie zawiera to samo: zostań w budynku i odsuń się od okien.

Powtórka od nazw przemian do przykładów z domu

W tym dziale wszystko trzyma się nazw przemian. Jeśli dziecko pewnie rozpoznaje topnienie, krzepnięcie, parowanie i skraplanie, resztę zadań rozwiąże przez skojarzenie z przykładem. Dlatego powtórka zaczyna się od nazw, a dopiero potem idzie w stronę zjawisk złożonych.

Najlepsze ćwiczenie na pierwszy etap nie wymaga żadnych przygotowań i nazywa się „nazwij, co się stało”. Chodzicie po mieszkaniu i wskazujecie kolejne rzeczy: parujący czajnik, mokry ręcznik na kaloryferze, lustro w łazience, kostki w zamrażalniku, szybę w kuchni. Dziecko za każdym razem podaje nazwę przemiany. Dziesięć wskazań zajmuje pięć minut i daje więcej niż przepisywanie definicji.

Na drugi etap przygotuj miskę, folię i kostkę lodu, żeby model obiegu wody powstał naprawdę. Opowiadanie obiegu z rysunku bywa pamięciowe; po zobaczeniu kapiących kropel dziecko tłumaczy go własnymi słowami, a tego właśnie oczekuje zadanie otwarte.

Trzeci etap najlepiej oprzeć na pytaniu „dlaczego”. Wyjaśnij, dlaczego butelka pęka w zamrażalniku, dlaczego między przęsłami mostu są przerwy, dlaczego ryby przeżywają pod lodem, dlaczego grzmot słyszymy po błyskawicy i dlaczego po stronie zwróconej do Słońca jest dzień. Pięć pełnych odpowiedzi to prawie połowa punktów z arkusza.

Gdyby czasu było mniej, odpuść pory roku, a nie nazwy przemian. Rytm roku pojawia się zwykle w jednym podpunkcie, natomiast nazwy przemian wracają w trzech różnych poleceniach, także w obiegu wody.

Na koniec rozwiążcie cały arkusz za jednym razem, bez zaglądania do notatek.

Jak wygląda nasz arkusz do tego działu

Nasz sprawdzian do tego działu otwiera zadanie na rozdzielenie podanych przykładów na zjawiska powtarzalne oraz nagłe. Dalej jest tabela przemian wody z pustymi polami na nazwy, a obok niej trzy opisy sytuacji z domu, które trzeba połączyć z właściwą nazwą przemiany. Kolejna część to rysunek obiegu wody z czterema ponumerowanymi strzałkami i tabelą pod spodem, w której dziecko wpisuje, co dzieje się z wodą na każdej z nich; zaraz potem pada pytanie o rolę Słońca w tym obiegu. Potem czekają zadania o zamarzanie: wyjaśnienie pękniętej butelki i odpowiedź, dlaczego ryby przeżywają pod lodem. Osobny blok dotyczy rozszerzalności, z dwoma przykładami do uzasadnienia, a następny rytmu dnia i roku — na rysunku Ziemi oświetlonej przez Słońce zaznaczone są dwa punkty i trzeba rozstrzygnąć, w którym z nich jest teraz dzień, a w którym noc, oraz wskazać właściwy ruch Ziemi. Arkusz zamyka blok o burzy: ocena odległości po odstępie między błyskawicą i grzmotem, pytanie o to, co z tej obserwacji wynika, oraz wypisanie trzech zasad bezpieczeństwa. Kartkówka obejmuje wyłącznie trzy stany wody i nazwy przemian.

Sprawdzian przygotowaliśmy w wersjach A oraz B, o jednakowej punktacji i jednakowym zakresie, z innymi przykładami sytuacji do nazwania i inaczej ponumerowanymi strzałkami na rysunku obiegu. Każda wersja ma klucz odpowiedzi złożony w osobnym podfolderze. Pliki są w formacie PDF do wydruku na A4. Zadania napisaliśmy samodzielnie pod wymagania podstawy programowej MEN, a nie pod kolejność rozdziałów jednej serii.

Najczęstsze błędy i pułapki

Pomyłki w tym dziale są powtarzalne i prawie wszystkie dotyczą nazw oraz kierunku przemiany. Przeczytajcie je na głos dzień przed sprawdzianem.

Para wodna uznana za to, co widać nad czajnikiem. Para jest niewidoczna; biała smuga to już skroplone kropelki.

Topnienie pomylone z parowaniem. Topnienie daje wodę z lodu. Jeśli woda zniknęła z kałuży, to parowanie, a nie topnienie.

Krzepnięcie nazwane topnieniem. Krzepnięcie prowadzi z wody do lodu, topnienie w odwrotną stronę. Zadanie podaje kierunek w opisie.

Skraplanie na butelce wyjaśnione przeciekaniem. Woda pochodzi z powietrza i skropliła się na zimnym szkle.

Parowanie uznane za możliwe tylko przy wrzeniu. Woda paruje w każdej temperaturze, mokry ręcznik wysycha także w chłodnym pokoju.

Obieg wody opisany z wiatrem jako przyczyną. Parowanie uruchamia ciepło ze Słońca; wiatr tylko przenosi chmury.

Zapomniane wsiąkanie i spływ. Obieg zamyka powrót wody do rzek, jezior i morza, a nie sam opad.

Woda opisana jako kurcząca się przy zamarzaniu. Zwiększa objętość i dlatego pękają butelki oraz rury.

Lód uznany za cięższy od wody. Pływa po wierzchu, dzięki czemu pod pokrywą lodu zostaje woda w stanie ciekłym.

Dzień i noc wyjaśnione krążeniem Słońca wokół Ziemi. To Ziemia obraca się wokół własnej osi.

Grzmot i błyskawica opisane jako dwa osobne momenty. Powstają razem; dźwięk dociera później, bo biegnie wolniej od światła.

Samotne drzewo podane jako schronienie w burzy. Wyładowanie trafia w najwyższy punkt okolicy, więc trzeba iść do budynku.

Tęcza umieszczona po stronie Słońca. Widać ją wtedy, gdy Słońce świeci z tyłu, a kropelki wiszą przed nami.

Rozszerzalność uzasadniona wygodą. Odpowiedź musi wskazać temperaturę jako przyczynę, a nie to, że komuś tak było łatwiej zbudować.

Sublimacja pominięta przy ubywaniu śniegu na mrozie. Jeśli nie powstały kałuże, śnieg przeszedł wprost w parę, a nie stopniał.