В данной работе показана возможность использования цифровой лаборатории «Архимед» на уроке и во внеурочное время по курсу ботаника по программе И.Н.Пономарёвой.
Используемое оборудование: Персональный компьютер (для обработки и оформления результатов), цифровая лаборатория: портативный компьютер Nova с набором датчиков.: датчик влажности 0-100% , датчик освещённости 0-300 лк, датчик температуры -10–110°C
Приёмы организации деятельности учащихся:
- Организационные: оформление тетрадей, рисунков, таблиц, практических работ, распределение обязанностей в группе, алгоритмизация (последовательность) выполнения работы.
- Интеллектуальные: описание, анализ, сопоставление, сравнение, обобщение, формулирование выводов, составление алгоритма работы, установление причинно-следственных связей.
- Рефлексивные: самооценка, самоанализ, самоконтроль.
Программы и учебники:
- Лабораторные работы разработаны и составлены к планированию по программе авторского коллектива под руководством проф. И.Н. Пономарёвой; «Вентана-Граф», Москва, 2010.
- Учебник И.Н. Пономарёва, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко БИОЛОГИЯ 6 класс; Издательский центр «Вентана-Граф, 2009.
Поурочное планирование курса биологии 6 класса по темам «Органы цветковых растений»
| Тема урока | Тема лабораторного исследования | Компьютерное оборудование | Программное обеспечение | ||
| Компьютерное оборудование | описание деятельности с ним | Программное обеспечение | описание деятельности с ним | ||
| 1. Условия прорастания семян. Значение семян. | 1. Влияние температуры, влажности, освещённости на прорастание семян. | NOVA 5000, датчики температуры, влажности, освещённости. | Измерение температуры, влажности, освещённости. | Word, Multi lab | таблица |
| 2. Значение листа в жизни растения. | 2. Влияние растений на микроклимат помещения. | NOVA 5000, датчики температуры, влажности. | Измерение температуры, влажности воздуха в помещении где есть растения и где их нет. | Word, Multi lab | График, таблица |
| 3. Испарение воды листьями в зависимости от: а) площади листовой поверхности; б) температуры; в) влажности помещения; г) освещённости. |
NOVA 5000, датчики температуры, влажности и освещённости. | Измерение температуры, влажности воздуха освещённости | Word, Multi lab | График, таблица | |
Методические разработки с использованием цифровой лаборатории «Архимед», используемые при изучении указанных тем
Лабораторная работа 1. Зависимость транспирации и температуры от площади поверхности листьев.
Цель работы: выявить зависимость транспирации и температуры от площади поверхности листьев.
Теоретические основы работы: Транспирация – важный показатель жизнедеятельности растения. Чем больше площадь поверхности листьев, тем больше транспирация.
Оборудование:
- Компьютер NOVA,
- Датчики температуры и влажности,
- Комнатное растение «Монстера».
Установка параметров измерений:
- частота – каждую секунду;
- замеры – 1000;
- длительность –16 минут.
Порядок проведения эксперимента:
- Подготовить компьютер NOVA для проведения опыта.
- Поместить два листа растения в целлофановый пакет, опустить в него датчики, чтобы они не касались стенок пакета и листьев растения. Завязать пакет бечевкой.
- Провести измерения влажности и температуры в течение 16 минут.
- Вынуть датчики и оставить на некоторое время в комнатных условиях.
- Поместить четыре листа растения в целлофановый пакет, опустить в него датчики, чтобы они не касались стенок пакета и листьев растения. Завязать пакет бечевкой.
- Провести измерения влажности и температуры в течение 16 минут.
- Проанализировать полученные значения, ответить на вопросы.
Обработка и анализ результатов:
Результаты измерений запишите в таблицу: «Зависимость транспирации и температуры от площади поверхности листьев».
| Количество листьев | Влажность % | Температура °C | ||||||
| 0 с | 300 с | 600 с | 900 с | 0 с | 300 с | 600 с | 900 с | |
| 2 листа | 45,4 | 45,2 | 45,8 | 46,3 | 23,6 | 23,4 | 23,2 | 23,0 |
| 4 листа | 46,2 | 46,3 | 47,5 | 48,5 | 23,4 | 23,4 | 23,3 | 23,2 |
График 1. Зависимость транспирации и температуры от площади поверхности листьев (2 листа) Красным обозначена влажность, синим температура.
График 2. Зависимость транспирации и температуры от площади поверхности листьев (4 листа) Красным обозначена влажность, синим температура.
Вывод: Транспирация пропорциональна площади поверхности листьев. Чем больше площадь поверхности листьев, тем больше транспирация. Изменения температуры не наблюдалось. Она изменялась в пределах погрешности.
Вопросы для предварительного опроса и защиты лабораторной работы
- Что такое транспирация?
- Какое значение имеет транспирация для жизни растения?
- Как зависит влажность воздуха в пакете от площади поверхности листьев?
Лабораторная работа 2. Измерение влажности и температуры в классе и около растения.
Цель работы: Определить и сравнить влажность и температуру воздуха в классе и около растения.
Теоретические основы работы:
- Влажность воздуха около растения больше, чем вдали от него, так как растения испаряют воду. Поэтому влажность воздуха в лесу всегда выше, чем в городе.
- Температура около растения ниже, чем вдали от него.
Оборудование:
- Компьютер NOVA;
- датчики температуры;
- датчики влажности.
Установка параметров измерений:
- частота замеров – каждую минуту;
- количество замеров – 1000.
Замеры температуры и влажности производить не менее 16 минут.
Порядок проведения эксперимента:
- Подготовить NOVA для проведения опыта.
- На 4 листа растения спатифиллюм одеть циллофановый пакет, поместить туда датчики температуры и влажности, чтобы они не касались стенки пакета.
- Начать регистрацию данных температуры в классе и около растения в течение 16 минут.
- Следить за изменением температуры на экране.
- Данные замеров занести в таблицу.
- На полученные графики наложить комментарии.
- Сохранить данные опыта.
- Начать регистрацию данных влажности воздуха в классе и около растения в течение 16 минут.
- Следить за изменением влажности воздуха на экране.
- Данные замеров занести в таблицу.
- На полученные графики наложить комментарии.
- Сохранить данные опыта.
Обработка и анализ результатов:
График 3. Измерение влажности около растения и в классе.
График 4. Измерение температуры около растения и в классе.
Сравнительное исследование температуры и влажности воздуха в классе и около растения.
| Температура и влажность воздуха (около 15 час.) | ||||
| Время (с) | Температура в классе (°С) | Температура около растения (°С) | Влажность воздуха в классе (%) | Влажность воздуха около растения (%) |
| 0 | 24,4 | 23,3 | 42,9 | 77,5 |
| 300 | 24,6 | 23,7 | 42,6 | 77,5 |
| 600 | 24,6 | 23,9 | 42,5 | 77,9 |
| 900 | 24,7 | 24,0 | 42,4 | 78,3 |
Вопросы для предварительного опроса и защиты лабораторной работы:
- Почему около растения влажность больше, чем в классе? Какое это имеет значение?
- Почему в классе температура воздуха повышается, а около растения понижается?
- Какую роль играют зелёные насаждения в городе?
Выводы:
- Температура в классе выше, чем около растения. Со временем температура в классе увеличивается, а около растения уменьшается.
- Влажность в классе меньше, чем около растения. С течением времени влажность в классе уменьшается, а около растения увеличивается.
Лабораторная работа 3. Испарение воды листьями до и после полива.
Цель работы: Выяснить как влияет полив растения на количество испаряемой воды.
Теоретические основы работы:
Вода необходима для жизни любого растения. Растение получает воду главным образом из почвы. Наземные части растения, в основном листья через устьица испаряют значительное количество воды. Бывает, что в жаркие часы дня расход воды испарением превышает её поступление. Тогда у растения листья увядают. При сухой почве интенсивность испарения меньше, чем при влажной.
На интенсивность процесса транспирации оказывает влияние влажность почвы. С уменьшением влажности почвы транспирация уменьшается. Чем меньше воды в почве, тем меньше ее в растении. Уменьшение содержания воды в растительном организме автоматически снижает процесс транспирации в силу устьичной и внеустьичной регулировки.
Оборудование:
- Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,
- Измерительный Интерфейс,
- датчик температуры,
- датчик влажности.
Установка параметров измерений:
- частота – каждую секунду;
- замеры – 1000.
Порядок проведения эксперимента:
- Подготовьте КПК (или ПК) для проведения опыта.
- Одеть целлофановый пакет на спатифиллюм, поместить туда датчики температуры и влажности и плотно завязать пакет.
- Провести измерения температуры и влажности когда земля в горшке с растением сухая.
- Проанализировать полученные данные.
- Полить растения, вылив 2 литра воды.
- Провести измерения температуры и влажности после полива.
- Проанализировать полученные данные.
- Сделать выводы.
Обработка и анализ результатов:
График 5. Температура и влажность до полива.
График 6. Температура и влажность после полива. Красным обозначена – влажность, синим – температура.
Результаты измерений запишите в таблицу
| Температура и влажность воздуха до и после полива (около 15 час.) | ||||
| Время (с) | Температура около растения до полива (°С) | Температура около растения после полива (°С) | Влажность воздуха около растения до полива (%) | Влажность воздуха около растения после полива (%) |
| 0 | 24,2 | 24,3 | 44,0 | 49,2 |
| 300 | 23,9 | 24,4 | 49,3 | 49,3 |
| 600 | 24,1 | 24,6 | 48,7 | 49,7 |
| 900 | 24,1 | 26,6 | 49,3 | 50,9 |
Выводы: После полива растения интенсивность испарения растением воды увеличилась, а температура около растения стала повышаться.
Вопросы для предварительного опроса и защиты ЛР:
- Как влияет полив на интенсивность испарения воды у растения?
- Зачем растение испаряет воду?
- Чем обусловлена непрерывность восходящего тока воды у растений?
- В каких процессах жизнедеятельности растений участвует вода?
Лабораторная работа 4. Испарение воды растением в тени и на солнце.
Цель работы: Выявить закономерность ис парения воды растением в тени и на солнце.
Теоретические основы работы:
При повышении температуры, растение начинает испарять воду через листья более интенсивно.
С повышением температуры значительно увеличивается количество паров воды, которое насыщает данное пространство. Возрастание упругости паров воды приводит к повышению дефицита влажности. В связи с этим с повышением температуры транспирация увеличивается.
Оборудование:
- Растение спатифиллюм;
- Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК;
- Измерительный Интерфейс;
- компьютер «Нова»;
- датчик влажности;
- датчик температуры.
Установка параметров измерений:
- частота — 1 раз в секунду;
- количество замеров – 1000;
- длительность опыта 16 мин.
Порядок проведения эксперимента:
- Установите на компьютере показатели: частоту и количество замеров.
- Поместить в пакет датчики и несколько листьев растения. Провести измерения в тени класса.
- Повторите эксперимент, переставив растение на освещённое солнцем место в классе.
- Занесите результаты измерений в таблицу.
- Сделайте выводы по анализу графиков.
Обработка и анализ результатов:
Результаты измерений запишите в таблицу
| Температура и влажность воздуха в тени и на солнце (около 15 час.) | ||||
| Время (с) | Температура около растения в тени (°C) | Температура около растения на солнце (°C) | Влажность воздуха около растения в тени (%) | Влажность воздуха около растения на солнце (%) |
| 0 | 27,3 | 35,2 | 54,9 | 79,9 |
| 300 | 26,9 | 38,0 | 61,9 | 82,7 |
| 600 | 27,0 | 37,8 | 66,5 | 82,8 |
| 900 | 27,1 | 37,5 | 68,1 | 82,3 |
График 7. Температура и влажность в тени.
График 8. Температура и влажность на солнце.
Выводы: При повышении температуры окружающей среды интенсивность испарения воды листьями растений увеличивается.
Вопросы для предварительного опроса и защиты лабораторной работы:
- Что такое транспирация растения?
- Как зависит интенсивность испарения воды листьями растения.