Интегрированный урок-практикум (информатика + биология) по теме "Иерархические модели на графах. Классификация живого мира"

Цели:

• Обучающие:
  • формирование ИКТ-грамотности:
  • формирование умений адаптировать информацию к конкретным условиям (систематическое положение животных и растений – систематическое положение современного человека);
  • формирование умений оценивать и интегрировать информацию (анализ и сравнение систематического положения животных и растений, современного человека);
  • формирование умений и навыков выполнять построение иерархической модели на графах в программе «Построитель деревьев»;
  • формирование знаний и умений в области биологии:
  • формирование знаний о классификации живого мира, таксонах (царство, подцарство, тип, класс, отряд, семейство, род, вид, отдел и др.);
  • формирование умений определять, к какому таксону относится живой организм;
  • формирование умений систематизировать, строить схемы современной классификации.
• Развивающие:
  • формирование навыков деятельности, составляющих ИКТ-компетентность:
  • управление – планирование деятельности на уроке при индивидуальной и групповой работе, развитие коммуникативных навыков;
  • интеграция – определение связей между различными группами объектов;
  • оценка – сравнение построений иерархической модели на графах вручную и на компьютере, обоснование систематического положения современного человека;
  • создание – умение строить иерархические модели на графах, в том числе при помощи компьютера;
  • развитие памяти, внимания, самостоятельности при работе на компьютере;
• Воспитательные:
  • формирование познавательного интереса путем описания биологических объектов автоматическими средствами представления данных;
  • выработка у учащихся способности использовать компьютер при решении задач из различных предметных областей (биология);
  • воспитание аккуратности, терпения, усидчивости.

Тип урока:

• по основной дидактической задаче – урок применения  знаний и умений;
• по способу проведения – урок-практикум;
• по основным этапам – урок применения полученных знаний на практике;
• по форме проведения – интегрированный, исследовательский урок.

Ожидаемые результаты:

Учащиеся смогут:

• выполнять построение модели на графах при помощи программы «Построитель деревьев»;
• применять классификацию живого мира для определения систематического положения в ней живого организма.

Оборудование:

• компьютерный класс, мультимедийный проектор, экран или мультимедийная доска;
• на компьютере учителя – презентация «Иерархические модели на графах. Классификация живого мира», которая используется при проведении урока (Приложение 1);
• раздаточный материал:
• задание для практической работы «Классификация живого мира» на компьютере в программе «Построитель деревьев» (Приложение 2);
• задание по биологии «Определение систематического положения современного человека» для каждой группы (для каждого ученика) (Приложение 3);
• таблица для записи ответа при выполнении задания по биологии (Приложение 4);
• учебник по биологии;
• на компьютерах учеников – программа «Построитель деревьев» (CD-ROM по курсу «Информатика и ИКТ», Н.Д. Угринович).

План урока:

ХОД УРОКА

1. Организационный момент (Приложение 1. Слайд 1)

(Учащиеся размещаются за «круглыми» столами, образуя четыре группы. На столах -  раздаточный материал, учебники по биологии).
Урок посвящён моделированию. Тему урока и объект наших исследований я попрошу вас назвать самостоятельно после ответа на следующие вопросы.

2. Актуализация опорных знаний и умений (Слайды 2-5)

Биология

• Где вы встречали понятие «царство»? В истории, биологии.
• Сколько царств живых организмов существует в природе? Пять царств: животные, растения, грибы, бактерии, простейшие.
• Когда мы выстраиваем определённую схему, в которой одна группа объектов входит в другую группу, которая в свою очередь также входит в группу, как эта схема называется? Классификация. Классификация – это объединение родственных организмов в группы по степени их сходства и родства.
• Какой принцип используется в классификации при объединении объектов в группы?  Подчинённости, иерархия.

Информатика

• Как называется модель, представленная на рисунке? Иерархическая модель на графах.
• Попробуйте сформулировать тему урока и объект наших исследований.

3. Тема и задачи урока (Слайд 6)

Тема урока: «Иерархические модели на графах. Классификация живого мира».
Сегодня объектом наших исследований будет живой мир.
Задачи урока: построить иерархическую модель на графах, отражающую классификацию живого мира (информатика); определить систематическое положение современного человека (биология).

4. Мотивация учебной деятельности и объяснение нового материала (Слайды 7-23)

Информатика

При решении задач из любой области знаний: физика, математика, химия, экономика, биология мы создаём модели объектов, процессов, явлений.
При построении информационной модели основным принципом является системный подход: объект моделирования рассматривается как система, которая имеет определённую структуру и может функционировать только являясь целостной.
Например, инфузория-туфелька, головной мозг, компьютер. При удалении какой-либо части данных систем они «сломаются», не смогут работать полноценно.
Создавая информационную модель, мы анализируем систему в целом, выделяем существенные признаки объектов, входящих в неё, и получаем информационную модель.
Например,  гелиоцентрическая модель Солнечной системы: все планеты вращаются по круговым орбитам вокруг Солнца.
Структура – это определенный порядок объединения элементов, составляющих систему. Она наглядно представляется с помощью графов. Граф состоит из вершин - элементов системы и линий, отражающих связи между ними.
Графы различаются:
по структуре:

• сети,
• деревья,
• по типу связи:
• ориентированные (связи имеют направление),
• неориентированные.

Деревья представляю собой иерархические модели на графах.

Примеры: файловая система компьютера, устройство компьютера, родословная (генеалогическое дерево), классификация живого мира.

Биология

Сейчас в животном мире насчитывают 2 млн. видов, причем 1 млн. из них приходится на Членистоногих (раков, пауков, насекомых). В растительном мире известно около 500 тысяч видов организмов.
Задача классификации состоит в наведении порядка в мире живых организмов.
Классификация – это объединение родственных организмов в группы по степени их сходства и родства.
Первые попытки классификации были предприняты Аристотелем в Древней Греции. Животных он разделил на группы с кровью и без, что упорядочило информацию о живых организмах. На тот момент науке было известно около 500 животных.
В 17 веке данным вопросом начал заниматься Карл Линней. Им были введены основные систематические категории и понятия, которыми мы пользуемся до сих пор: вид, род, семейство, класс. Если в конце какого-нибудь названия растения или животного, вы увидите приписку L.- можете быть уверены, что это название введено еще Карлом Линнеем.
Классификация царства Растения:
Вид – род – семейство – порядок - класс – отдел – царство.
Классификация царства Животные:
Вид – род – семейство – отряд – класс – тип – царство.
Сегодня на уроке вам предложено самостоятельно (по мере возможности) выполнить построение иерархической модели на графах «Классификацию живого мира» при помощи программы «Построитель деревьев» и определить систематическое положение современного человека.
Работать будем по группам. Сначала первая и вторая группы работают на компьютерах, а третья и четвёртая на местах в тетрадях, выполняя задание по биологии. Затем группы меняются.
После того, как все группы справятся с заданием, в ходе подведения итогов представители групп выступят перед классом с объяснением решения задач.

Информатика
Программа «Построитель деревьев» позволяет построить  граф «дерево». Кнопка «Новый узел» добавляет в схему новый элемент (лист). Если в него в свою очередь также входят элементы, то кнопка «Новый подузел» превращает элемент в вершину графа более высокого уровня (папка).

5. Практическая работа

Группы получают задание для практической работы по информатике (Приложение 2) и задание по биологии (Приложение 3, Приложение 4).
В случае затруднения учащимся оказывается помощь.

6. Обсуждение результатов и подведение итогов урока (Слайды 24-29)

Учащиеся демонстрируют учителю свои работы по информатике и получают оценки за выполнение работы, с учётом правильности и степени самостоятельности выполнения.
Представители групп обосновывают систематическое положение современного человека.

• Царство – Животные
• Подцарство – Многоклеточные
• Тип – Хордовые
• Подтип – Позвоночные
• Класс – Млекопитающие
• Подкласс – Плацентарные
• Отряд – Приматы
• Подотряд – Высшие приматы
• Семейство – Гоминиды
• Род – Человек
• Вид – Человек разумный

Работа каждой группы оценивается.

Учащиеся формулируют, чему они научились на уроке.

Домашнее задание (Слайд 30):

Информатика

Представить в виде графа (дерева) структуру файловой системы вашего компьютера и изобразить её в тетради.

Биология

Опишите медведя белого, указав его вид – род – семейство – отряд – класс – тип – царство.
Опишите василёк синий, указав его вид – род – семейство – порядок - класс – отдел - царство.

При составлении использован материал, размещённый в сети Интернет:

• http://www.pedsovet.pro/index.php?option=com_content&view=article&id=62:urokobobshchenie-po-teme-mnogoobrazie-zhivotnogo-mira-dlya-7-klassa-&catid=53:biology&Itemid=68
• http://svetlana.pro/pic/88.html
• http://www.what-this.ru/nature/animals/classification.php