Всі права захищені. АВБУ 2007-2010 рік. Використанні матеріалів тільки з дозволу авторів avbu@ukr.net
Авторська сторінка

Упатової Ірини Петрівни
кандидат педагогічних наук
м. Харків, НВК №45

7 класс

Тема: Исследование биологических объектов

Цель урока: ввести учащихся в научно-исследовательскую работу, познакомить с основами научного исследования; развивать умения сравнивать биологические объекты, навыки формулировать гипотезы и делать соответствующие выводы на основе сходства; формировать умения доказывать сходство животных с растениями, выявить черты их различия. Познакомить учащихся со структурой, содержанием, правилами работы с учебником как  средством формирования научного мышления учащихся.

Тип урока: урок-исследование (использование приемов исследовательской деятельности на уроках биологии)
Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, индивидуальная, парная

Ход урока

Организационный момент

1. Приветствие

2. Определение отсутствующих.

3. Проверка готовности учащихся к уроку.

4. Проверка подготовленности классного помещения к уроку

5. Организация внимания

6. Создание доброжелательной рабочей атмосферы в классе

Актуализация знаний

1. Что изучает наука биология?

Предметом изучения биологии является:

Строение, химический состав, функции живых организмов и  их сообществ;

распространение;

происхождение;

развитие;

связи организмов друг с другом и с факторами неживой природы.


2. Из курса природоведения вы знакомы с понятиями «процесс» и «явления природы», вспомните определения этих понятий.

ПРОЦЕСС (от лат. processus — продвижение):

1) последовательная смена явлений, состояний в развитии чего-нибудь.

2) совокупность последовательных действий для достижения какого-либо результата (напр., производственный процесс).

ЯВЛЕНИЯ ПРИРОДЫ — все изменения, происходящие в природе (листопад).

Мотивация учебной деятельности учащихся

1. Благодаря каким способам познания вы получали (получаете) новые знания о процессах и явлениях, объектах и предметах, телах природы (живых, неживых) и веществах? (учащиеся предлагают свои варианты ответов, они должны самостоятельно или при помощи учителя подойти к процессу выработки новых знаний при помощи исследования как одного из видов познавательной деятельности)

2. Объявление темы урока: «Исследование биологических объектов»

Изучение нового материала

Понятие «исследование».

Виды исследований.

Основные характеристики научного стиля, его специфика.

Научный стиль ученика.

План как важное средство организации научного (умственного) труда.

1. Что такое исследование? Биологический объект исследования?

Учащимся предлагается высказать свое предположение по вопросу: «Что такое исследование?»

Исследование – это …. (ИССЛЕДОВАНИЕ научное, процесс выработки новых знаний, один из видов познавательной деятельности. Характеризуется объективностью, воспроизводимостью, доказательностью, точностью; имеет два уровня — эмпирический и теоретический. Наиболее распространенным является деление исследований на фундаментальные и прикладные, количественные и качественные, уникальные и комплексные)


2. Виды исследования  (рассказ учителя)

Виды исследования

Теоретическое

(анализ, синтез, абстрагирование, конкретизация,

идеализация, индукция и дедукция, сравнение, описание

(сравнительно-описательный), аналогия, моделирование, классификация, систематизация и обобщение данных науки);

Эмпирическое

(длительное наблюдение,

эксперимент, моделирование  (математическое моделирование).

Основные характеристики научного стиля, его специфика.

Научный стиль - это стиль научных статей, докладов, диссертаций, учебников и т.д., который определяется их содержанием и целями, а также используется для передачи и хранения научной информации как в письменной, так и в устной форме.

Как вы думаете, с чего начинается научное исследование?

(Научное исследование обычно начинают с наблюдений над тем, что происхо­дит в природе, после чего исследователи пытаются обобщить сделанные наблюде­ния).

Какие наблюдения вы проводили в 5 – 6 классах на уроках природоведения?

Программа по природоведению 5 – 6 класс предусматривает следующие наблюдения за:

повертанням листків та квіток рослин до Сонця

поведінкою рослин, тварин у куточку живої природи, акваріумі;

ростом і розвитком рослин; пристосуваннями рослин до умов недостатнього зволоження;

залежністю росту та розвитку рослин від освітлення;

диханням, проростанням насіння;

пристосуваннями рослин до різних умов існування;

пристосуваннями комах до середовища існування.

С какой целью ученые проводят наблюдения?

     После обобщения проведенных наблюде­ний ученые выдвигают гипотезы, т.е. предположения, которые позволяют наметить ход решения проблемы, объяснить наблюдения.

Как можно подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу?

     После этого разрабатываются и проводятся эксперименты, подтвер­ждающие или опровергающие выдвинутые гипотезы. Экспе­рименты должны быть многократно воспроизведены.

Какие эксперименты (опыты вы проводили на уроках природоведения или дома)

1. Дослідження складу та властивостей ґрунту.

2. Дослідження властивостей води.

3. Вивчення впливу світла на рослини.

4. Досліди, що доводять процес дихання рослин і тварин;

Досліди, що доводять процес фотосинтезу у рослин.

     Перевірка висунутої гіпотези й розв’язання завдань здійснюються шляхом застосування комплексу методів дослідження.

Методы исследования в биологии (запись в конспекты учащихся):

НАБЛЮДЕНИЕ – непосредственное наблюдение за биологическими явлениями или объектами;

ОПИСАТЕЛЬНЫЙ – сбор и описание фактов и явлений;

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ – через сопоставление изучается сходство, выявляется отличие;

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ – проведение исследований, опытов;

ИСТОРИЧЕСКИЙ – выявление закономерностей появления и развития организмов, становления их строения и функций;

МОДЕЛИРОВАНИЕ – искусственное создание процессов жизнедеятельности, биологических систем

Рассказ учителя

Если выдвинутая гипотеза подтверждается рядом экспериментов, то она  становится научным фактом.

     Фактами принято считать предметы или события, кото­рые повторяются закономерно или о которых имеются бес­спорные данные.     

     Если гипотеза становится научным фактом, предсказывающим появление новых фактов или явлений, она вместе с другими фактами, имеющими отношение к данной проблеме, считается теорией.


     Научные теории могут изменяться с развитием исследований в данной области.

Например. В нашем распоряжении следующие данные, являющиеся фактами:

—  животные и растения состоят из клеток;

—  в большинстве клеток имеется ядро.

Вы можете выдвинуть гипотезу, например: клетка без ядра существовать не может.

Эту гипотезу можно проверить, поставив эксперимент: уда­лить ядра из нескольких клеток. Результат — клетка без ядра погибает.

Задание

1. Будет ли достоверным вывод о том, что всем клеткам для нормальной жизни необходимо ядро? Попытайтесь аргументировать ответ.

2. Как объяснить тот факт, что растения в темноте погибают?

Статистически вероятную закономерность в биологии принято считать правилом или законом.

Биологические законы – это закономерности, обычно не имеющие исключений, поэтому могут трактоваться лишь однозначно (вспомните законы, которые вы изучали по другим предметам)

ГЛОССАРИЙ

(Для учителя и выборочно –для учащихся)

Абстрагирование - исследовательский метод, заключающийся в изолированном рассмотрении одного выделенного параметра без учета всех остальных.

Актуальность - важность изучения данной проблемы для современной науки и практики; степень актуальности может иметь глобальный характер (охватывать науку, общественные запросы, практику в целом) или локальный характер (охватывать отдельную отрасль науки, отдельный регион, общественные институты определенного характера и т.д.).

Анализ - это теоретический метод исследования, предполагающий такую мыслительную операцию, при которой исследуемый процесс или явление расчленяется на составляющие для их специального и углубленного самостоятельного изучения.

Аналогия - мыслительная операция, при которой подбирается подобие, прототип.

Гипотеза - предположение, предварительное суждение о закономерной связи явлений; строится по внутренней логике: «Если..., то...».

Дедукция - мыслительная операция, предполагающая развитие рассуждения от общих закономерностей к частным фактам.

Задачи исследования - поэтапные действия, представляющие своеобразный алгоритм для достижения стратегической цели исследования; формулируются через инфинитив глагола: проанализировать..., охарактеризовать..., исследовать..., разработать... и т.д.

Идеализация - проектирование идеального, с точки зрения исследователя, образа явления или процесса, т.е. теоретической модели; применяется при выработке гипотез.

Индукция - мыслительная операция, основанная на логике обобщения частных фактов.

Классификация - теоретический метод исследования, основанный на упорядочении изучаемых объектов, фактов, явлений по отношении друг к другу.

Конкретизация - процесс, обратный абстрагированию, предполагает нахождение целостного, взаимосвязанного, многостороннего объекта.

Методы исследования - способы, направления деятельности; делятся на теоретические (анализ, синтез, абстрагирование, конкретизация, идеализация, индукция и дедукция, сравнение, аналогия, моделирование, классификация, обобщение) и эмпирические (наблюдение, беседа, оценка экспертов, самооценка, изучение педагогического опыта, опытная работа, обследование, эксперимент).

Моделирование - теоретический метод исследования, предполагающий построение модели.

Мониторинг- это постоянный надзор, регулярное отслеживание результатов исследования.

Наблюдение - наиболее информативный метод исследования, позволяющий увидеть со стороны изучаемые процессы и явления, доступные для восприятия.

Новизна - степень вклада в настоящую отрасль науки или науки в целом; характер результатов может быть разным - результаты могут быть новыми, новизной может не обладать лишь часть результатов, а также значительная часть результатов не может квалифицироваться как новые.

Обследование - это изучение исследуемого объекта с той или иной мерой глубины и детализации, что определяется целями и задачами исследования.

Обобщение - одна из важных мыслительных операций, в результате которой выделяются и фиксируются относительно устойчивые свойства объектов и их отношений.

Объект исследования - исследуемое явление внутри объектной области.

Опытная работа - метод внесения предварительных изменений, инноваций в образовательный процесс в расчете на получение более высоких его результатов.

Практическая значимость (ценность) - характер использования результатов данной исследовательской работы в практике.

Предмет исследования - конкретная часть объекта, его сущностная;

Объектом исследования выступает то, что исследуется, предметом - то, что в этом объекте требует научного объяснения.

Проблема (научная) - противоречие между наличествующим и должным (напр., несоответствие между реальной компетентностью специалиста в отношении владения культурой профессионально-ориентированной речи и предъявляемыми к нему современными требованиями).

Синтез - мыслительная операция, в ходе которой из выявленных элементов и фактов восстанавливается целостная картина.

Сравнение - теоретический метод, предполагающий сопоставление объектов с целью выявления их сходства и отличий, общего и особенного.

Теоретическая основа - концептуальные положения (идеи, принципы), на которые опирается настоящее исследование.

Цель - конечный результат работы, который формулируется на основе гипотезы; формулируется через отглагольное существительное: формирование..., развитие..., разработка... и т.д.

Эксперимент - общий эмпирический метод исследования, в основе которого строгий контроль за изучаемыми объектами в управляемых условиях.


4. Научный стиль  учебника

Как нужно читать

1. Чтение должно быть основательным и вдумчивым.

2. Необходимо анализировать прочитанное, выяснять значение неизвестных терминов и понятий, искать ответы на значимые для вас вопросы.

3. Важно делать выписки всего, что может вам пригодиться в вашей научной работе: интересные мысли, факты, цифры, различные точки зрения.

4. По прочтении необходимо оценить полученную вами информацию, подойдя к ней критически, а также с позиции значимости для ваших исследований.

При чтении рекомендуется использовать различные способы маркировки того или иного материала.

Как работать с книгой

Умение работать с книгой во многом зависит от знания и понимания роли каждого ее структурного элемента, от умения извлечь необходимую информацию о книге до ее прочтения.

Заголовок: в научной литературе указывает на тему.

Аннотация: расположена на обороте титульного листа; сжатая характеристика содержания с указанием адресата.

Оглавление: план изложения темы, путеводитель по книге

Предисловие: изложение задач, поставленных автором; необходимость издания или переиздания.

Послесловие: итог, краткие выводы.

Справочный материал:       комментарий к понятиям, терминам, фактам и т.д., которые нуждаются в объяснении.

5. План как важное средство организации научного (умственного) труда

Беседа

Что такое план? Каковы особенности и значение составления плана?

План – самая краткая запись:

- отражает последовательность изложения мысли и обобщает;
- раскрывает содержание текста;
- восстанавливает в памяти содержание источника;
-  заменяет конспект и тезисы;
- помогает составлению записей разного рода (доклад, сообщение, отчет);
- улучшает сделанную запись;
- ускоряет проработку источника информации;
- организует самоконтроль;
- сосредотачивает внимание и стимулирует занятия;
- используется, чтобы оживить в памяти хорошо знакомый текст;

НО: не передает фактического содержания, лишь указывая на него и схему его подачи.

















Задание.

1. Прочитайте предложенный учителем научный текст. К каждому абзацу составьте вопросы, проясняющие основную мысль.

2. Составьте план текста – простой или сложный. Объясните, почему выбран в данном случае тот или иной тип плана.

3. Сопоставьте пункты плана с составленными вопросами. В чем различие между ними по форме и по содержанию?

v ПРИМЕР НАУЧНОГО (биологического) ТЕКСТА (текст может быть один для всего класса или разные, что позволит применить  разные формы организации учебной деятельности учащихся: индивидуальную, парную, групповую)

После составления планов проводится презентация составленных планов и их анализ.

Пример текста № 1 (для учащихся с низкими учебными возможностями )

Как устроено и питается зеленое растение
На первый взгляд растение кажется неподвижным. Только внимательно присмотревшись, можно убедиться, что это не так. Похожее на корзинку соцветие одуванчика раскрывается утром и закрывается к вечеру. В хмурый пасмурный день, как и вечером, это соцветие сложено. Еще большая чувствительность (раздражимость) у листьев лесного растения кислицы: к вечеру они складываются. Проведите несколько раз карандашом или пальцем по листьям кислицы или выставьте ее на прямой солнечный свет — через несколько минут листики послушно сложатся.

Из этих наблюдений можно сделать одно важное заключение: как и всякий живой организм, растения обладают раздражимостью. Они отвечают на изменения, происходящие в окружающей их среде. Уменьшение или увеличение интенсивности света, повышение температуры вызывают у растения ответные действия (реакции). Правда, у некоторых растений они внешне не проявляются. Но если рассмотреть в микроскоп листья водного растения элодеи (водяной чумы), которую часто разводят в аквариумах, то легко заметить, что внутреннее содержимое клеток медленно движется. Выставим ту же элодею на свет и опять посмотрим в микроскоп — движение усилилось. Способностью отвечать на раздражения живое растение отличается от тел неживой природы.

В растениях, тесно связанных с окружающей их неживой природой, происходят сложные процессы. Растение усваивает из воздуха и почвы необходимые для жизни вещества, перерабатывает их в своем теле и одновременно выделяет вещества, ненужные ему. В растении происходит обмен веществ. В результате этих процессов оно растет и развивается. Обмен веществ — характерное свойство всего живого. Все эти сложные процессы, происходящие внутри растения, и их взаимосвязь с окружающими условиями изучает наука физиология растений.

Пример текста № 2 (для учащихся со средними учебными возможностями )

Значение воды в жизни растения

Вода поступает в растение из почвы через корневые волоски и молодые части корней и по сосудам разносится по всей его надземной части. В вакуолях растительных клеток растворены различные вещества. Молекулы этих веществ, растворенные в клеточном соке, оказывают давление на цитоплазму, которая хорошо пропускает воду, но препятствует прохождению через нее растворенных в воде частиц. Давление растворенных в воде веществ на цитоплазму называется осмотическим давлением. Вода, поглощенная растворенными в клеточном соке веществами, также оказывает давление на цитоплазму и растягивает до известного предела эластичную оболочку клетки. Клеточный сок с растворенными в нем веществами постоянно поддерживает растительную ткань в напряженном состоянии, и лишь при большой потере воды, при завядании, это напряжение (тургор) в растении исчезает.

Выделение растением капелек воды — гуттация — демонстрирует наличие корневого давления.

Когда осмотическое давление уравновешено растянувшейся оболочкой, вода не может поступать в клетку. Но стоит клетке потерять часть воды, как оболочка спадается, находящийся в клетке клеточный сок становится более концентрированным и начинает насасывать воду в клетку, пока оболочка снова не растянется и не уравновесится осмотическое давление. Чем больше воды потеряло растение, тем с большей силой вода поступает в клетки. Сила, с которой растение всасывает воду, — сосущая сила — представляет собой разность между осмотическим и тургорным давлением.

Растение непрерывно испаряет воду через устьица. Этим создается возможность нового притока воды к листьям. Присасывающее действие испарения играет большую роль в передвижении воды по растению. Устьица могут раскрываться и закрываться, образовывать то широкую, то узкую щель. На свету устьица раскрываются, а в темноте и при слишком большой потере воды закрываются. В зависимости от этого испарение воды то идет интенсивно, то сильно сокращается. Часть воды все время испаряется через кутикулу, однако это испарение идет гораздо слабее, чем через устьица.

Если срезать стебель растения около самого корня, из пенька начинает сочиться сок. Это показывает, что корень и сам нагнетает воду в стебель. Следовательно, поступление воды в растение зависит не только от испарения воды через листья, но и от корневого давления. Оно перегоняет воду из живых клеток корня в полые трубки омертвевших сосудов. Так как в клетках этих сосудов нет цитоплазмы, вода беспрепятственно движется по ним к листьям, где испаряется через устьица.

Испарение очень важно для растения. С передвигающейся водой разносятся по растению поглощенные корнем минеральные вещества. Испарение снижает температуру растения и тем самым предохраняет его от перегрева. Из каждой тысячи частей поглощенной из почвы воды растение усваивает лишь 2—3 части, а остальные 997—998 частей испаряются. Чтобы образовать 1 г сухого вещества, растение в нашем климате испаряет от 300 г до 1 кг воды.

Пока в почве есть влага, растение растет и развивается нормально. Но вот перестали выпадать дожди, наступает засуха, и растение испытывает недостаток воды и растворимых в ней минеральных веществ; в нем перестает образовываться новое вещество, рост и развитие прекращаются. Кроме того, растение начинает повреждаться от перегрева: на листьях и стебле появляются пятна ожогов. Особенно сильно повреждается растение от ожогов при суховее — сухом горячем ветре. Растение увядает и, если погода не изменится к лучшему, гибнет.

Глубокая вспашка, сохранение влаги в почве, своевременное уничтожение сорняков, севообороты, применение минеральных удобрений и другие агротехнические мероприятия помогают бороться с засухой. Не менее важны правильное семеноводство и создание более устойчивых к засухе сортов, а также использование засухоустойчивых культур. Но основная мера борьбы с засухой (там, где это возможно) — орошение полей.

Пример текста № 3 (для учащихся с высокими учебными возможностями )

Фитонциды — химическая защита растений
Уже давно ученым было известно, что некоторые микроорганизмы выделяют вещества, губительно действующие на другие микроорганизмы. Эти вещества назвали антибиотиками (см. ст. «Микробы»). За последние десятилетия они стали широко применяться в медицине, сельском хозяйстве и в пищевой промышленности.

Советский ученый Б. П. Токин открыл, что антибиотики выделяются не только микроорганизмами, но и растениями. Эти антибиотики, названные им фитонцидами (от греческого слова «фитон» — растение и латинского «цедере» — убивать), обнаружены почти во всех растениях. Но у некоторых из них они очень активны, а у других — слабы. Опытами установлено, что отдельные фитонциды убивают микроорганизмы за 5 мин. Особенно активные фитонциды обнаружены в чесноке и луке. В тканях растения фитонциды распределены неравномерно. Например, у томата их больше всего в листьях, меньше в корнях и совсем мало в плодах и стеблях. В луке и чесноке фитонциды накапливаются преимущественно в луковицах. Горчица содержит большое количество их в листьях и семенах. Уже более 70 лет назад было установлено, что листья горчицы предохраняют яблочный сок от порчи.

Фитонциды — продукты жизнедеятельности растения. Они образуются в нем в результате обмена веществ и предохраняют растение от заражения бактериями или грибами. Поэтому ученые решили использовать фитонциды для борьбы с возбудителями заболеваний различных растений. Доказано, например, что фитонциды лука и листьев черемухи убивают грибок фитофтору, который поражает картофель. Фитонциды горчицы, хрена и эвкалипта губительно действуют на бактерию, вызывающую заболевание (гоммоз) хлопчатника. Интересно, что на возбудителей заболеваний человека и животных фитонциды действуют значительно сильнее, чем на возбудителей заболеваний растений, которые уже приспособились к их прямому действию. Так, фитонциды апельсина и лимона в 40—50 раз скорее убивают дизентерийную палочку, вызывающую тяжелое заболевание человека, чем бактерию цитрипутеале, поражающую деревья лимона, апельсина и мандарина. Давно известно народное средство, способствующее заживлению ран, — лук. Древние лекари рекомендовали в период эпидемий для очистки воздуха в помещениях развешивать длинные связки головок лука и чеснока. Оказалось, что фитонциды этих растений убивают болезнетворных бактерий.

Фитонциды применяются и для хранения плодов, овощей, плодоовощных соков. Когда в герметически закупоренный сосуд с плодами или ягодами помещают кашицу из натертого хрена, они могут сохраняться несколько месяцев. Высокой активностью обладает и фитонцид горчицы — аллиловое масло. Если на литр виноградного сока добавить 25 мг этого масла, сок долго сохраняет свои свойства и не портится.

Фитонциды оказывают существенное влияние на жизнедеятельность растений. Например, выделяемый некоторыми плодами газ этилен стимулирует созревание плодов томата, лимона, апельсина и других растений и усиливает опадение листьев, а фитонциды луковиц черемши оказывают тормозящее действие на рост и развитие соседних растений (см. ст. «Химическое взаимодействие растений — аллелопатия»).

Что же представляют собой фитонциды? Многие из них были выделены в чистом виде, и их химическую природу удалось установить. Оказалось, что у одних растений фитонциды — органические кислоты, у других — эфирные масла, аминокислоты, алкалоиды. Подсчитано, что лишь за один день можжевеловый лес выделяет в окружающую атмосферу около 80 кг эфирных масел, а растительность земного шара — около 175 млн. т эфирных масел ежечасно.

Прошло немного времени с тех пор, как были открыты фитонциды, но уже многое стало известно об их природе: как они образуются, как действуют на различные организмы и как их можно использовать в медицине и в быту.

Как вы думаете, какие пункты должен включать план эксперимента?

План эксперимента должен включать:

- цель и задачи эксперимента;

-  место и время проведения эксперимента и его объем;

-  характеристику используемых в эксперименте объектов исследования;

-  описание материалов, используемых для эксперимента;

- описание методики проведения эксперимента и применения частных методов исследования;

-  методику наблюдения и т.п. в ходе эксперимента;

-  описание методики обработки результатов эксперимента.

Необходимо отметить, что исследователь должен составить план эксперимента таким образом, чтобы всякий другой достаточно подготовленный человек мог бы по нему успешно провести эксперимент.

(из пособия Новикова A.M. Методология образования - М.: «Эгвес», 2002).


Подведение итогов урока

После выполнения исследований (анализ структуры учебника), учащиеся делают презентацию своей работы?

Презентация может проводиться двумя учениками.

Учитель: Что нового узнали? Понравился ли урок? Чем понравился? Чему научились? Где пригодятся знания?

На стадии рефлексии учащимся предлагается проанализировать только что пройденный ими процесс усвоения нового содержания. Эта ситуация предоставляет возможность проанализировать процесс, методы и приемы, которые использовались при обучении, определить области, где требуется дополнительная работа.

Д/З

Закончить следующие предложения:

Как доказать, что….

Вследствие чего….

Почему…

Каким образом…


Повернутись на авторську сторінку
Всеукраїнська громадська організація
Асоціація  вчителів біології України

За радісне й успішне навчання!
Вчителям біології