Ihminen: Maistellaan sokeria

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          vaniljasokeria kannellisessa purkissa. Tärkeintä on, etteivät oppilaat pysty ulkoisten tuntomerkkien perusteella sanomaan, mitä purkissa on.
–          kertakäyttölusikoita
Tee näin:Muista, että koululaboratoriossa ei saa maistella ja syödä mitään ennen kuin ollaan varmoja, että se on täysin turvallista.
  • Pyydä oppilaita puristamaan nenä tukkoon ja tulemaan vuorotelleen luoksesi.
  • Anna jokaiselle oppilaalle lusikan kärjellinen vaniljasokeria suuhun (nenä on pidettävä kiinni koko ajan ja siihen asti kunnes sokeri on syöty, muista ottaa jokaiselle oppilaalle oma lusikka tai puhdista lusikka välillä).
  • Oppilas palaa paikalle ja kirjoittaa ylös sen aineen nimen, jonka luulee saaneensa suuhun ja sen jälkeen voi päästä irti nenästä.
  • Kun kaikki oppilaat ovat käyneet maistamassa ainetta ja tehneet arvion aineesta, käydään lyhyt keskustelu siitä, mitä oppilaat arvelevat syöneensä.
  • Kuinka moni arvelee syöneensä sokeria ja tuleeko yhtään arvausta että aine oli vaniljasokeri?
  • Sen jälkeen voi joko kaikille tai muutamalle halukkaalle antaa ainetta maisteltavaksi niin, että myös hajuaisti on mukana.
  • Tunnistavatko oppilaat aineen helpommin?
Tuloksia:
Tässä tehtävässä on tärkeätä, että oppilaat pitävät yhteisen keskustelun asti arvion aineesta omana tietona. Jos nenästä on pidetty kunnolla kiinni, melkein jokainen tunnistaa aineen tavalliseksi sokeriksi. Vasta hajuaistin avulla aine paljastuu vaniljasokeriksi.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan että maun tunteminen riippuu muistakin aisteista, ei pelkästään makuaistista. Suussa olevat makunystyrät aistivat vain neljä perusmakua. Se mitä sanomme ruoan mauksi, liittyy suurelta osin ruoan tuoksuun. Jokainen on ehkä havainnut, että nuhaisena ruoka ei maistu juuri miltään.

Ihminen: Pupilli reagoi valoon

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          taskulamppu (tai peili ja kirkas valonlähde)
Tee näin:
  • Katso parisi pupilleja, kun hän on kääntynyt huoneen pimeintä nurkkaa kohden ja varjostaa silmiään sivulta käsillään.
  • Valaise parisi silmiä taskulampulla tai peilin avulla. Mitä pupilleille tapahtuu?
  • Pyydä pariasi sulkemaan silmänsä ja laittamaan toinen kätensä silmien väliin valosuojaksi.
  • Pyydä avaamaan silmät ja valaise samalla toista silmää. Mitä varjossa olevalle pupillille tapahtuu?
Tuloksia:
Pupillit laajentuvat himmeässä valossa. Kirkas valo aiheuttaa pupillinen nopean supistumisen. Molemmat pupillit reagoivat samanaikaisesti.
Tehtävän taustaa:

Tässä tehtävässä on tarkoitus havainnoida valonmäärän vaikutusta pupillin (mustuaisen) kokoon. Pupilli on silmän keskellä oleva musta alue, sarveiskalvossa oleva aukko. Sen tehtävänä on päästä silmän sisälle sopiva määrä valoa. Hämärässä pupillin kokoa säätelevät lihakset ovat rentoina ja aukko pysyy suurena. Voimakkaassa valossa lihakset supistuvat ja aukko pienenee. Lihasten toimintaan ei voi vaikuttaa tahdolla, vaan ne toimivat automaattisesti. Pienentynyt pupilli suojelee silmän takaosassa olevia aistinsoluja liian voimakkaalta valolta. Kun valoa tulee sopivasti verkkokalvolle muodostuva kuva on mahdollisimman tarkka.

Ihminen: Onko tasapainoilu helppoa?

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          sekuntikello ohjaajalla
Tee näin:
  • Seiso yhdellä jalalla toinen jalkaterä polvitaipeen tukemana. Pidä kädet selän takana.
  • Tee sama silmät kiinni samalla, kun ohjaaja ottaa aikaa. Miten pitkään pystyt säilyttämään tasapainon?
  • Mitä tasapainoilun aikana tapahtuu? Vaikuttaako silmien sulkeminen tasapainoon?
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus havaita, että myös liikkumatta pystyasennossa pysyminen on aktiivista työtä ja se vaatii useammankin aistin samanaikaista toimintaa. Tasapainossa pysyminen on aktiivista toimintaa ja näköaisti helpottaa tasapainon säilymistä. Pikkuaivoissa on tasapainokeskus, jonne tulee tietoja monesta suunnasta: lihas- ja nivelaistin reseptoreista, korvan sisällä sijaitsevasta tasapainoelimestä ja silmistä. Näiden tietoja avulla pikkuaivot säätelevät liikkeitämme niin, että ne muodostuvat mahdollisimman tarkasti.

Ihminen: Kuuleminen on värähtelyn aistimista

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          metallilusikka, metallihenkari tai joku muu metalliesine
–          60–100 cm pitkä puuvillanaru
Tee näin:
  • Solmi lusikka narun keskikohtaan.
  • Kierrä narunpäät sormiesi ympärille ja varmista että narut ovat yhtä pitkät.
  • Työnnä etusormien päät korviin.
  • Kumarru eteenpäin ja yritä osua lusikalla esim. pöydän reunaan tai tuolin selkänojaan.
Tuloksia:
Kuulet kirkonkellojen soittoa.
Tehtävän taustaa:

Värähtelevät kappaleet lähettävät ääniä. Kun lusikka osuus pöytään, sen metalli alkaa värähdellä. Värähtely välittyy korviin naruja pitkin. Kuulemien perustuu värähtelyjen aistimiseen. Värähtelevä kappale saa ilman molekyylit liikkumaan ja ne ”rummuttavat” korvassa olevaa tärykalvoa. Siitä värähtely siirtyy eteenpäin kuuloluihin ja sisäkorvan nestettä eteenpäin. Lopulta värähdykset ärsyttävät korvassa aistinsoluja, josta viesti siirtyy kuulohermoa pitkin aivoihin.

Ihminen: Näkökentän laajuus

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          postikortinkokoisia erivärisiä kartonkikortteja
Tee näin:
  • Tehtävä suoritetaan parityönä.
  • Seiso taulun keksiosan edessä niin, että nenänpää on n. 20 cm etäisyydellä taulusta.
  • Piirrä piste silmien korkeudelle. Katso kokeen aikana pistettä, kuitenkaan tarkentamatta katsetta siihen.
  • Työpari kuljettaa valitsemansa korttia taulua pitkin pisteen korkeudella taulun laidalta pistettä kohti.
  • Kun näet liikettä, koeta erottaa mikä väri on kyseessä. Työpari merkitsee tauluun, missä kohti havaitsit kyseisen värin.
  • Koe toistetaan muunvärisillä korteilla.
  • Osat vaihdetaan.
Tuloksia:
Liike havaitaan jo kaukaa näkökentän laidoilla. Eri värien erottamisessa on eroja: ns. varoitusvärit, kuten keltainen ja oranssi erottuvat kauempaa, kuin esimerkiksi sininen.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä tutkitaan näkökentän laajuutta ja kykyä havaita eri värejä näkökentän laidoilla. Näkökentän laidoilla havaitaan ensin liike, sitten muoto ja lopulta väri. Tämä johtuu siitä. Että verkkokalvossa on eniten sauvasoluja, jotka aistivat mustaa, harmaata ja valkoista. Värejä aistivat tappisolut sijaitsevat keskempänä verkkokalvoa, joten värejä havaitaan kapeammalla alueella. Värien erottumiseen liittyvää tietoa on käytetty hyväksi liikennemerkkien suunnittelussa.

Ihminen: Sokea piste

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.

Tarvikkeet:
–          värikynä
–          viivoitin
–          kartonkia
Tee näin:
  • Piirrä paperille kaksi suurta tummaa pistettä (läpimitta 6 cm), joiden välinen etäisyys on 10 cm.
  • Pidä kartonkia käsivarren etäisyydellä kasvoista, sulje oikea silmä ja katso vasemmalla oikeapuolista pistettä.
  • Kuljeta paperia lähemmäksi kasvoja ja katso koko ajan tarkasti oikeanpuolista pistettä (ei saa vilkuilla toista pistettä!).
  • Pysäytä kartonki, kun vasemmanpuolinen piste häviää näkyvistä.
Tuloksia:
Kuvio, jota ei suoraan katsota, häviää kokonaan näkyvistä, kun kartonki on n. 30 cm etäisyydellä kasvoista.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan näköhermon vaikutusta näkemiseen. Silmämunan takaseinässä on verkkokalvo, jolle silmän linssi suuntaa kohteiden kuvat. Verkkokalvo muodostuu näkösoluista, joiden tehtävänä on välittää tietoja muodostuneista kuvista aivoille. Tietolinkkinä toimii näköhermo, jota pitkin viestit kulkevat. Näköhermon kohdalla ei ole verkkokalvoja, eikä aistisoluja. Kun kuva heijastuu näköhermon kohdalle, tietoja siitä ei voida välittää aivoille. Kyseinen kohta on nimeltään ”sokea piste”. Näköhermo alkaa silmän takareunasta melko läheltä keksikuoppaa. Kun auki olevalla silmällä katsottiin tarkasti vain toista kuviota, sen kuva muodostui juuri verkkokalvon keskikuoppaan.

Ihminen: Reikä kämmenessä

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          A4 paperiarkki
Tee näin:
  • Tee paperista putki, jonka aukko on suunnilleen silmäsi kokoinen.
  • Nosta putki kiinni oikeaan silmään.
  • Pidä molemmat silmät auki ja katso vähän matkan päässä olevaa kohdetta.
  • Nosta vasemman käden kämmen putken korkeudelle ja tuo sitä hitaasti putken päätä kohti. Huomaatko reiän kämmenessä?
Tehtävän taustaa:

Normaalisti kahdesta silmästä tulevat kuvat ovat osittain päällekkäisiä ja kuvat yhdistyvät aivoissa. Kokeessa paperiputki rajoittaa kummankin silmän näkemistä. Oikea silmä näki putken ja kohteen sen läpi, vasen silmä näki käden. Kun nämä kuvat asettuvat päällekkäin verkkokalvolla, aivoihin lähti viesti, jonka mukaan kädessä on reikä.

Ihminen: Monokkeli

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          sanomalehden tai joku muu sivu
Tee näin:
  • Pidä muut sormet suorassa ja taivuttaa etusormi ja peukalo yhteen niin, että etusormesi muodostaa hyvin pienen aukon.
  • Tuo sanomalehti niin lähelle silmiäsi, että kirjaimet muuttuvat epäselviksi.
  • Sulje toinen silmäsi ja katso toisella sanomalehteä etusormesi muodostamasta aukosta.
Tuloksia:
Kirjoitus näkyy myös hyvin läheltä selkeämpänä ja sitä pystyy lukemaan.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä valmistetaan ”monokkeli” eli yhden silmän suurennuslasi. Tehtävässä on tarkoitus havainnoida, miten kohteista heijastuva valo haittaa kuvien tarkentumista sarveiskalvolla. Sanomalehdestä heijastuu valoa silmiin. Mitä lähempänä kasvoja sanomalehti on, sitä enemmän valoa heijastuu kaikista suunnista ja pupilli supistuu estääkseen liian valon pääsyn silmään. Hajavalon takia verkkokalvolla muodostuva kuva on epätarkka. Silmän eteen asettama käsi auttaa pupillia avautumaan ja kuva tarkentuu, koska etusormen muodostamasta aukosta pääsee silmään paljon vähemmän valoa.

Ihminen: Vasen ja oikea silmä näkevät eri kuvan

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kaksi kynää
Tee näin:
  • Pidä kyniä silmien edessä kärjet vastakkain.
  • Katso kyniä vuorotelleen oikealla ja vasemmalla silmällä.
  • Tarkkaile kyninen ”käyttäytymistä” suhteessa taustaan.
  • Pane kynät pois ja osoita etusormella jotakin toisella puolella huonetta.
  • Pidä etusormi paikoillaan ja katso kohdetta vuorotelleen eri silmillä.
  • Tarkkaile etusormen ”käyttäytymistä” suhteessa kohteeseen.
Tuloksia:
Kun vaihdat silmää, näyttää kuin kynä tai etusormi hyppäisi sivulle.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus tutkia oikean ja vasemman silmän synnyttämien kuvien erilaisuutta. Silmät näkevät kumpikin eri kuvat, mutta tavallisesti sitä ei huomaa, koska aivot yhdistävät nämä kuvat yhdeksi kuvaksi. Kahden eri kuvan näkeminen on hyödyllistä, koska etäisyyden arvioiminen perustuu siihen. Samalla kun aivot yhdistävät kaksi eri kuvaa ne myös analysoivat kuvien välistä eroa. Siten voimme määrittää eri kohteiden etäisyyden. Siksi etäisyyttä on vaikea arvioida, jos katsoo vain yhdellä silmällä. Molemmat silmät voivat olla tasavahvat tai toinen silmistä on vahvempi (silloin sormi ”hyppää” toisella silmällä katsoessa huomattavasti). Vasen- tai oikeasilmäisyys on samanlainen ilmiö, kuin vasen ja oikeakätisyys.

Ihminen: Voiko kosketusaistiin luottaa?

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kaksi hyvin teroitettua kynää ja teippiä
Tee näin:
  • Teippaa kynät yhteen niin, että terät jäävät samalla tasolle.
  • Työskennellään pareittain.
  • Koehenkilö sulkee silmät.
  • Toinen parista koskettaa valmistetulla laitteella koehenkilön peukalon ihoa. Varmistetaan, että molemmat kärjet osuvat ihoon yhtä aikaa.
  • Kysytään, montako kosketusta koehenkilö tuntee.
  • Suoritetaan koe koskettamalla koehenkilön käsivarren ihoa.
  • Seuraavaksi kosketetaan kämmenselkää.
  • Mitä havaintoja koehenkilö tekee?
  • Vaihdetaan tehtävää.
Tuloksia:
Joissakin kohti ihoa koehenkilö saattaa tuntea kärkien kosketuksen vain yhtenä kosketuksena.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä tehdään päätelmiä ihon eri alueiden kosketusherkkyydestä. Jos vain toinen kynän kärki osuu kosketuspisteeseen, toisen kärjen kosketusta ei tunnu. Näin voi tapahtua etenkin ihon sellaisissa osissa, missä kosketuspisteitä on harvassa. Kosketusaisti myös turtuu nopeasti, joten emme koko ajan huomaa esimerkiksi vaatteiden kosketusta.

Ihminen: Etsitään kylmäpisteitä

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kylmässä vedessä tai jääkaapissa jäädytetty sukkapuikko
Tee näin:
  • Koskettele ihoa eri paikoista jäädytetyn sukkapuikon kärjellä.
Tuloksia:
Huomataan, että kylmä aistimus tuntuu melko harvoissa kohdissa. Kohdat voi halutessa merkitä vesiliukoisella tussilla.
Tehtävän taustaa:

Ihon lämpimän- ja kylänpisteet ovat lämpöaistin elimiä. Niitä on iholla paljon vähemmän, kuin kosketuspisteitä.

Ihminen: Nenänhipaisukoe

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tee näin:
  • Sulje silmät ja pidä ne suljettuina koko kokeen ajan. Anna käsivarsien olla rentoina sivuilla.
  • Ojenna toinen käsivarsi sivulla ja taivuta toinen käsivarsi yrittäen samalla kevyesti hipaista etusormella nenänpäätä.
  • Ojenna vastakkainen käsivarsi ja yritä hipaista nenää toisen käden etusormella.
  • Vaihda käsiä useita kertoja voit lisätä vauhtia.
Tuloksia:
Koe on monelle helppo, etenkin hitaasti tehtynä.
Tehtävän taustaa:

Tässä tehtävässä havainnoidaan aistia, joka välittää tietoa siitä, missä ja kuinka kehon eri osat liikkuvat. Lihaksissa ja nivelissä on pieniä tuntoreseptoreita, jotka koko ajan viestivät aivoille lihasten ja nivelten liikkeistä. Viestit kertovat mm. tapahtuuko lihasten pituudessa muutosta, kuinka nopeasti muutos tapahtuu, miten ja milloin eri nivelet muuttavat asentoa.

Ihminen: Hajuaisti väsyy

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kolme pientä purkkia (esim. kannellinen tiivis ja läpinäkymätön filmipurkki), joissa yhdessä on kanelia (A), toisessa jauhettua kahvia (B) ja kolmannessa kanelin ja kahvin sekoitusta (C). Peitä aineet vielä ilmavalla pumpulilla. Pumpuli pitää aineet turvallisesti purkissa ja haisteleminen on helpompaa. Merkitse purkit esim. maalarinteipin avulla A, B ja C.
Tee näin:
  • Tehtävä tehdään pari- tai ryhmätyönä.
  • Oppilaille ei kerrota mitä purkeissa on.
  • Yksi oppilaista haistelee purkkia A ja toinen purkkia B. Sen jälkeen kumpikin saa haisteltavaksi purkin C.
  • Minkä tuoksun koehenkilöt tuntevat purkissa C?
Tuloksia:
Koehenkilöt vastaavat eri tavalla riippuen siitä, kumpaa tuoksua he ovat haistelleet ensimmäisenä.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan miten nopeasti ihminen tottuu johonkin hajuun ja että hajua, mihin ei ole tottunut on helppo havaita. Ihmisen tottuminen (turtuminen, väsyminen) johonkin hajuun voi olla jopa vaarallista (esim. pakokaasujen tai liuottimen haju). Monet eläimet taas kuten esim. koirat eivät totu hajuun samalla tavalla.

Ilmiöt: Miltä makea vesi maistuu?

Tarvikkeet:
–          vesinäytteitä (vesijohtovettä, erilaisia kaupallisia pullovesiä)
–          vesilaseja tai kertakäyttömukeja
–          samanlaisia vesiastioita vesinäytteitä varten (niin monta kuin on vesinäytteitä)
–          arviointitaulukon monisteen
Tee näin:
  1. Numeroi kaikki vesinäytteet ja tyhjät astiat.
  2. Kaada vesinäytettä hieman tyhjään astiaan ja huuhtele astia sillä. Sen jälkeen täytä astia vesinäytteellä. Vesinäytteen numeron on siis täsmättävä astian numeroon. Tee näin kaikkien vesinäytteiden kanssa.
  3. Aseta numeroidut ja vesinäytteillä täytetyt astiat esille. Kerholaiset eivät siis näe vesinäytteiden alkuperäisiä astioita tai lähteitä. Jos kerholaisia on paljon, numeroituja astioita voi laittaa useampia samaa numeroa esille, ettei syntyisi ruuhkaa.
Tehtävän taustaa:
Vaikka yleensä mielletään, ettei puhdas vesi maistu miltä, niin todellisuudessa eri vesinäytteillä saattaa olla isojakin makueroja. Veden maku riippuu monesta eri tekijästä, kuten esimerkiksi maistajan kyvystä tuntea makuja tai veteen liuenneista suoloista ai muista aineista ja yhdisteistä. Vain tislattu vesi on täysin puhdas, mutta silläkin on oma ominaismaku. Tislattua vettä ei saa kuitenkaan juoda, eli sitä ei pitäisi laitta vesinäytteiden joukkoon.
Miltä makea vesi maistuu – arviointitaulukko
  • Kaada vesinäytettä hieman lasiisi.
  • Ota pieni määrä vettä suuhun ja maista sitä.
  • Yritä löytää vedestä joitakin ominaispiirteitä, joilla voisit veden makua kuvailla.
  • Kirjaa tulokset taulukkoon.
  • Lopuksi voit sijoittaa vesinäytteet niin että 1. sijalla on mielestäsi paras vesi jne.
Vesinäytteen numero
Maun kuvaus
Onko vesinäyte mielestäsi suomalainen tai ulkomaalainen
Sija

Ihminen: Tuoksu leviää

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          jotain vahvasti tuoksuva ainetta (esim. kuumaa kahvia, kosteaa metsäsammalta, hajuvettä tms.) kannellisessa purkissa.
Tee näin:
  • Oppilaat sulkevat silmät ja heitä ohjeistetaan nostamaan käsi heti, kun he haistavat erikoisen/vieraan/uuden hajun.
  • Yksi oppilaista jää tarkkailijaksi ja kirjaa ylös missä järjestyksessä käsiä nousee.
  • Avataan purkki, jotta tuoksu pääsee leviämään.
  • Vaikuttiko henkilön etäisyys purkkiin tuoksun havaitsemiseen?
Tuloksia:
Tuoksun leviäminen tilassa riippuu monesta tekijästä. Yleensä tuoksulähdettä lähempänä oleva henkilö tuntee tuoksun nopeiden. Toisinaan esimerkiksi ilmavirtaukset saattavat ohjata tuoksua vain tietyssä suunnassa.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan, miten ihminen toimii saadakseen hajuaistilla tietoa ympäristöstä. Nenän yläosan limakalvoissa on hajureseptoreita eli ”hajun vastaanottajasoluja”. Ilmaan sekoittuneen tuoksuvan aineen molekyylit (hajuaineet) ärsyttävät niitä. Tämä tapahtuma on hajuaistimus. Hajuaistimus välittyy aivoihin, jotka tulkitsevat hajun.