28
1 Properties of Water Explain why a water molecule is polar. It is caused by the chemical structure of the water. Hydrogen’s electrons tend to be more attracted to oxygen’s nucleus because it has more protons. Because electrons have a negative charge, this results in a water molecule that has a positive on the side where the hydrogen atoms are, and a negative charge on the other side where the oxygen atom is. Because of this property, water is said to be a polar molecule. It has a positive side and a negative side. Surface adhesion between water molecules and glass of the tube...same with the paper adhesion between the paper and water molecules. Explain examples of interactions between the properties of water and living things Water rises from the roots to the top of a tree through the adhesion between the water molecules and the tree molecules. 

Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

1

Properties of Water

Explain why a water molecule is polar.It is caused by the chemical structure of the water. Hydrogen’s electrons tend to be more attracted to oxygen’s nucleus because it has more protons. Because electrons have a negative charge, this results in a water molecule that has a positive on the side where the hydrogen atoms are, and a negative charge on the other side where the oxygen atom is. Because of this property, water is said to be a polar molecule. It has a positive side and a negative side. 

Draw a water molecule and show the charges

Using the idea of polarity, explain why water exhibits these properties: adhesion, cohesion, surface tension­ Adhesion: attraction between difficult kinds of molecules. Ex: H2O and glass ­ water in tube stuck to it b/c polar. ­ Cohesion: attraction between the same kinds of molecules. Ex: H20 and H20 ­ stick together b/c attracted by different charges­ Surface tension: caused by the attraction of water molecules at the water’s surface (cohesion)

Use diagrams to show the properties listed above

Explain why water forms dropsBecause of cohesion there is a creation of surface tension which makes a drop.

Compare properties of water with properties of a nonpolar liquidAlcohol does not have polar molecules therefore there is no cohesion or surface tension

Explain what a meniscus is and why it forms differently in a glass and plastic containerWater molecules have polarity and creates adhesion with glass molecules, so the water climbs the sides a little bit. With plastic the adhesion is not so strong. 

Explain capillary action in a glass tube and on filter paperSurface adhesion between water molecules and glass of the tube...same with the paper adhesion between the paper and water molecules.

Explain examples of interactions between the properties of water and living things Water rises from the roots to the top of a tree through the adhesion between the water molecules and the tree molecules. 

Page 2: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

2

Insects can walk on water because of the cohesion between the water molecules that causes surface tension 

Levels of biological organization

Ecosystem: a system formed by the interaction of a community of organisms with their environment – all the living things and physical components in an area (e.g. the squirrels, trees, birds, ants, soil, rocks, water in Parc La Fontaine)

Community: A group of plants and animals living and interacting with one another in a specific region under relatively similar environmental conditions – all living things in an area (e.g. the squirrels, trees, birds, ants, etc. in Parc La Fontaine)

Population: all the individuals of one species in a given area.  – a group of one kind of living things in an area (e.g. the squirrels in Parc La Fontaine) 

Organism: An individual form of life, such as a plant, animal, bacterium, protist, or fungus; a body made up of organs, organelles, or other parts that work together to carry on the various processes of life – a living thing (e.g. a squirrel) 

System: a group or combination of interrelated, interdependent, or interacting elements forming a collective – an organism made of systems (e.g. excretory system) 

Organ: a part of an organism that is typically self­contained and has a specific vital function – a system is made of organs (e.g. heart or liver) 

Cell: the smallest structural and functional unit of an organism, typically microscopic and consisting of cytoplasm and a nucleus enclosed in a membrane. Microscopic organisms typically consist of a single cell, which is either eukaryotic or prokaryotic – organs are made of cells (e.g. kidney cell)

Molecules: a group of atoms bonded together, representing the smallest fundamental unit of a chemical compound that can take part in a chemical reaction – cells are made of molecules (e.g. CO2)

Atom: the basic unit of a chemical element —molecules are made of atoms (e.g. C) 

Ecosystem: All the living things and all the non­living components in an area

Biotic: living things, organisms: plants, animals, 

Page 3: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

3

Abiotic: non­living things: soil, rock, rain, etc.  *often called the environment

Natural Selection

Explain how populations become adapted to their habitat through natural selection. (Include selective pressure, differential survival and differential reproduction).  Living things are adapted so that they “fit” into their environment, in order to ensure survival. An adaptation is an inherited characteristic that helps an organism survive and reproduce in its environment Over time, genetic traits that enable greater survival and greater reproduction become more common in the population over time. This is how organisms develop adaptations –Theory of Natural Selection 

Wikipedia: Natural selection is the gradual process by which biological traits become either more or less common in a population as a function of the effect of inherited traits on the differential reproductive success of organisms interacting with their environment.

Selection pressure: Recall heart disease example in class – pressure from the environment was from the diseaseWikipedia: selective pressure can be produced by any aspect of the environment, including sexual selection and competition with members of the same or other species. However, this does not imply that natural selection is always directional and results in adaptive evolution; natural selection often results in the maintenance of the status quo by eliminating less fit variants.

Differential survival: in class – some survived others did not Recall: Survival of the Fittest 

Differential reproduction:  class: survivors reproducedBiology Forum: the idea that those organisms best adapted to a given environment will most likely survive to reproductive age and have offspring of their own. Organisms that are successful in their own environment, are successful in reproduction, therefore better­adapted organisms will reproduce at a greater rate than the less well­adapted ones 

Interpret population graphs that show natural selection Explain how resistance develops in populations of bacteria or bedbugs Class Notes: bacteria that are immune to the effects of the antibiotic are the ones that survive and reproduce.Their offspring inherit this resistance and they survive and reproduce…and so on 

Page 4: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

4

Many bedbugs are no longer affected by insecticides, why is this so? There may have already been some bedbugs that were resistant in the initial population that reproduced to pass on this resistance 

Discuss evidence for the theory of natural selection (e.g. Moths in England)Class Notes: Before the late 1800s, most (but not all) moths had light colouration that provided camouflage against light coloured trees and lichens. During the industrial revolution, pollution cause trees to darken and killed the light coloured lichens on the trees. Why role did predators (birds) play? Light coloured moths were unable to camouflage as lichen was destroyed by pollution and trees became darker making light coloured moths more visible. Which moths survived? Dark coloured moths as they were able to camouflage against the newly darken trees 

Explain which of these statements is correct and why: “Organisms adapt to their environment.” OR “Populations of organisms adapt to their environment.” à Populations of organisms adapt to their environment (Lab #5) 

Explain what a niche is; recognize examples of organisms behind adapted to particular nichesA particular role or position that an organism fills, how the organism “makes a living” 

Distinguish between physical adaptations and behavioural adaptations Physical Adaptation: A changing characteristic of an organism that enables it to survive in a particular environment; these changes usually happen very gradually over generations – a turtle shell 

Behavioural Adaptation: A thing that organisms do to survive in a particular environment, such as the way they feed, breed, or move. – Layering up in ­40 weather

Compare natural selection and artificial selection Natural Selection: the process whereby organisms better adapted to their environment tend to survive and produce more offspring. The theory of its action was first fully expounded by Charles Darwin and is now believed to be the main process that brings about evolution (Google). 

Artificial Selection:  Class Notes: a process in which humans consciously  select for or against particular features in organisms Selective breeding is the process by which humans breed other animals and plants for particular traits (Google). 

Classification of living things

Page 5: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

5

Recognize the sequence of classification: kingdom, phylum, class, order, family, genus, species.King Phillip Came Over For Guacamole Stew 

Explain the role of classification systems through history and why classification systems differ and change Class Notes: based on observations, function, and inference and recognition of patterns Has changed over time, new technology is now used 

Explain how and why the number of Kingdoms has changed over timeClass Notes: Originally 2 Animal and Plant) à Fungi à Protista à Monera (Bacteria – Prokaryotes and Eukaryotes) – breaks down to Eubacteria and Archaea New discoveries, observation, and tools…

Recognize examples of each Kingdom

Plant Animal Fungi ProtistaMonera (Bacteria) – prokaryotic cells

MulticellularEukaryotic CellsPhotosynthesizeMost have leaves

MulticellularEukaryotic cells

Ingest food

Multi or unicellularEukaryotic cells

Absorb food from decaying organisms

Mushrooms, molds, mildew, yeast and lichen

Single eukaryotic cell; some form 

chains or coloniesAbsorb, ingest, 

and/or photosynthesize 

foodThings swimming 

around in pond water under 

microscope…

EubacteriaTrue bacteria

MicrobesSome cause disease

Others used to make yogurt

ArchaeaMicrobes that live 

in extreme environments

Explain how plants and animals differPlants Animals

Plants generally are rooted in one place and do not move on their own

Most animals have the ability to move freely

Plants contain chlorophyll and can make their own food

Animals cannot make their own food and are dependent on plants and other animals for food

Plants give off oxygen and take in carbon  Animals give off carbon dioxide which plants 

Page 6: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

6

dioxide given off by animals  need to make food, and take in oxygen in which they need to breathe

Plant cells have cell walls and other structures that differ from those of animals

Animal cells do not have cell walls and have different structures than plants

Plants have either no or very basic ability to sense 

Animals have a much more highly developed sensory and nervous system 

http://www.mcwdn.org/Plants/PlantsDiffer.html

Explain how mold differs from plantsMold is classified in the fungi kingdom, it generally grows in the dark and unlike plants, it reproduces through spores and feeds on organic material and matter 

Explain what is unique about lichensThey do not have leaves, usually gray or graying, green, white, or orange, often crusty, crunchy Some grown like a crust on rock, some form stalks, some have odd branching shapesIn the fungi kingdom à Lichen = fungus + algaeSymbiotic relationship long­term interaction between two or more different biological species (Wikipedia)Fungi cannot photosynthesizeAlgae lives within them, and algae photosynthesizes 

Distinguish between bacteria and other living thingsOne of the major and most visible differences between prokaryotes (bacteria) and eukaryotes (everything else) is the presence of a membrane bound nucleus containing DNA. Eukaryotes have other membrane bound organelles such as chloroplasts and mitochondria and prokaryotes do not (wiki answers)  à bacterial cells do not contain a nucleus 

Describe the characteristic of living thingsMade of cellsCan reproduceObtain and use energyGrowShow some kind of movementReacts to changes around them 

Discuss why viruses are generally considered to be non­living They cannot reproduce on their own, can't use energy, can’t move on their own, cant respond to stimulus, and they don’t have cells or cellular partsNot considered living by most scientists, not classified in any kingdom, but they can evolve, then DNA/RNA changes 

Page 7: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

7

Movement in living things

Recognize examples of the Big Idea of form and function.• Form and function are related. Form shapes function, and function shapes form. • Things look the way they do because of what they do, and how they do it.• This is true objects, organisms, and systems in the natural and designed world.• The importance of form and function is seen in both living and non­living things, at all 

levels from micro to macro.• Adaptations of organisms, design of objects, and properties of matter are examples of the 

relationship between forma and function. 

Discuss the statement: all living things move.All living things need to move for the same reasons that animals need to move 

Identify the reasons why animals move.To obtain food, to reproduce, to protect themselves, to regulate body temperature

Compare types of animal skeletons (endo, exo, and calcareous shells). Recognize examples.Endoskeleton – Internal Exoskeleton – External Calcareous Shell – External

Made of boneLiving tissue (cells, nerves, 

blood supply)Bones can grown and lengthenBones can repair themselves 

Made of chitinNon­living substance

PolysaccharideCannot expand 

Made of calcium and other minerals

Non­living substance; growth rings often visible

Examples: Mammals, reptiles, amphibians

Examples: insect, crab Examples: clam, oyster, mussel, snail

Explain how an organism’s structure, movement, and habitat are interrelated.  Relationship between form and function à types of movement (function), structure of organism (adaptation, form), habitat à From Lab #5: an organism’s structure, form of movement, and habitat are closely interrelated. Through natural selection, populations of organisms have become adapted for movement in their  particular habitat. 

Demonstrate how muscles and skeleton (both endo and exo) work together to enable an organism to move.Muscles create movement by exerting a force on a rigid skeleton of some type 

Explain why some animals molt.

Page 8: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

8

To grow a new layer of skin, they shed the older worn out layer of skin in order to grow a stronger, more durable one, and the process repeats when that one becomes worn out

Explain why a turtle is said to have an endoskeleton.A turtle’s shell is part of their endoskeletonMade of bones (ribs, vertebrae, and clavicle)Inner layers of shell have cells and blood vesselsOuter surface is made or keratin (protein) like our fingernails, secreated by the cells underneath 

Explain where the energy for animal movement comes from.Chemical energy in food 

Explain animal motion in terms of forces.1. Gravity2. Wind 3. Air resistance 4. Friction with the ground 

Recognize the adaptations of a cheetah for movement in its habitat.1. Small aerodynamic head2. Flexible spine for long strides3. Long flat tail for high speed cornering4. Light body weight for maximum speed5. Long legs for long strides6. Ridged paws with claws always out for increased grip/traction

Give examples of types of movement in plants and other organisms.Types of movement: from place to place, mobile stages in life cycle (barnacles), internal movement within an organism (sap flowing), movement in place (plant growing towards the light). 

Plant Parts

Explain why certain things, which are commonly called vegetables, and are classified by botanists as fruits. According to botanists, a fruit is the part of the plant that develops from a flower. It's also the section of the plant that contains the seeds. The other parts of plants are considered vegetables. These include the stems, leaves and roots — and even the flower bud.(mayoclinic)à Lab #4: According to botanists, a fruit is the part of a plant that develops from a flower. A fruit is the reproductive part of a plan and contains the seeds, which can grow into new plants. 

Page 9: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

9

Recognize form and function in plant parts.• Leaves: photosynthesis

o Main organs of photosynthesis and gas exchangeo Can have many different colours, surfaces and textureso Plants use sunlight and CO2 from the air to make glucose C6H12O6

Need chlorophyll, a green pigment and water to do thiso All plants have adaptation that allow them to photosynthesize and survive in their 

particular habitat o CO2 + H2O + Chlorophyll + Sunlight à C 6H12O + O2

o Chloroplasts in plant cells – contain chlorophyllo Stomates – pores on a leaf’s surface that open and close – carbon dioxide enters 

and oxygen exits • Stem: support

o The stalks of a planto Provides support for leaves, flowers, fruit, and seedso Thick succulent stems with thorns or spines; no real leaveso Succulent leaves with very short stem 

• Roots: absorb water and minerals from soilo The part of a plant that anchors it to the ground or to another supporto Has numerous branches and fibers, usually undergroundo Absorbs water and minerals

• Flowers: sexual reproduction• Seeds & Fruit: distribution

Science Teaching

What is wrong with the ways science has commonly been taught in elementary schools?It’s too structured, and by the book…no room for exploration 

o Teachers give information, definitions, explanations and students give information back on tests and assignments

o Worksheets – focus on terms and definitiono Cookbook labs – follow direction and get expected resultso Hands­on and fun, but does not require thinking and sense making 

What is ambitious science teaching?• Teaching towards an instructional goal• Eliciting and responding appropriately to student thinking

o Pressing, re­voicing • Orienting students to each other’s ideas

Page 10: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

10

• Positioning students competently • Establishing and maintaining expectations for student participation • Representing student thinking and key ideas• Using a public record of student thinking 

What are the Principles and Practices of Ambitious Science Teaching?Principles for Ambitious Teaching Practices for Ambitious Teaching

• Children are sense­makers• Teachers must design instruction for all 

children to do rigorous academic work in school and have equitable access to learning

• Ambitious instruction requires clear instruction goals

• The measure of good teaching is student learning

• Teachers must be responsive to the requirements of the school environment 

• Teaching towards an instructional goal • Eliciting and responding appropriately 

to student thinkingo e.g. pressing or re­voicing

• Orienting student to each other’s ideas• Positioning students completely • Establishing and maintaining 

expectations for student participation • Representing student thinking and key 

ideas• Using a public record of student 

thinking 

Explain the relevance of Piaget’s Developmental Stages to teaching science.Children go through various stages of development, building and retaining information as they pass through each stage. Experience is the source of al learning and development Children are “little scientists,” actively constructing their own ideas about the world, testing these ideas, and adjusting to new information 

Explain the Learning Cycle and how it is related to a 3E lesson.Starts with concrete experiences à critical reflection on experience (questioning: search and select information) à general principles (thinking) Emphasis on DOING science and the promotion of inquiry skills, rather than definitions of terms and recall of information 3E lesson à Engage, Explore, Explain 

1. Concrete experience2. Observation and reflection3. Forming abstract concepts4. Testing in new situations

Page 11: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

11

Recognize and use productive questions.• Attention­focusing question

o What do you notice?o Have you seen?

• Measuring and counting question?o How many?o How much?o How long?o How often?

• Comparison Questiono How is that different than…?o In what ways is it like…?

• Action question?o How about if you…?o What happens if…?o These encourage students to try simple variations, for example to hold a magnet 

in a different position to see what happens • Problem­posing question? 

o Can you find a way to…? o These questions are a bit more sophisticated. They set up a problem students will 

need to solve, for example to see if they can make a stronger static charge on an object 

Recognize and use appropriate discourse moves.• Pressing 

o For descriptions and observations Clarifying – can you tell me more about what you notice? Attention focusing – what do you notice? Measuring and counting – how long is it? Comparing – do you see that in any of the others? Noticing patterns – are there others that were the same? 

o For explanations Can you tell me more about what you are thinking? Does anyone thinking of it a different way? Can someone who has another idea explain their idea?

o For evidence or reason How did you decide that? Why do you say that? What is your evidence for saying that?

Page 12: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

12

• Re­voicing students ideaso I hear you saying that…

• Challenging student thinkingo So you’re saying that _______; but wouldn’t that mean that ________?

• Refraining from evaluating student responses• Orienting students to each other’s thinking• Connecting student ideas• Scaffolding everyday and scientific language

o Can you explain that using the idea of force? An example from your life?

Distinguish between concrete and abstract questions.Concrete: refers to concepts, ideas or things that you can see, hear, touch, taste, or smellAbstract: opposite of concrete In order from concrete to abstract:What do you notice about this shadow? (Pointing to a shadow).Who can find a shadow in the room?Who saw a shadow on their way to school today and can tell me about it?Where have you seen shadows?What do you think causes shadows?Recognize examples of how scaffolding can support student learning.

Differentiate and use these science process skills: Observe, infer, predict, hypothesize, interpret data, group or classify, order or rank, compare, notice patterns

Use claims, evidence, and reasoning to form scientific explanations.Claim: state or assert that something is the case, typically without providing evidence or proof E.g. wind and heat both increased the evaporation rate, wind more than heat

Evidence: the available body of facts or information indicating whether a belief or proposition is true or validE.g. With the fan, the water evaporated in less than 2 minutes. With the heat lamp, the water evaporated about 5 minutes. The control took almost 10 minutes. 

Explain the purpose of these lesson parts: Engage, Explore, Explain.• Engage: goal is to motivate students about the topic, and elicit initial student thinking• Explore: goal is to make and record observations, and begin to notice patterns in data• Explain: goal is to develop evidence­based explanations to answer the initial question, 

and to solidify other instructional goals 

Design a graphic organizer to meet an instructional goal.

Page 13: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

13

A visual representation that shows knowledge, concepts, ideas or other information arranged in a way that makes the relationship between them more visible Organizes the information in ways that help the student make sense of it, notice, and remember the important things e.g. venn diagrams, webs, concept mapsConsider the science understanding and science skills you want students to developThe graphic organizer should facilitate those understandings and skills 

What is the QEP science competency for Cycle 1?To explore the world of science and technology To become familiar with scientific and technological ways of reasoning and doing thingsTo learn to use simple tools and proceduresTo become familiar with certain aspects of the languages used in science and technology 

What are the QEP science competencies for Cycle 2 and 3?  (You don’t have to memorize them, just know them in general).Cycle 2 & 3

• Comp 1: to propose explanations for or solutions to scientific or technological problems• To identify a problem or define a set of problems• To use a variety of explorations strategies• To assess his/her approach

• Comp 2: to make the most of scientific and technological tools, objects and procedureso To become familiar with the roles and functions of scientific and technological 

tools, techniques, instruments and procedureso To relate various technological tools, objects or procedures to the situations and 

ways in which they are usedo To evaluate the impact of different tools, instruments or procedures 

• Comp 3: to communicate in the languages used in science and technologyo To become familiar with everyday language related to science and technologyo To use everyday language and symbolic language related to science and 

technologyo To make effective use of everyday and symbolic language to formulate a question, 

explain a point of view or give an explanation 

Use the Progressions of Learning and Big Ideas to develop instructional goals.

Movement in living things

Page 14: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

14

Explain how an earthworm movesCircular muscles cause segments to lengthen – these muscles contract firstLongitudinal muscles cause segments to shorten 

Recognize the adaptations of an earthworm for movement in its habitat• No eyes but light sensitive cells in their outer skin, skin cells also sensitive to touch and 

chemicals• Simple brains directed to body movement and response to light• No lungs gases exchanged through their skin – skin must be moist

Compare a hydrostatic skeleton with an exo and endo skeleton. Recognize examples of different types of skeletons

Hydrostatic skeleton: fluid in body cavity creates rigidity, as in a very full water balloon – supportive skeleton that is not solid – squeezing a water balloon and feeling how rigid it becomes, gives you an idea of how a hydrostatic skeleton provides rigidity for muscles to exert forces on. E.g. a worm

Endoskeleton: a series of bones that provide support as well as attachment points for muscles. Muscles are attached to bones by tendons, and muscles pulling on tendons cause the bones to movie. E.g. humans and turtles 

Exoskeleton: hard material located on the outside of the organism. It also provides support as well as being an attachment point for muscles. E.g. crab, lobsters, insects.

Explain how earthworms respond to stimuli• Light vs. dark: (­) response to light, moves around light to get to dark. Important because 

it avoids predators, live in the earth, the light from the sun would cause the worm to dry up 

• Wet vs. dry: (­) response to dry paper, goes towards wet paper. Important because it moves easier, dampness prevents drying out

• Exposure to chemicals: (­) response, retracts from smell. Important because they can move away from something that can harm it 

Identify characteristics of living things seen in earthwormsMade of cells – light­sensitive cells and skin cellsCan reproduce – yes Obtain and use energy – they eat dirtGrow – yes Show some kind of movement – the way they contract their muscles helps them moveReacts to changes around them – reacts to light and smell 

Page 15: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

15

Diagram how nerve impulse enables us to move and react to stimuli 

Characteristics of Living Things

Recognize the characteristics of living things.Made of cellsCan reproduceObtain and use energyGrowShow some kind of movementReacts to changes around them 

Explain how these criteria are used to determine if something is a living thing.• Cells

o All living things are composed of one or more cells

Page 16: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

16

o Cells are the basic units of structure and function in living thingso New cells are produced from existing cells

• Growo Cells increase in size, the number of cells increase

• Obtain and use energy: they obtain food…and convert it to energy

Explain how organisms grow.Their cells grow in size…so they get bigger

Explain how organisms (plants, animals, fungi & bacteria) get and use energy.• Plants: make food from sunlight and CO2 through photosynthesis• Animals: cannot make their own food, eat other organisms• Fungi & Bacteria: cannot make their own food; eat dead and decaying organisms, 

decomposers 

Explain the role of plants, animals, fungi & bacteria in an ecosystem or food chain.

Distinguish between producers, consumers & decomposers.

Earthworm – decomposerLion – consumerCactus –  producerMold – decomposer 

Page 17: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

17

Explain how flowering plants reproduce.Sexual reproduction: flowering plants produce seeds and fruits, other plants like ferns and mosses, produce spores 

Distinguish between fruits and vegetables as defined by botanists. – From midterm prep ­ According to botanists, a fruit is the part of a plant that develops from a flower. A fruit is the reproductive part of a plan and contains the seeds, which can grow into new plants.

Explain what it means to say that living things respond to their environment.Stimulus – a detectable change in the environmentResponses – a reaction to a stimulusResponses can be positive (toward) or negative (away from) a stimulus 

Recognize characteristics of living things that you observed in mold in the lab.The mold grew, obtain energy from the material it was growing on 

Explain why mold is classified as a fungus.Mold and other fungi feed on dead and decaying organisms and organic matter; they are decomposers 

Distinguish between stimulus and response.Stimulus is the cause and Response is the effect 

Distinguish different kinds of tropisms in plants.

Page 18: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

18

Recognize examples of stimulus and response, in plants and animals (including humans).

Plants: move towards sunlight 

Recognize examples of internal and external stimuli.• External stimulus:    comes from outside an organism. (Ex­ternal outside) ie: you walk into 

a dark room and the pupil in your eye becomes larger.• Internal   stimulus:     comes   from   inside   an   organism.(think   IN­ternal)   ie:   running   and 

sweating.

Recognize examples of innate and learned responses; also positive and negative responses

Page 19: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

19

• Innate responses   :   Genetically determined, inherited. No learning involved, an automatic response   that   did   not   have   to   be   learned.   Ie:   shivering   because   you   are   cold   (you subconsciously do it without thinking of doing it) another example, species that migrate to warmer weather because of the cold. It’s often called instincts or reflexes.

• Learned responses   :   a response that an organism learned. Can be developed through trial and error, or through observations of others. Ie: your pet dog learns to get a cookie once you ask it to sit.

• Stimulus:    a detectable change in the environment• Positive response   :   moving toward the stimulus• Negative response   :   moving away from the stimulus

Adaptations of Desert Plants

Explain how desert plants demonstrate characteristics of living things.Made of cells – Can reproduce – Obtain and use energy – Grow – yes Show some kind of movement – Reacts to changes around them – 

Explain what is needed for photosynthesis and what is produced by photosynthesis.1- Sunlight: the plant’s cells absorb light shining down from the sun. These tiny cells are 

what make up the plant and its leaves.2- Chlorophyll: Inside some of these cells is a special ingredient called chlorophyll (it’s a 

green pigment). This is the compound that traps the sun’s light to start the process of photosynthesis.

3- Water:   water   and   carbon   dioxide   are   two   of   the   main   ingredients   needed   for photosynthesis. These two substances are made of many smaller parts called molecules.

4- End result: the oxygen that is left from the transformation is released back into the air. The sugar (glucose) created by photosynthesis is sent to the rest of the plant for food.

a. All  plants have adaptations that allow them to photosynthesize and survive in their natural habitat.

Link specific adaptations of desert plants with the characteristics of their environment and the need for plants to do photosynthesis

• No leaves – small leaves: reduces surface area for evaporation, to prevent water loss• Green stems – stems contain chlorophyll; can carry on photosynthesis without leaves – 

why no leaves? Would lose too much water• Succulent stems or leaves – store water for dry periods • Deep and spreading roots – reach water sources deep underground; absorb a lot of water 

quickly when it rains• Stomates must be open to let CO2 into the leaf but water is lost through open Stomates à 

Page 20: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

20

photosynthesis needs sunlighto Solution: some plants have Stomates that open at night, when water loose will be 

less, take in CO2, and store it. Then they complete photosynthesis during the day, when the sun is out with closed stomates 

Compare adaptations of desert plants with plants in non­desert habitats, e.g., leaf size.

Explain how adaptations of desert plants illustrate natural selectionNatural selection can be related to how desert plant lives have adapted to survive. The fundamental adaption is to the condition of dryness in climate. Desert plants have accomplished a way of storing water in different ways 

FossilsExplain how fossils are formed through mineralization.

• Organic   material   in   hard   tissue   (endo   &   exoskeletons,   teeth,   wood)   is   replace   by inorganic minerals and a fossil is made.

• How mineralization occurs:• Animal dies in or near water: bacteria consume soft tissue. Hard material remains (bones, 

shells teeth etc.).• Sedimentation: sediments (sand, silt, tiny bits of shells) bury the remains and keep them 

fro decomposing.• Sediments  solidify  (turn  to  rock)  and form a  mold around  the remains.  Minerals  are 

carried by percolating water into the mold and become hardened. That is, the remains turn to rock. 

• Uplift: geologic movement may bring fossil closer to the surface. Erosion or excavation reveals fossil.

Distinguish between sedimentary, igneous, and metamorphic rocks and explain how the properties of each type of rock are related to how they were formed.

• Sedimentary rocks: In most places on the surface, the igneous rocks which make up the majority of the crust are covered by a thin veneer of loose sediment, and the rock which is made as layers of this debris get compacted and cemented together. Sedimentary rocks are called secondary, because they are often the result of the accumulation of small pieces broken off of pre­existing rocks. 

o Formed by deposition of soil, sand, silt particles and broken and dissolved shells (sediment) in water over time. Ie: limestone sandstone. Layers represent different periods of deposition.

• Igneous rocks: are crystalline solids which form directly from the cooling of magma. This is an exothermic process (it loses heat) and involves phase change from the liquid to the solid state. The earth is made of igneous rock ­ at least at the surface where our planet is exposed to the coldness of space.  Often is white,  gray, and black. Some layered,  and some are not. Can’t see particles and are smoother than others.

Page 21: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

21

• Metamorphic rocks (form has been changed): rock has been altered by intense heat and/or pressure. Formed from sedimentary rock (limestone changed to marble, shale changed to slate). Or formed from igneous rock.

Explain why fossils are found in sedimentary rocks, but not generally in other types of rocks.Fossils are typically found in sedimentary rock, almost all of which were originally deposited as sediments  by  moving water.  Subsequent  processes  hardened  them  into  sedimentary  rock,  as overlying pressure squeezed the water out and the grains were cemented together. Often plants and   animals   were   trapped,   being   buried   in   the   sediments.  As   the   sediments   hardened   into sedimentary rock, the dead things hardened into fossils. Look at mineralization slide 10 ppt. 12.Also, metamorphic rock is formed by high heat and pressure, so any fossil remains would have  been destroyed (Quiz 3)

Explain why fossils usually form from hard body parts.Hard parts, such as bones or shells, require a much longer time to decompose than soft body parts,   such   as   internal   organs.   The   additional   time   provides   a   greater   opportunity   for preservation.

Distinguish between body fossils & trace fossils and explain how they are formed.Body fossils: include the remains of organisms that were once living. Usually only the hard parts of animals like shells and teeth and bones become fossilized. Most body fossils are made when an animal dies and falls, or is washed into a stream and is covered in mud.

Trace   fossils:   are   the   signs   that   organisms   were  once   present.  Trace   fossils   can   be   tracks, footprints, trails, burrows, eggs, nests, leaf impressions, and feces. They are formed by the living part of an animal life. E.g. if there is a mud and an animal crawls, an imprint will be left.

Use observations and inferences to make sense of fossils.Observing a large fossil there could be an inference about the size and shape?E.g. if you find a small fossil, you can infer that it came from a small animal…I hope this isn’t on the exam :S 

Demonstrate how paleontologists make inferences about past organisms, their niche and habitat, and the relative age of fossils.Paleontologists use fossil remains to trace the evolutionary history of extinct living organism and to study past climates.Make observations of evidence that remains and make inferences from those observations

Page 22: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

22

Paleontologists study pre­historic life including organisms’ evolution and interactions with each other and their environment 

Discuss why so many fossils from the Ordivician period are found in Quebec.A sea covered Quebec for a very long time, much sedimentary rock was formed at the time and many fossils were formed in it Much of the rock dug out of quarries in the Montreal area is limestone, a type of sedimentary rock formed of coral and shells, that was laid down during the Ordovician period. This Montreal  limestone is commonly used in construction with the result that fossils can be seen in many of the  buildings of the city.

Identify the types of rocks seen on and near campus on the walking tour. (Don’t need to know specific building names.)

• Trenton   limestone,   a   sedimentary   rock   from   Quebec,   formed   during   the   Ordovician Period (ie: McGill Faculty Club)

• Anorthosite is a very hard, igneous rock formed from molten material that cooled inside the earth. Anorthosite is rare; it is more common on the surface of the moon than the earth. Anorthosite is known as ‘“Black Cambrian granite” and you will find it used for steps, statues and monuments. (ie: CIBC Building)

Identify the fossils seen on the fossil walking tour. (Don’t need to know the buildings where the fossils are located.)

Describe the evidence that helps explain why dinosaurs went extinct and what the best hypothesis is for their extinction. 

Evidence/Observations InferencesDinosaur fossils are abundant in successive rock layers, then disappeared suddenly at the end of the cretaceous period

The iridium layer was caused by a large meteor hitting the Earth, so a meteor hit Earth at that time

Layers of clay from the late Cretaceous contain the element iridium 

The meteor impact drastically changed the conditions on Earth, such as sunlight, and indirectly temperatures and oxygen levels

Iridium is rare on Earth, but common in meteorsA large impact crater, believed to be from that time period, was found off the Yucatan Peninsula 

Hypothesis: Dinosaur species could not adapt and went extinct (natural selection)

Page 23: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

23

Sound and hearing

Describe what is needed for a sound to be heard.• Impact on object/substance• Vibrations à energy à movement• Air/Particles à to carry sound• Ears (something to hear with) 

Sound is caused by energy, a force that makes something vibrate. When an object vibrates, it causes the air molecules nearby to vibrate as well. As these air molecules vibrate, they bump into other air molecules and causes them to vibrate. This continues until the molecules run out of energy and the vibrations stop.

Frequency: space between wavesHigh frequency = more waves = shower wavelength 

Explain how sound waves travel.Sound travels in waves. There must be a medium or material to transmit the sound. In other words, the sound has to travel through something that is made of matter (atoms or molecules).

Identify the sequence of steps in how we hear a sound.Energy impact à vibrating object à air à ear drum à bones à liquid +hair àauditory nerve à brain 

Recognize that different materials transmit sound differently and why.Some sounds travel better in some materials over others, depends on how the object or substance is madeRecall gas and solid diagram during lab Sound conducts better with metal because there are more vibrations

Explain how sounds of different pitch and loudness are created and relate that to a diagram of a wave.

• Sounds are different in how loud and how soft they are.• The more energy the sound wave has the louder the sound seems. The intensity of a 

sound is the amount of energy it has. You hear intensity as loudness.• Remember the amplitude, or height of a sound wave is a measure of the amount of energy 

in the wave. The greater the intensity of a sound, the greater the amplitude.Three characteristics are used to describe a sound wave. These are wavelength, frequency, and amplitude.

• Wavelength   ; this is the distance from the crest of one wave to the crest of the next.• Frequency   ; this is the number of waves that pass a point in each second.

Page 24: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

24

• Amplitude   ; this is the measure of the amount of energy in a sound wave.

http://www.fi.edu/fellows/fellow2/apr99/soundvib.html

If you clap your hand softly, not much energy is being used, the sound wave will have a low amplitude

If you clap your hands loudly, it takes more energy and the sound will be louder, thus the sound wave will have a bigger amplitude 

Explain how some musical instruments work.E.g. guitar...you strike the chords to create an impact on the strings, which causes vibrations from the strings to be transmitted/travel through the air...and then it goes through the many parts of our ear...and we hear the string being played…(I highly doubt she’ll ask something like this) 

Nature of Science

Recognize aspects of the Nature of Science in various science activities and topics.• The use of inductive lessons and an inquiry approach promotes a more authentic view of 

the NOS• Lessons engage students in science that is based on observation and inference and 

emphasizes curiosity and creativity, vs. obtaining the right answer • Scientific knowledge is never proven, but rather is based on extensive accumulation of 

observations and interpretation of data• Science understandings are reliable, durable, but also changeable• There is no one­way to do science• Science is often SUBJECTIVE 

• Science• Is empirical• Makes inferences based on observations and prior knowledge• Tries to be objective, but is subjective• Is durable, but never absolute or certain• Explains and predicts• Uses a variety of methods• Involves creativity and imagination

Recognize examples of when/how new information has led scientists to revise their previous understandings.Classifying species New information, new findings, new technology allows scientists to revise previous finding and ideas 

Give examples of how models are used in science.

Page 25: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

25

To illustrate ideas and concepts:smell model…water model…forces model 

Use observations and data as evidence to support claims.Additional topics related to teaching science

Recognize examples from lab and lecture of these Big Ideas of Science:• Form & function – desert • Constancy & change• Systems & interactions – shadows, mold, desert• Energy & matter ­ mold

Lab #2 – properties of water and how they relate to living thingsEarth and space – matter – properties and characteristic of Matter on earth – waterForm and function 

Lab#4 – classifications of foods we eatLiving things – matter – organization of living things – transformation of living things

Lab #5 How do animals move?Living things – forces and motionAn organism’s structure, form of movement and habitat are closely interrelated 

Lab#7 Movement, stimulus, and responseLiving things – forces and motion – how animals move and characteristics of living things

Lab# 8 Sound and HearingMaterial world – energy describes forms of energy (sound)Matter – energy – identifies the characteristic of a sound wave 

Lab #11 Sounds, NOS, and Fossil Fragments Living things – systems and interactionsDescribes the impact of human activity on the environment 

Explain the intent/goal and specific parts of a 5E lesson.Engage, Explore, Explain, Extend, and EvaluateEmphasizes doing science, and the promotion of inquiry skills, rather than definitions of terms and recall of information. It uses an inductive approach based on the learning cycle in which experience comes first vs. telling, explaining, and giving information

Recognize the use of appropriate discourse moves when teaching.

Page 26: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

26

• Pressing• Re­voicing• Challenging student thinking• Refraining for evaluating student responses• Orienting students to each other’s thinking• Connecting student ideas• Scaffolding everyday and scientific language 

Explain why it is important to use concrete examples and questions when teaching elementary students.So that they can relate to the information, relate it to their everyday experience to make sense of it, to make connections 

Distinguish between concrete and abstract questions.Concrete: refers to concepts, ideas or things that you can see, hear, touch, taste, or smellAbstract: opposite of concrete 

Distinguish between evidence, claims, and reasoning (as in What’s Your Evidence?)Claim: state or assert that something is the case, typically without providing evidence or proof E.g. mold eats the material it is growing on 

Evidence: the available body of facts or information indicating whether a belief or proposition is true or validE.g. the material it was growing on became soft and mushy, like it was being digested

Associate science topics that we’ve studied with specific Worlds in the QEP (Living things; Material world; Earth & Space).Living things – desert and moldMaterial world – sound and hearing Earth & Space – Shadows 

Recognize productive questions (as in Primary Science)Productive question – stimulates productive activity and thinking Does hot water or cold water freeze faster?

Recognize an investigable question (as in Primary Science)How can the length of shadows be used to tell time?

Recognize different types of investigations (as in Primary Science)

Page 27: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

27

Use appropriate graphic organizers to teach toward an instructional goal.A visual representation that shows knowledge, concepts, ideas or other information arranged in a way that makes the relationship between them more visible Organizes the information in ways that help the student make sense of it, notice, and remember the important things e.g. venn diagrams, webs, concept mapsConsider the science understanding and science skills you want students to developThe graphic organizer should facilitate those understandings and skills 

Be able to recognize and teach these elementary science skills: sequencing, comparing, & finding patterns.

Distinguish between an experiment and other ways of doing science.• Experiment: a test done under controlled conditions

o Note: many investigations and hands­on activities are not experiments but they are still science

• Make detailed observations; look for patterns• Develop a model: physical, conceptual or mathematical • Use trial and error• Use a though experiment• Follow a hunch• Make a lucky discovery 

Recognize the independent, dependent and control variables in an experiment• Independent Variable – variable that you can change• Control variable – variable that you keep the same• Dependent variable – variable that changes, that is what you observe and record 

Investigation of touch vs. visual stimuli in the labA. Place where ruler was dropped fromB. Eyes open vs. hand touchedC. Speed of person’s reactionD. Sound of the dropper’s voiceE. How far the ruler dropped 

1. What variable was changed? B2. What variable was kept the same? A3. What variable was observed and recorded? C

Social Constructivism – How people learn: • People learn by constructing their own understandings• Learning

o Builds on prior knowledgeo Involves sense­making

Page 28: Properties of Water Explain why a water molecule is polar ...s3.amazonaws.com/prealliance_oneclass_sample/nKDb937qql.pdf · Because of this property, water ... Water molecules have

28

o Promoted by Experiences Testing out their ideas Communicating their ideas with others Building knowledge together