Часто обучающиеся задаются такими вопросами, а зачем нам всем нужны такие предметы как математика, физика, биология. В этом случае нередко приходится акцентировать их внимание на значимость данных наук, а точнее на то в каких областях они применяются и в чём заключается их полезность. Поэтому требуется особая подготовка в подборе материала для обучающихся, которые хотят до конца проследить причинно-следственные связи не только в математике, но и в других науках, понять логику физических и химико-биологических явлений, осознать полезность данных отраслей научного познания.
Как известно, школьный курс биологии довольно слабо использует математический аппарат, и огромное количество учебного материала носит описательный характер. При изучении физики обучающимся чаще приходится обращаться к математике – касательно решения физических задач: применение различных математических действий, формул и так далее. А изучаемая математика иногда кажется ученикам оторванной от жизни, просто тренировкой ума.
Как разрешить эту проблему помогают интегрированные уроки, которые позволяют показать взаимосвязь нескольких наук сразу – в данном случае физики, биологии и математики.
Результатом такого урока становится повышение интереса обучающихся к данным предметам – физике, биологии, математике, а также изменение их взглядов на эти учебные предметы. Данный урок можно проводить совместно с учителями математики и физики. При достаточной математической подготовке, такой урок может провести один учитель биологии или физики.
На активную работу мобилизует рабочая тетрадь, кратко записаны основные понятия урока, оставлено место для записи расчётов по определению возраста образцов палеонтологических остатков. Обучающиеся заполняют геохронологическую шкалу. После заполнения шкалы удаётся установить группы растений и животных, живших общих временных рамках.
Оборудование
Экран, проектор, инженерные калькуляторы, раздаточный материал (образцы палеонтологического материала) на каждый стол, раздаточный материал для самостоятельной работы обучающихся (карточки с задачами – 6 вариантов, образцы палеонтологических остатков), геохронологическая таблица.
Урок позволяет реализовать следующие задачи:
Учебные:
1. Закрепить понятие логарифма и логарифмической функции.
2. Закрепить знание палеонтологического метода доказательства эволюции органического мира.
3. Показать большое практическое значение математической операции логарифмирования на примере изучения разделов физики и биологии: “Радиоактивность. Период полураспада” и “Определение возраста палеонтологических остатков”.
4. Показать межпредметные связи на примере математического моделирования.
5. Научить применять полученную модель на практике.
Обучающие:
1. Повторить и обобщить знания о радиоактивности, периоде полураспада, логарифме и его свойствах,
2. Показать их практическое применение в биологии для определения возраста палеонтологических остатков,
3. Развить умение решать логарифмические уравнения.
Развивающие:
1. Повысить интерес к физике, математике и биологии; развивать умение находить причинно-следственные связи;
2. Стимулировать самостоятельное изучение отдельных разделов физики, математики и биологии.
3. Обучение навыкам: планирования деятельности, работы в оптимальном темпе, подведения итогов.
4. Развитие умения оценивать свои способности, свое положение в группе, контактировать с товарищами.
ХОД УРОКА
Здравствуйте ребята.
Сегодня у нас необычный урок: мы должны совершить открытие, которое ученым удалось сделать только в середине 20 века и которое позволило продвинуться в познании органического мира на более высокий уровень.
Слайд 2
Тема нашего урока: “Геохронологическая шкала жизни”.Слайд 3
Эту шкалу мы создадим, используя ранее полученные на уроках физики и математики знания. Что же такое геохронологическая шкала жизни?Слайд 4
Это шкала геологического времени, показывающая последовательность и соподчинённость этапов развития земной коры и органического мира Земли. Мы создадим шкалу по эволюции только органического мира. Сегодня у нас есть всё: и необходимые знания, и необходимые материалы. На столах у вас находятся образцы палеонтологических остатков вымерших животных и растений у всех различные.Есть рабочая тетрадь. (Прилож.1) Подпишем её. Откроем её и будем пользоваться.
Слайд 5
Демонстрация палеонтологических остатковВ ХIХ веке учёные собрали много остатков вымерших животных и растений. Лучшие экземпляры являются достоянием музеев.
Демонстрация иллюстраций книги Шпинар З.В. История жизни на Земле. - Прага, изд. “Артия”, 1977.
Подскажите мне, какая наука занимается изучением огромного количества окаменелостей?
Слайд 9 Палеонтология – наука, которая позволяет воссоздать картину эволюционного процесса от его начала до наших дней.
Слайд 10
Основоположником данной науки является Жорж Кювье (1769-1832). Он создал научную методику восстановления внешнего облика вымерших животных по палеонтологическим остаткам.Слайд 11
В ХIХ веке была создана относительная шкала жизни по данным палеонтологии. На шкале отмечены от архея до кайнозоя и периоды. Данная шкала называется относительной, так как не указывает продолжительность этапов развития жизни.Благодаря физическим методам исследования палеонтологических остатков удалось установить продолжительность периодов, время возникновения и исчезновения отдельных групп животных и растений.
Определение возраста палеонтологических остатков стало возможно благодаря открытию явления радиоактивного распада. Мы уже заканчиваем изучение раздела “Атом и атомное ядро” и познакомились с определением радиоактивного распада. И так, вспомним:
Что такое радиоактивный распад?
Слайд 12
Как называется промежуток времени, через который распадается половина первоначального числа атомов?Слайд 13
С открытием явления радиоактивного распада и закона радиоактивного распада в науке появляется так называемый метод радиоизотопного датирования (или радиометрический метод датирования).К этому методу относятся калий – аргоновый метод.
Слайд 14
Как вы думаете, какой временной промежуток позволяет охватить данный метод? (до миллиардов лет) и радиоуглеродный метод .Слайд 15
А этим методом, какие временные рамки можно охватить? (до десятков, сотен тысяч лет).Как вы думаете: Какой из методов применяется для определения возраста ископаемых растений животных более раннего периода? (калий – аргоновый метод) Почему?
Кроме знаний по физике для определения возраста палеонтологических остатков нам нужно вспомнить ряд математических понятий и формул
Слайд 16
Доля радионуклида (14C, 40K, 40Ar) определяется по формуле, которая представляет собой показательную функцию, имеющую вид:
Наша задача заключается в нахождении времени (возраста) палеонтологических остатков.
На уроках алгебры вы решали показательные уравнения способом логарифмирования. В результате решения такого уравнения получаем конечную формулу для расчёта возраста палеонтологических остатков:
Зная долю и период полураспада радиоактивного вещества, т.е. 14С 40К или 40Ar можно определить возраст палеонтологических остатков по формуле.
Слайд 17
Радиоуглеродный метод.Слайд 18
Калий – аргоновый метод.Слайд 19
Рассмотрим примеры определения возраста палеонтологических остатков по доле радионуклида в различных палеонтологических остатках.Переходим к практической части.
Приступаем к практической части нашего урока. Начнём создавать геохронологическую шкалу жизни.
Знакомимся с заданиями (Приложение 4) и образцами палеонтологических остатков.
Выполняем расчёты в рабочей тетради, используя инженерный калькулятор или таблицу натуральных логарифмов (Приложение 3). В соответствующие периоды таблицы записываем названия растений и животных, их возраст палеонтологические остатки которых мы исследовали (Приложение 2, стр.2).
Контроль выполнения расчётов и заполнения таблицы.
Какие результаты вы получили?
Вы нашли место на шкале жизни тем растениям и животным палеонтологические остатки, которых исследовались. Учитель может проверить расчёты обучающихся с помощью геохронологической шкалы жизни (Приложение 2, стр.1)
Слайд 20
Шкала жизни из относительной преобразуется в геохронологическую шкалу жизни. После установления временных границ жизни отдельны групп растений и животных.Что помогло относительную шкалу жизни преобразовать в геохронологическую?
Знания, каких учебных предметов помогли нам в данной работе?
Слайд 21
Мы убедились, что достижения современной палеонтологии были бы невозможны без использования физических и математических методов.Домашнее задание: дополнить относительную шкалу (в рабочей тетради) жизни временными параметрами и преобразовать её в геохронологическую шкалу жизни.
См. презентацию.