Деятельностный подход в проведении лабораторных работ по биологии

Система лабораторных работ предназначена для проведения их на уроках биологии в разделе “Биологические закономерности” по курсу 9 класса. Они соответствуют примерной программе по биологии для основной школы (“Оценка качества подготовки выпускников основной школы”, М, 2000) и могут проводиться в течение года по мере прохождения соответствующего теоретического материала или в конце года – в форме лабораторного практикума.

Насыщенность содержания курса теоретическим материалом, недостаточность оборудования кабинетов, развивающая направленность учебно-воспитательного процесса явились причиной поисков новых моделей реализации деятельностного подхода в преподавании биологии для группы учителей г. Владимира.

Все лабораторные работы объединены одной структурой. Они включают в себя: название, цели, оборудование, ход работы, состоящий из теоретической и практической части, вывод. С целью единого подхода к оформлению результатов для учащихся приводится таблица, а также вопросы, помогающие сформулировать вывод.

При выполнении лабораторных работ необходимо, чтобы учащиеся:

• внимательно прочитали название работы и ее цель;
• познакомились с теоретической частью работы, а при необходимости обратились к тексту соответствующего параграфа учебника;
• проверили наличие оборудования для проведения данной работы;
• изучили этапы выполнения работы и их последовательность;
• начинали выполнение работы только тогда, когда нет вопросов в теоретической и практической части;
• при формулировании вывода еще раз прочитали название работы и ее цель.
• При наличии соответствующего оборудования лабораторные работы могут проводиться индивидуально каждым учащимся или парами.

Оценка результатов выполнения работы соответствует оценке качества подготовки выпускников основной школы.

Применение предложенной модели лабораторных работ на уроках показало повышение заинтересованности учащихся при их выполнении, увеличение степени самостоятельности ученического труда, развитие умений работать с источником знаний, а также специальных и общеучебных умений и навыков. Одновременно, они помогают учителю в работе по систематизации знаний, а также развивают коммуникативные способности подростков.

Предложенные лабораторные работы разработаны и апробированы учителями биологии школ г.Владимира – членами творческой группы в составе: Аминовой В.И., Гуськовой Е.В., Крещеновской З.А., Сидоренковой С.Г., Трофимовой Л.Б., Харитоновой В.Н., Юровой Н.Ю, Солодовниковой Л.Г. (руководители Ловкова Т.А, методист ВОИУУ и Тихонова Н.П., методист ГИМЦ).

Роль ферментов в ускорении реакций обмена веществ.

Цель:

1. Выяснить роль ферментов в клетках.
2. Сравнить активность фермента в живых и мертвых тканях растений и животных.
3. Обосновать значение фермента каталазы в клетках растений и животных.

Оборудование: свежий 3% раствор пероксида водорода.

1 вариант: микроскоп, лист элодеи живой, лист элодеи мертвой, пипетка, пинцет, предметное стекло, покровное стекло, салфетка, стакан с водой.

2 вариант: чашка Петри, пинцет, ткани растений (кусочки сырого и вареного картофеля) и животных (кусочки сырого и вареного мяса или рыбы), речной песок, ступка, пестик.

Ход работы.

1. Теоретическая часть.

Одна из важнейших функций белков – каталитическая. Биологический катализатор (фермент) ускоряет все биохимические процессы в организме.

Вещество, на которое воздействует фермент называется субстратом. Структура молекулы фермента и субстрата должны точно соответствовать друг другу, этим объясняется специфичность действия ферментов. Каталитическая функция белка связана с его третичной структурой.

Последовательность взаимодействия фермента и субстрата:



Каталитической активностью обладает лишь определенный участок молекулы фермента называемый активным центром.

Под влиянием различных факторов изменяется структура молекулы белка, ее конфигурация и фермент могут терять свою активность. Примером влияния на биохимическом процессе в организме является фермент каталаза, который содержится в его клетках для обезвреживания образовавшегося пероксида водорода.

2. Практическая часть.

1. Настроить микроскоп, определить увеличение, приготовить препарат листа элодеи, рассмотреть его под микроскопом, зарисовать несколько клеток листа.
2. Капнуть на микропрепарат пероксид водорода и снова рассмотреть под микроскопом. Объяснить наблюдаемое явление.
3. Капнуть пероксида водорода на предметное стекло покрыть покровным стеклом и рассмотреть под микроскопом, описать наблюдаемую картину.
4. Сравнить состояние пероксида водорода в листе элодеи и на стекле. Объяснить наблюдаемое явление.
5. Нанести каплю пероксида водорода на мертвый лист (убитый кипячением) элодеи, опишите наблюдаемое явление.
6. Заполните таблицу.

7. Сделать выводы.

2 вариант:

1. Приготовьте пять чашек Петри и пронумеруйте их. Поместите:
в первую – немного речного песка;
вторую – кусочек сырого картофеля и измельченного сырого картофеля;
третью – кусочек вареного картофеля и измельченного вареного картофеля;
четвертую – кусочек сырого мяса и измельченного сырого мяса;
пятую – кусочек вареного мяса и измельченного вареного мяса.

Капнуть на каждую пробу 1–2 капли пероксида водорода. Понаблюдать что происходит.

2. Сравнить активность измельченной и целой растительной и животной тканей.

3. Составить таблицу, показывающую активность каждой ткани при различной обработке.

4. Сделайте выводы, отвечая на вопросы:

• Как проявляется активность фермента в живых и мертвых тканях?
• Каково значение фермента каталаза в живых организмах?

Примечание: При приготовлении микропрепарата в качестве покровного стекла можно использовать полимерный материал.

Цель:

1. Научиться описывать фенотипы растений, используя их морфобиологические характеристики.
2. Научиться определять факторы , оказывающие влияние на формирование фенотипов.

Оборудование: Комнатные растения или гербарии растений одного вида и разных видов одного рода. Таблицы: “Типы корневых систем”, “Листорасположение”, “Жилкование листьев”, “Простые и сложные листья”.

Ход работы.

1. Теоретическая часть

Фенотипом называется совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств организма. Генотип – совокупность всех генов одного организма. Гены наследуются практически не изменяясь из поколения в поколение. Проявление действия генов и характер возникающего признака зависят от условий среды. Может быть различной освещенность, состав почвы, влажность, температура и т.п. Один и тот же генотип может в разных условиях среды проявлять разное значение признака.

Организм наследует способность формировать определенный фенотип в конкретных условиях среды. Однако, имея одинаковый генотип организмы могут внешне отличаться друг от друга.

2. Практическая часть:

1. Рассмотрите и опишите по плану два растения одного вида, находящихся в разных условиях (на примере комнатных растений кабинета биологии).

2. Рассмотрите и опишите растения разных видов одного рода.

3. Результаты наблюдений запишите в таблицу.

4. Сделайте вывод, отвечая на вопросы:

а) какие факторы оказали влияние на формирование фенотипа
б) каковы фенотипические особенности данного организма

План описания растения.

1. Тип корневой системы, видоизменения (при работе с гербарием)
2. Стебель (положение в пространстве, видоизменения)
3. Лист (форма, жилкование, листорасположение, видоизменения)
4. Цветок или соцветие.
5. Плод (сухой или сочный, одно или многосемянный)

Цель:

1. Научиться выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания (на конкретных примерах) и определять их относительный характер.
2. Сформулировать вывод о существовании приспособленности организмов и ее относительном характере.

Оборудование: коллекции плодов и семян; комнатные растения (кактусы, опунция, пеларгония); гербарии (растений засушливых мест обитания, хвойных деревьев, др.); аквариумные водные растения; таблицы: "Строение ротового аппарата насекомых", "Многообразие птиц"; чучела: птиц, черепахи, ежа, крота; фотографии, открытки, рисунки с изображением птиц и животных.

1. Теоретическая часть:

Адаптация (лат. – прилаживание, приноровление) – возникновение в процессе эволюции свойств, признаков, повышающих шансы выживания и размножения организмов, сохранения большего числа потомков. В борьбе за существование в процессе естественного отбора выживают особи, наиболее приспособленные к среде обитания.

Среда обитания – совокупность конкретных условий (факторов неживой и живой природы) в которых обитает данная особь, популяция или вид. Место обитания, участок суши или водоема, занятый частью популяции особей одного вида и обладающий всеми необходимыми условиями для их существования (климат, рельеф, почва, пища и др.). Чем лучше приспособлены организмы к данным условиям, тем больше численность особей данного вида.

Приспособленность, как частный пример адаптации, является результатом эволюционных изменений. Характер приспособлений в своеобразной среде различен. Поскольку в природе существуют самые разнообразные условия существования, то и примеров приспособленности организмов – огромное множество: к различной температуре и влажности, к различной степени освещенности, к различным способам питания и поискам пищи, к защите, к привлечению партнера и т.д. Адаптации относительны: приспособленность к одним факторам среды не обязательно сохраняются в других условиях, т.к. условия меняются быстрее, чем формируются определенный признак.

2. Практическая часть:

1. Рассмотрите предложенные вам объекты (1 вид растений и 1 вид животных).
2. Определите среду обитания данного растения и животного.
3. Выявите черты приспособленности изучаемых видов к среде обитания (во внешнем и внутреннем строении, размножении, поведении, питании и др.)
4. Какие преимущества, по сравнению с другими видами, получили данные виды растения (или животного) в связи с возникновением приспособления?
5. Приведите доказательства относительного характера приспособлений у данных организмов.
6. Результаты исследований занесите в таблицу (по аналогии с примером):

Название организма	Среда обитания	Место обитания	Черты приспособленности к среде обитания во внешней и внутренней среде, размножение, поведение.	Биологическая роль адаптаций	Относительный характер
Еж обыкновенный	Наземно воздушная	Нижний ярус леса в умерен-ном климате	Иглы для защиты от хищников, сворачивается клубком в случае опасности, насекомоядное животное, с хорошо развитым обонянием, мордочка острая, острые мелкие зубы. При рождении детенышей их иголки мягкие и утоплены в коже. На зиму впадают в спячку.	Помогает выживать, искать пищу, выкармливать детенышей, защищаться от врагов, переносить неблагоприятные условия среды. Это способствует увеличению количества особей в популяции.	В воде еж разворачивается и становится уязвим для хищников.

7. На основании знаний, о движущих силах эволюции объяснить механизм возникновения приспособлений, пользуясь схемой ответа: Среди особей, не имевших (данного признака) ……………. в результате …………………..появились особи с ……………………. В ходе борьбы за существование выживали ……………………В результате шел естественный отбор и особи с …………………………., а без него ……………………. Возник новый вид, имеющий ………………………
8. Сделайте вывод на основе анализа полученных данных.

Изучение морфологического критерия вида

Цель:

1. Научиться выявлять морфологические признаки растения;
2. Научиться сравнивать морфологические признаки растений разных видов;
3. Обосновать значение признаков растений для изучения понятия морфологического критерия вида.

Оборудование: гербарий растений разных видов – клевер белый, клевер розовый, клевер красный, клевер пашенный, лапчатка серебристая, лапчатка прямостоячая, зверобой продырявленный, зверобой, полынь горькая, полынь обыкновенная, боярышник колючий, боярышник кроваво-красный и др.

Ход работы.

1. Теоретическая часть.

Четкое понимание сущности вида, как основной единицы эволюции необходимо для выяснения механизмов эволюционного процесса.

Вид – совокупность родственных организмов, обладающих сходными морфологическими, биохимическими признаками, занимающих общий ареал, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Виды отличаются друг от друга многими признаками. Основные признаки и свойства называются критериями вида. Их несколько:

а) генетический – особи одного вида свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство;
б) морфологический – основан на характеристике признаков внешнего и внутреннего строения;
в) физиологический – основан на сходстве всех процессов жизнедеятельности;
г) биохимический – сходство биологических процессов;
д) эколого-географический – виды занимают в природе определенный ареал – экологическую нишу;
е) этологический –особенности поведения.

2. Практическая часть.

1. Рассмотрите растения двух видов одного рода, охарактеризуйте особенности внешнего строения основных органов растения (корень, стебель, листья, цветки, плоды, семена).

2. Дайте морфологическую характеристику изучаемых видов.

3. Результаты исследований занесите в таблицу:

4. На основе анализа своей работы ответьте на вопросы:

– Почему возможны ошибки при установлении видовой принадлежности только по одному из критериев, например морфологическому?
– Существуют ли трудности в определении вида растения, найденного в природе?
– Для всех ли видов организмов характерен морфологический критерий? Ответ обоснуйте.

5. Сделайте вывод.