Projekt zakłada integrację treści z biologii, matematyki i informatyki w celu pokazania uczniom, że nauka nie funkcjonuje w oderwanych od siebie dziedzinach, lecz tworzy spójny system wzajemnie uzupełniających się narzędzi do opisu i rozumienia świata.
Głównym założeniem jest ukazanie, w jaki sposób zjawiska biologiczne można analizować i interpretować przy użyciu metod matematycznych oraz narzędzi informatycznych.
PŁUCA
BIEG
Nauka, która bije w rytmie serca
Gdy serce przyspiesza – co naprawdę mówi nam tętno?
Wpływ wysiłku fizycznego na organizm w świetle biologii, matematyki i informatyki
Aktywność fizyczna ma istotny wpływ na funkcjonowanie organizmu człowieka, szczególnie na układ krążenia i układ oddechowy. Jednym z najłatwiejszych do zaobserwowania parametrów fizjologicznych jest tętno, czyli liczba uderzeń serca na minutę. Celem zajęć było zbadanie wpływu wysiłku fizycznego na tętno u osób regularnie uprawiających sport oraz u osób sporadycznie podejmujących aktywność fizyczną, a także powiązanie wyników z wiedzą biologiczną, obliczeniami matematycznymi i analizą informatyczną danych oraz wizualizacją w postaci wykresów..
Czy bieg – może stać się początkiem naukowej analizy? Okazuje się, że tak. Wystarczy stoper, chwila wysiłku i dokładny pomiar tętna, by odkryć, jak fascynująco reaguje ludzki organizm na ruch. Tętno – czyli liczba uderzeń serca na minutę – to jeden z najprostszych, a jednocześnie najbardziej wymownych wskaźników pracy naszego ciała.
Biologia w praktyce – dlaczego serce bije szybciej?
Najpierw trochę wiedzy i model płuc – czyli nauka, którą widać.
Aby lepiej zrozumieć mechanizm oddychania, uczniowie wykonali prosty model płuc
z plastikowej butelki, dwóch balonów, słomki i gumki recepturki. Balon rozciągnięty na dnie butelki pełnił rolę przepony. Gdy dolny balon został pociągnięty w dół, objętość „klatki piersiowej” zwiększyła się,
a balony w środku napełniły się powietrzem – tak jak podczas wdechu. W czasie wysiłku ten proces zachodzi szybciej i intensywniej. Model pokazał w prosty i obrazowy sposób, jak ściśle współpracują układ oddechowy i krążenia.
Następnie eksperyment i zapis danych
W badaniu uczestniczyły grupy uczniów: Grupa A – osoby regularnie uprawiające sport (minimum 3 razy w tygodniu) oraz Grupa B – osoby sporadycznie aktywne fizycznie.
Przebieg doświadczenia obejmował:
- Pomiar tętna spoczynkowego przez 60 sekund,
- Bieg - w ciągu minuty,
- Pomiar tętna bezpośrednio po wysiłku,
- Pomiar po 2 minutach odpoczynku.
Podczas wysiłku mięśnie potrzebują więcej energii, a więc i większej ilości tlenu oraz składników odżywczych. Organizm reaguje natychmiast: Serce zwiększa częstotliwość skurczów – rośnie tętno. Układ oddechowy przyspiesza i pogłębia oddechy. W płucach zachodzi intensywniejsza wymiana gazowa – tlen trafia do krwi, a dwutlenek węgla jest szybciej usuwany.
U osób trenujących regularnie układ krążeniowo-oddechowy działa sprawniej. Serce pompuje większą ilość krwi przy jednym skurczu, dlatego może bić wolniej w spoczynku. To właśnie dlatego sportowcy często mają niższe tętno spoczynkowe i szybciej wracają do normy po wysiłku.
Matematyka i Informatyka – dane, które widać
Kolejny etap to analiza i porównanie oraz wprowadzenie wyników do arkusza kalkulacyjnego, gdzie obliczono średnie wartości, wykonano wykres liniowy pokazujący zmiany tętna w czasie, sporządzono wykres słupkowy porównujący obie grupy.
Dzięki narzędziom informatycznym analiza stała się szybsza, bardziej przejrzysta i obiektywna. Serce reaguje na każdy ruch. Pytanie brzmi: czy my reagujemy na to, co ono nam mówi? Regularny wysiłek to nie tylko lepsza kondycja, ale inwestycja w zdrowie, której efekty można zmierzyć, policzyć i zobaczyć na wykresie.
Więc….
Połączenie biologii z matematyką i informatyką pozwala zrozumieć w sposób kompleksowy zachodzące procesy w organizmie, rozwija również umiejętność analizy danych i wyciągania wniosków. Taki interdyscyplinarny sposób pracy sprzyja efektywnemu uczeniu się i kształtowaniu zdrowych nawyków.
