Урок рассчитан на два часа и может быть проведен в конце изучения темы “Развитие органического мира”.
Этот урок позволяет обобщить и расширить знания учащихся, показать относительность наших эволюционных представлений и безграничность научного познания. Кроме того, анализ результатов самостоятельной работы позволяет выявить степень сформированности некоторых учебных умений.
По ходу урока учащиеся делают записи на рабочих листах (см. Приложение №1). Эта форма работы эффективно стимулирует интеллектуальную деятельность, т.к. каждому ученику в обязательном порядке приходится выдвигать собственные предположения или высказывать собственную точку зрения.
Урок будет особенно интересен, если при изучении развития жизни на Земле учителю удастся создать некоторую интригу, лишь слегка коснувшись вопросов, вынесенных на этот урок.
При подготовке урока использована книга Александра Гангнуса “Эволюция для всех, или путь кентавра”: М, ЗАО “Издательский дом Гелеос”, 2001.
Оформление доски
На левой створке располагается эпиграф – слова Э. Ренана: “Свобода мышления составляет неотъемлемое право каждого”. По центру записана тема урока: “Белые пятна эволюции”. Ниже прикреплены 4 “белых пятна”, на обратной стороне которых имеются рисунки, открываемые по ходу урока.
Вступительное слово учителя
Цель нашего урока – попробовать найти ответы на вечные эволюционные “Почему...?”. Обратите внимание на эпиграф на доске. Сегодня я искренне призываю вас к свободе мышления, потому что речь пойдет о белых пятнах, о тех событиях эволюционного процесса, в которых далеко не все понятно ученым.
Внимательно прочитайте эпиграф на вашем рабочем листе. В этих словах заключена суть нашей деятельности на сегодняшнем уроке. Понятна ли она вам?
У нашего урока есть и диагностическая цель: сегодня каждый из вас сможет оценить собственное умение работать с информацией, воспринимать и осмысливать ее.
В качестве разминки заполните первые три строки рабочего листа, обобщив в них ваше личное восприятие эволюционного процесса.
После 1-2 минут самостоятельной работы учащиеся озвучивают некоторые варианты ответов.
Что вы имели в виду, когда размышляли об эволюции: макро- или микроэволюционные процессы? Почему?
Обычно учащиеся с понятием “эволюция” связывают макроэволюционные процессы, т.е. историческое развитие живой природы, длящееся миллиарды лет.
В центре нашего внимания сегодня тоже будут макроэволюционные процессы, и для начала мы мысленно перенесемся в очень далекое прошлое вместе с героем фантастической повести Клиффорда Саймака “Кто там в толще скал?”
Ваша задача – внимательно прочитать текст, лежащий у вас на столах, определить, где мы оказались (в какой эре или периоде) и дать на рабочем листе обоснованный ответ.
Дышать было трудно…. Кислорода еще хватало, хотя и с грехом пополам, из-за этого он дышал гораздо чаще. Отступи он в прошлое еще на миллион лет – кислорода перестало бы хватать. Всмотревшись в береговую кромку, он приметил, что она населена множеством крохотных созданий, снующих туда-сюда, копошащихся в пенном прибрежном соре или сверлящих булавочные норки в грязи. Он опустил руку и слегка поскреб камень, на котором сидел. На камне проступило зеленоватое пятно – оно тут же отделилось и прилипло к ладони толстой склизкой пленкой. Перед ним была первая жизнь, осмелившаяся выбраться на сушу. Эти существа еще не были способны оторваться от подола ласковой матери-воды. Здесь происходило многое, что даст себя знать в грядущем, но происходило тайно. Снующие козявки и осклизлый налет на скалах – отважные в своем неразумении предвестники далеких дней – внушали почтение.
После самостоятельной работы учащиеся зачитывают разные варианты ответов.
Этот текст оказался на ваших столах не случайно. Как вы думаете, какое эволюционное событие станет нашим первым “белым пятном”?
Выслушав мнения учащихся, учитель переворачивает белое пятно на доске и открывает рисунок с изображением зеленых водорослей.
Появление хлорофилла и фотосинтеза – счастливейшая случайность, потому что от этого процесса в конечном итоге зависят все проявления жизни на нашей планете.
А теперь давайте вспомним состав первичной атмосферы и представим, как развивалась бы жизнь на Земле, если бы это событие не произошло.
Учащиеся в течение 3-4 минут фиксируют свои версии на рабочих листах, затем желающие озвучивают их.
Существует мнение, что возникновение фотосинтеза стало мощным “катализатором” эволюционного процесса. Приведите на рабочих листах убедительные доказательства, если вы согласны с этим утверждением или опровергните его, если вы с этим мнением не согласны.
После самостоятельной работы учащихся вновь заслушиваются разные варианты ответов.
Следующее наше пятно – серьезная эволюционная загадка. Открывается второе пятно – рисунок с изображением различных древних скелетных организмов. Посмотрите внимательно на рисунок. О чем пойдет речь? Какие будут соображения на этот счет?
На этом этапе урока можно использовать фрагмент “Скелетная революция” из видеофильма “Земля. Развитие жизни”, показав его без звука.
Давайте обратимся к следующему заданию информационного листа. Учащиеся заполняют пропуски в тексте, придумывают варианты названий и формулируют проблемные вопросы по тексту. Безусловно, у учащихся возникнут вопросы о причинах “скелетной революции”.
Сейчас мы с вами услышим фрагмент дискуссии по данной проблеме. Будьте предельно внимательны.
Звучит аудиозапись примерно следующего содержания:
– Наверное, в это время появились хищники, и бедным мягкотелым пришлось срочно одеваться в панцири. Борьба за существование, знаете ли. Бесскелетных съедали.
– Ну что вы, так уж и съедали. В морях и сейчас живет множество животных без скелета.
– А я думаю, что морские обитатели сначала свободно плавали по воде и не знали, что такое дно. Но когда узнали, что и там жить можно – срочно приобрели тяжелые доспехи: и течением не унесет, и от врагов защита. Это естественный отбор в действии
– А мы, геологи, связываем появление скелетов с изменением химического состава морских вод и атмосферы.
– Да-да, вы абсолютно правы. В это время господствовали водоросли, активно выделяющие кислород. Его количество довольно быстро достигло критического уровня, что и вызвало огромное количество разнообразных мутаций, в том числе и скелетных, которые оказались наиболее полезны.
– Кислород – мутаген? Странное предположение.
– А, по-моему, дело совсем не в кислороде, а в аммиаке. Животные, понимаете ли, умирали, а трупоедов не было. Они еще не появились. Останки умерших заваливали все дно морей и при медленном разложении выделяли аммиак. Он-то и растворял бы все скелеты, если бы они появились раньше времени.
– Позвольте, коллега, с вами не согласиться. Безусловно, химические причины, имели место, но они были совсем иными…
Какая точка зрения показалась вам наиболее интересной?
Мог ли это быть фрагмент настоящего научного спора? Почему?
Учащиеся должны отметить бездоказательность некоторых суждений, их неубедительность.
Может быть, у вас есть собственные версии, объясняющие причины “скелетной революции”?
Мне кажется, что точка зрения, которая приведена на обороте вашего рабочего листа, покажется вам более обоснованной и достаточно убедительной. Ознакомьтесь с ней и выполните задание к тексту.
Учащиеся читают текст и составляют логическую опорную схему.
Следующее наше белое пятно – одна из самых волнующих эволюционных загадок. Как вы думаете, что это может быть?
Учащиеся высказывают предположения, а затем пятно переворачивается и открывается рисунок с изображением динозавра.
Итак, динозавры. Точнее, разнообразные древние пресмыкающиеся. В течение всего мезозоя они были полноправными хозяевами планеты. А потом очень быстро, буквально за какие-то 5 миллионов лет, они практически полностью исчезли с лица Земли. Существует огромное количество гипотез, объясняющих причины их быстрого и странного вымирания. Поэтому мы с вами не будем изобретать велосипед и придумывать новые версии, а, обратившись к предположениям и фактам, попытаемся связать их воедино, найдя в цепи происходящего начала и концы.
Учащиеся работают с таблицей (приложение №2), устанавливая причинно-следственные связи и выстраивая гипотезы, объясняющие причины вымирания динозавров.
После самостоятельной работы учащиеся обсуждают разнообразные версии, развивая и дополняя высказывания одноклассников.
Сегодня мы остановились лишь на трех загадках эволюции. На самом деле их значительно больше. Например, существует световая загадка карбона. Ученым непонятно, почему у деревьев каменноугольного периода нет годичных колец. Их нет даже у тех деревьев, которые жили за полярным кругом, где несколько месяцев была полярная ночь и фотосинтез, как вы понимаете, был невозможен.
Абсолютно неясным остаются и вопросы о том, почему буйство зелени каменноугольного периода сменилось красно-бурыми красками пермского, почему наступила жара у полюса и оледенение на Гондване?
И еще огромное количество эволюционных загадок…
Поэтому наше четвертое белое пятно – это знак вопроса. И не один…
Давайте вернемся к рабочим листам и сформулируем вопросы, которые, возможно, возникли у вас по ходу сегодняшнего урока, помня о том, что умение ставить правильные вопросы не менее важно, чем умение давать правильные ответы.
И в заключение обратимся к листам для оценки умений. Сопоставьте умения, перечисленные на этом листе с теми заданиями, которые вы выполняли по ходу урока, и оцените наличие у себя этих умений в соответствии с указанными критериями.
| Умения: выделять главное и
обобщать |
Критерии оценки: 5 – владею
умением в совершенстве |
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
Рабочий лист к уроку
“Белые пятна эволюции”
Разуму свойственно размышлять,
то есть связывать причины и следствия,
давать ответ на вопрос “почему”,
находить в цепи происходящего начала и концы.
Ж. Фабр
Эволюция
2-3 прилагательных:
2-3 глагола:
Сомнение, противоречие или вопрос:
Где мы? Поясните свой ответ.
Что было бы, если бы …
Докажите или опровергните:
Внимательно прочитайте текст, озаглавьте его, вставьте пропущенные слова.
Сформулируйте три вопроса, которые могут возникнуть у думающего читателя.
Кроме долгих и … изменений в истории жизни бывали своего рода революции, изменения относительно “внезапные”, затрагивающие сразу множество … революция – так можно было бы назвать почти одновременное появление по всей планете множества животных, обладающих хорошо сохраняющимися в земле …. Кончилась эпоха жизни тайной и началась эпоха жизни явной. Они понадобились разом и одноклеточным фораминиферам, и сложным, видимо уже ползающим и плавающим предкам трилобитов, и всем другим. Это были панцири, раковины, причудливые каркасы, словно животные “соревновались” в прочности и надежности этого удивительного приспособления.
?…
?…
?…
Прочитайте текст, составьте логическую опорную схему.
До появления процесса фотосинтеза вода в океане была чуть кислой. Повышение концентрации кислорода в воздухе до 1% привело к появлению кислородного дыхания, что резко ускорило развитие крупных многоклеточных организмов. Вода стала чуть щелочной. Морские организмы - самые разные – оказались перед общей проблемой. СаСО3 был одним из продуктов обмена веществ у многих организмов. В кислой среде это вещество легко растворялось, а в щелочной стремилось кристаллизоваться. К началу кембрия жить по-старому стало невозможно. Многие организмы вымерли, так и не справившись с этой проблемой. Перед животным миром было два выхода. Можно было изменить обмен веществ, так чтобы вокруг тела не возникало “душегубки” из извести. Те животные, которые пошли по этому пути остались бесскелетными до сих пор. Второй путь: “душегубку” превратить во что-то полезное – в домик, панцирь, опору для мягких частей тела. И вот самые разные виды, роды, классы животных научились строить из выделяющейся извести скелеты, которые могли хорошо служить и для защиты, и для нападения.
Внимательно изучите предложенную информацию. Попробуйте разрозненные сведения превратить в убедительную гипотезу, объясняющую причины вымирания динозавров.
Какие из эволюционных событий остались для вас белыми пятнами?
На какие вопросы вы хотели бы получить ответ?
ПРИЛОЖЕНИЕ №2
Вероятные |
Возможные последствия |
Объективные факты |
| Вспышка сверхновой звезды. Прохождение Земли через рой комет. Падение на Землю крупного метеорита или астероида. Движение океанических и континентальных плит, формирование современных горных областей. Перераспределение площади суши и моря. Появление покрытосеменных растений. Охлаждение полюсов планеты. |
Поток рентгеновских и гамма
лучей. Увеличение влажности климата. Усиление мутационного процесса. Образование огромного пылевого облака в атмосфере, которое в течение нескольких лет вращалось вокруг Земли, постепенно оседая на ее поверхности. Исчезновение озонового экрана. Возможность переселения животных с одного континента на другой. Исчезновение заболоченных мелководий, удобных для обитания гигантских травоядных ящеров. Нарушение терморегуляции. Увеличение ультрафиолетового излучения. Парниковый эффект. Различия климата в разных частях Земли, появление ярко выраженной сезонности. Накопление СО2 в атмосфере. Вымывание из почвы солей кальция. Увеличение площади морей. Уменьшение площади морей. Сокращение количества морских водорослей. Уменьшение интенсивности фотосинтеза. Охлаждение климата. Распространение болезней. Распространение паразитов. |
Многие травоядные динозавры
имели крупные размеры. Во Франции были обнаружены кладки яиц динозавров с очень толстой скорлупой. Осадочные породы возрастом в 65 миллионов лет содержат иридия в 30 раз больше, чем в пластах Земли до и после этого. Эволюция динозавров шла в сторону установления стабильности температуры тела за счет большой массы. В позднемеловых отложениях находят большое количество ископаемых останков динозавров с искривленными костями или в скрюченном положении. Древние покрытосеменные растения содержали большое количество алкалоидов. Иридий относится к редкоземельным элементам, но обычен в метеоритах и лунном грунте. Радиоактивность некоторых костей динозавров конца мелового периода вшестеро выше средней нормы. Первыми вымирали более крупные растительноядные динозавры. К алкалоидам относятся стрихнин, морфин и им подобные вещества, которые не только сильно влияют на психику, но и способны вызывать изменения в наследственном материале. Близкородственные скрещивания резко увеличивают гомозиготность вредных генов. Динозавр весом в 5 тонн ежедневно съедал 200 кг растений. Все животные, у которых нет в природе смертельно опасных врагов, неминуемо обречены на вымирание. |