Элективный курс для предпрофильного образования по биологии в 7–9-х классах "Растения водоемов"

Концепция и актуальность программы:

• Данный элективный курс предлагается как курс по выбору учащихся из компонента образовательного учреждения в 7–9-х классах (предпрофильная подготовка).
• Изучение целостной картины жизни растения, взаимосвязь окружающих его условий среды со строением.
• Курс формирует прочные знания, умения в результате изучения жизни растений с использованием натуральных объектов – гидрофитов аквариума.
• Курс способствует:
  – углублению, расширению и обогащению знаний, полученных в курсе ботаники по биологии растений;
  – развитию представлений учащихся об экологии растений;
  – формированию целостного представления о приспособлении растений к окружающей среде;
  – знакомству с разнообразием растительного мира – многообразием растений, растительных сообществ.

Цели и задачи программы:

• Индивидуализация обучения и социализация учащихся;
• Поддержание изучения базового общеобразовательного предмета (биологии) и смежного учебного предмета (экологии);
• Обеспечение условий для предпрофильной специализации обучения;
• Подготовка к осознанному выбору будущей профессиональной деятельности;
• Формирование целостной картины мира;
• Развитие общеучебных, интеллектуальных и профессиональных умений и навыков;
• Позволяет получить дополнительную подготовку для сдачи экзамена по выбранному предмету.

Особенности программы

Значительное место в курсе занимает организация самостоятельной познавательной, исследовательской и проектной деятельности учащихся. Поэтому большое внимание уделено самостоятельным работам учащихся и лабораторному практикуму, в который включена деятельность по наблюдению, проведению опытов. Эти занятия расширяют общебиологический кругозор учащихся, дают хорошие навыки в постановке лабораторного эксперимента, без которого невозможно активное изучение жизни растений. Аквариум в школе постоянно обеспечивает занятия растущим живым материалом, которого так не хватает на уроках, особенно в осенне – зимнее учебное время. Знакомятся с водными растениями учащиеся на примере гидрофитов аквариума.

Основные методы и формы организации изучения курса – лабораторные и практические занятия, проектирование, семинары, рассказ, беседа, экскурсия, составление схем, таблиц, отчетов, самооценка деятельности.

Планируемый результат

• Удовлетворение познавательных интересов в теоретической деятельности.
• Предоставление дополнительных возможностей в исследовательской и проектной деятельности.

Курс "Растения водоемов" рассчитан на 19 часов (1 час в неделю) и изучается во втором полугодии (определяется временем экскурсии и опытами по физиологии).

Начинается курс с введения, его задачей является в ходе беседы с демонстрацией натуральных объектов познакомить учащихся с наиболее обычными водными растениями, раскрыв их наиболее общие признаки; показать специфические свойства воды – как среды жизни растений, рассказать об условиях жизни гидрофитов в аквариуме, показав необходимость их соблюдения; показать что аквариум – искусственная модель пресного водоема, управляемая человеком; познакомить с правилами ухода за аквариумом, биологическими процессами происходящими в нем.

В результате проведения первых занятий у учащихся расширяются знания о многообразии растений, углубляются знания их биологии и экологии, изучаются основные понятия, приобретается навык работы с аквариумным оборудованием в результате самостоятельной работы с ним, навык ухода за водными растениями.

В задачи следующего цикла занятий входит ознакомление с понятием водная растительность. Сначала ребята знакомятся с ним на примере данных аквариумных растений, а затем, изучая различные биотопы, например бассейна реки Амазонки, северных умеренных областей Евразии, водные биотипы Африки, Дальнего Востока и др. (Жданов, 1979, Махлин, 1990). Учащиеся узнают о флоре этих регионов, существующих там природных условиях и особенностях биологии растений этих регионов. На этой основе целесообразно сделать два занятия к которым учащиеся самостоятельно готовят сообщения (работая с дополнительной литературой) о биологических особенностях растений в связи со специфическими природными условиями, а также создают аквариумы-биотопы, в которых представляют растения данного региона и демонстрируют их на занятии.

Познакомившись с многообразием водных растений, условиями их обитания и образом жизни, учащиеся делают вывод о том, что растения разных ботанических семейств и мест произрастания имеют ряд общих черт строения, позволяющих им вести определенный образ жизни. В ходе беседы выясняется многообразие гидрофитов и их классификация. Учащиеся составляют схему "Экологические группы водных растений" и подтверждают ее примерами.

Цель раздела "Морфология, анатомия и физиология водных растений" – показать закономерности структурной и функциональной организации растений, приспособленных к определенным условиям среды обитания. Этот материал существенно расширяет представления учащихся о связи между структурой и функцией, углубляет и систематизирует знания о многообразии внутренней структуры вегетативных органов у гидрофитов. Это достигается за счет выполнения лабораторных работ. Следовательно, эти занятия имеют большое учебно-методическое значение. Раздел рассчитан на девять занятий. Каждому занятию должно предшествовать небольшое теоретическое введение, а завершать его – контрольные вопросы для закрепления и активации знаний, полученных в ходе выполнения задания.

Занятия построены по особенностям строения отдельных органов, связанным с определенными факторами среды и характером их функционирования. Такой порядок позволяет учащимся выявить структурные адаптации высших растений к биотопам на морфологическом и анатомическом уровне организации, так как каждому микроскопическому исследованию растения должно предшествовать его описание. Рассматривая связь анатомических признаков растений с тем или иным фактором абиотической среды, необходимо иметь в виду, что нет ни одного фактора, влияние которого не носило бы комплексного характера. Следовательно, анатомические особенности вегетативных органов растений несут печать приспособления к нескольким факторам внешней среды, и, связывая их с каким-либо одним конкретным фактором среды, лишь подчеркивается его преимущественное влияние на выработку этих особенностей.

Особое внимание уделено экологической анатомии листа, так как именно на его структуре наиболее видны адаптивные признаки анатомического строения.

Объекты для исследования необходимо подбирать среди покрытосеменных растений с учетом доступности исследования и легкости их выращивания в школьном аквариуме – растения пистии, кабомбы, криптокорины родственной, роголистника, элодеи канадской.

Данный цикл занятий рассчитан на то, что учащиеся уже имеют представления о внутреннем строении растений, а также некоторый навык анатомического исследования растительного материала. Поэтому здесь не рассматриваются особенности разных растительных тканей и органов, не имеющих непосредственного отношения к приспособлениям растений к их среде обитания, и специфика анатомического строения вегетативных органов у растений разных таксонов. В случае необходимости за соответствующими сведениями следует обратиться к справочникам и учебникам по морфологии и анатомии растений.

Учащимся предлагается изучить особенности строения листа в связи с условиями освещенности, газообмена, водного режима, при смене или расширении его функций.

Далее целесообразно еще раз вспомнить весь комплекс специфических условий водной среды, особенно о более медленном прогревании весной воды чем суши, что задерживает развитие водных растений и перейти к вопросу о размножении водных растений. Говоря об этом следует подчеркнуть, что вегетативное размножение у них преобладает над семенным; большинство водных растений многолетники.

Рассказывая школьникам о размножении водных растений учитель демонстрирует их. Так как практически все типы размножения этих растений можно представить на занятии, то учащимся предлагается выполнить лабораторную работу по вегетативному размножению гидрофитов. На этом занятии можно провести очень интересные опыты с турионами – зимующими почками водокраса и пузырчатки (Тетюрев, 1980). Для семенного размножения доступнее всего работа с пистией, эхинодорусами, апоногетонами, барклайей, отелией – эти растения часто цветут в аквариуме.

Изучение физиологии гидрофитов: путем постановки ряда несложных опытов (Тетюрев, 1980; Артамонов, 1991) учащиеся изучают поглощение CO₂ и выделение O₂ растениями, влияние на эти процессы силы света; периоды покоя у растений. Благодаря проведению этих занятий значительно расширяются, дополняются и конкретизируются знания по физиологии (полученные школьниками в курсе ботаники) за счет подтверждений конкретными опытными примерами, полученными ребятами самостоятельно.

В конце курса, детально изучив гидрофиты и их искусственное сообщество, необходимо провести экскурсию "Растительное сообщество пресного водоема". В ее образовательные задачи входит: развить основные понятия "растительность", "растительное сообщество" и частные понятия – определенный флористический состав, ярусность в пространстве и во времени, приспособленность растений к совместному обитанию, изучать взаимоотношения между растениями, между растениями и средой, развитие сообщества (динамика сезонная – смена аспектов и историческая – смена сообществ), роль человека, влияющего на растения и сообщество в целом. Экскурсия воспитывает научное понимание приспособленности растений как результата их совместного обитания в определенном биогеоценозе; сознательное отношение к природе (действовать в природе необходимо на основе строгого соблюдения сложившихся в ней взаимосвязей, не нарушая их). Экскурсия в системе данного курса по времени проведения приходится на конец мая.

Завершает факультативный курс зачетное занятие, на котором подытоживаются особенности строения водных растений, в которых выражается их приспособленность к среде.

После изучения элективного курса учащиеся должны

знать:

• основные понятия;
• растения водоемов – классификацию, примеры;
• многообразие гидрофитов;
• приспособленность гидрофитов к условиям жизни;

уметь:

• готовить препараты, проводить лабораторные исследования;
• работать с различными источниками информации;
• анализировать и делать выводы из полученной информации;
• самостоятельно выполнять творческую работу;
• творчески подходить к решению задачи;
• различать различные группы гидрофитов;
• определять по чертам приспособления условия жизни растений;

иметь представление:

• о многообразии водных биотопов;
• о воде, как среде жизни;
• об условиях жизни растений в аквариуме.

Литература

1. Артамонов В.И. Занимательная физиология. – М.: Агропромиздат, 1991.
2. Благовещенский В. Аквариум иллюстрированная энциклопедия. – М. "Авизон", 1996.
3. Жданов В.С. Аквариумные растения. – М.: Лесная промышленность,1981.
4. Кочетов А.М. Декоративное рыбоводство. – М.: Просвещение, 1991.
5. Кочетов С.М. Мир водных растений. – М.: Астрель, 1998.
6. Махлин М.Д., Солоницына Л.П. Аквариум в школе: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1994.
7. Махлин М.Д. Амурский аквариум. – 2-е изд., доп. – Хабаровск: Кн. изд-во, 990.
8. Махлин М.Д. По аллеям гидросада. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984.
9. Махлин М.Д. Путешествие по аквариуму. – М.: Колос, 1993.
10. Тетюрев В.А. Методика эксперимента по физиологии растений: Пособие для учителей,– 4-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1980.
11. Кассельман К. Атлас аквариумных растений. – М.: "Аквариум", 2001.
12. Плонский В.Д. Мир аквариума. Большая иллюстрированная энциклопедия. – М.: "Аквариум", 2000.
13. Плонский В.Д. Аквариум от А до Я. Справочник. – М.: "Аквариум", 1999.
14. Плонский В.Д. Аквариумные растения. – М.: "Аквариум", 1998.
15. Хомченко И.Г., Трифонов А.В., Разуваев Б.Н. Современный аквариум и химия. – М.: "Новая Волна", 1997.
16. Цирлинг М.Б. Аквариум и водные растения. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1991.

А также литература по экологии растений, в том числе по экологии водных растений, школьные учебники по биологии и по смежным дисциплинам, ресурсы интернета.

• Экологические группы водных растений. Приложение 1.
• Размножение гидрофитов. Приложение 2.
• Аквариум – лаборатория для изучения водных растений, его обустройство в школе. Приложение 3.
• Растения – обитатели школьного аквариума. Приложение 4.