Автор: Сущенкова И.А.,учитель биологии МБОУ СОШ № 1 ст.Ольгинской
Методическое руководство к уроку
Предмет Биология, 9 класс
Тема урока: Приспособленность организмов к действиям факторов среды.
Цели: Создать условия для:
- Развития познавательного интереса учащихся
- Формирования информационной компетенции в сфере самостоятельной познавательной деятельности; критического мышления, навыков самостоятельной работы с различными источниками информации
- Осознанного владения таким общебиологическим понятием как «приспособленность»; выявлять приспособленность организмов к среде обитания на конкретных примерах и использовать полученные данные в жизни (бионика)
- Развития таких умений как анализ, синтез информации, обобщение, сравнение, установление причинно-следственных связей
Форма организации деятельности. Работа в группах. Проблемно-поисковый урок.
Методы: анализ и синтез информации (составление системы понятий «Движущие силы эволюции» - задания с избытком информации; сравнение; установление причинно-следственных связей; школьное открытие
Оборудование. Электронное приложение к уроку «Приспособленность организмов к действиям факторов среды» (Приложение 1), черные ящики с продуктами бионики - ласты, застежка-липучка, изображения растений и животных
Ход урока
Приветствие. Класс разделен на 3 группы учащихся – ботаники, зоологи, бионики (деление возможно с помощью карточек, на которых изображены растения, животные, объекты созданные с помощью бионики) сидящих за отдельными «круглыми столами». Каждая группа выбирает координатора, который руководит работой и оценивает включенность в работу каждого члена группы.
1 слайд
Учитель: ребята скажите, пожалуйста, какое время года вы любите больше всего? Большинство ребят указывают лето
А вот А.С.Пушкин лето не любил. Он писал:
Ох, лето красное, любил бы я тебя,
Когда б не зной, да пыль, да комары, да мухи.
В настоящее время наша химическая промышленность выпускает колоссальное количество средств для борьбы с этими насекомыми, а меньше их не становиться, и каждый год, на прилавках наших магазинов мы встречаем все новые препараты, а старые перестают действовать.
Можете ли вы указать причину этого явления?
(у насекомых возникает приспособленность)
2 слайд
А как возникают эти приспособления?
Весь механизм мы сможем продемонстрировать в виде схемы «Движущие силы эволюции».
Задание: составьте систему понятий «Движущие силы эволюции» из понятий, которые представлены в избытке (работа с магнитными карточками на доске и в тетрадях)
3 слайд
Правильность составления схемы проверяем на слайде.
4 слайд
Из схемы видно, что результатом эволюции являются приспособления.
В настоящее время на нашей планете обитает несколько миллионов видов живых организмов, каждый из которых по-своему уникален.
Просмотрите видеоролик и ответьте на вопрос: чем можно объяснить это колоссальное разнообразие? Какие приспособления вы заметили у представленных во фрагменте организмов?
Ответив, мы определим тему нашего занятия.
Каждый организм приспосабливается к той среде и к тем условиям, в которых он живет. А условия жизни на нашей планете уникальны и неповторимы.
5 слайд
Следовательно, тема нашего занятия: «Приспособленность организмов к среде обитания» (учащиеся самостоятельно выводят тему и цель занятия).
Скажите, а условия в среде обитания стабильны? Ответив, мы определим основополагающий вопрос: Как выжить в этом сложном, постоянно изменяющемся мире?
Назовите известные вам основные среды обитания.
Наземно-воздушная, водная, почвенная, организменная.
У каждой из них свои особенности. Для примера возьмем одну среду и охарактеризуем ее. Итак, эту среду называют колыбелью жизни. Что эта за среда и почему она так называется?
Водная, так как в ней возникла жизнь
Укажите, с какими физико-химическими свойствами среды приходится сталкиваться живущим в ней организмам? (Если учащиеся затрудняются, можно предложите информацию с избытком, из которой они составят характеристику водной среды обитания).
Высокая плотность, низкая плотность, большая теплоемкость, стабильность температурного режима, значительные колебания температуры, мало света, мало кислорода (количество которого зависит от температуры), низкое давление, высокое давление, отсутствие света
6 слайд
Рассмотрим приспособления к среде гидробионтов.
Выделим среди них две группы – планктон (организмы, взвешенные в толще воды), нектон (активно и быстро плавающие виды). Так как они занимают разные экологические ниши и приспособления у них должны быть разными.
Планктон – организмы не тонут, почему? какие силы действуют на тела, погруженные в воду?
Сила тяжести, выталкивающая сила и силы сцепления частиц воды с поверхностью тела
Вспомните, что вы делаете, когда хотите отдохнуть на воде, практически не работая конечностями?
Лечь на воду, раскинув руки и ноги или использовать жилет или круг.
Вот и организмы пошли этим путем, любые способы облегчения веса или увеличения поверхности будут благоприятствовать планктонному образу жизни. Мелкие размеры, выросты, щетинки, складки, насыщение клеток капельками жира или наличием газовых полостей (уменьшающих удельный вес)
А вот у активно плавающих, другие адаптации. Обратите внимание на разные группы живых организмов и назовите приспособления, позволяющие быстро передвигаться в плотной среде.
Обтекаемая форма тела, конечности видоизменены в ласты или плавники, у рыб слизь, уменьшающая трение.
По законам гидродинамики, быстро плавающие тела могут преодолевать лобовое сопротивление при определенных пропорциях (примерном отношении длины к наибольшему диаметру как 5:1). А вот у дельфинов нет слизи, но они активные хищники, и развивая большую скорость, легко ловят себе добычу (парадокс Грея – дельфин движется со скоростью, которой по расчетам требуется в 10 раз больше мощности). Все дело в особенностях строения кожи дельфинов.
Ученым изучение гидродинамических особенностей строения китов и дельфинов помогло создать особую обшивку подводной части кораблей, которая обеспечивает повышение скорости на 20–25% при той же мощности двигателя. Называется эта обшивка ламинфло и, аналогично коже дельфина, не смачивается и имеет эластично-упругую структуру, что устраняет турбулентные завихрения и обеспечивает скольжение с минимальным сопротивлением.
Своеобразие внешнего строения, отражающее приспособления вида к определенному образу жизни в среде обитания, называют жизненной формой. Разные виды могут иметь сходную жизненную форму, если ведут сходный образ жизни.
7 слайд
Природа – это самая удивительная лаборатория. В этой лаборатории на протяжении сотен миллионов лет идет кропотливая работа: совершенствуются качества и свойства животного и растительного мира. А человек, хоть и не без основания, считает себя венцом творения, ничего из того, что он изобрел, не было сделано с чистого листа. Большинство человеческих изобретений уже "запатентовано" природой. Науку, занимающуюся изучением строения живых организмов для создания новых приборов и механизмов, называют бионикой. Этот термин прозвучал впервые в 1960 году для обозначения нового научного направления, возникшего на стыке биологии и инженерного искусства. В черном ящике находятся некоторые изобретения человека, заимствованные им у природы, мы познакомимся с ними в ходе нашего занятия.
Наша дальнейшая работа будет направлена на рассмотрение результатов микроэволюционных процессов. А заодно, мы будем отвечать еще на один проблемный вопрос «Чему мы можем научиться, подглядывая за живыми организмами?»
Работают три лаборатории, отвечая на проблемные вопросы
1 группа – ботаники, отвечают на проблемный вопрос – Как расселиться по свету, не имея органов передвижения?
2 группа – зоологи, изучая приспособления земноводных отвечают на проблемный вопрос: Как освоить различные места обитания?
3 группа – бионики, изучая истории изобретений, покажут нам что за открытия стоят за изучением особенностей строения живых организмов.
Коллективная работа в группах, выполнение лабораторной работы, заполнение таблиц. Приложение 2
8, 9 слайды
Выступления группы зоологов
А как объяснить, что веслоногие лягушки имеют и присоски и перепонки между пальцами на обоих конечностях?
Приспособления к планированию.
Первым летающих лягушек нашел Альфред Уоллес. Путешествуя в середине XIX века по Малайзии, натуралист сделал немало удивительных открытий, но это поразило его больше всех остальных.
Выступление групп ботаников и биоников.
10 слайд
Любое приспособление относительно тех условий среды, в которых оно сформировалось.
Объясните в чем приспособленность данных организмов (заяц-беляк, еж обыкновенный) к условиям окружающей среды и в чем их относительность?
11 слайд
Подводя итог нашему уроку, еще раз ответим на проблемные вопросы, поставленные в его начале:
- Как выжить в постоянно меняющемся мире?
- Чему мы можем научиться, подглядывая за растениями и животными?
12 слайд
Природа действительно является великим изобретателем. Достаточно часто в технике встречается парадокс: учёные-конструкторы находят удачное решение какой-либо технической задачи, а через некоторое время обнаруживается, что у живых организмов уже существуют аналогичные конструктивные решения, и как правило, более оптимальные, а многие изобретения человек выполнил основываясь на подсмотренных у природы явлениях.
Давайте познакомимся с некоторыми техническими изобретениями человека и на основе своих личных знаний и жизненного опыта, путём логического размышления найдем им аналог среди живой природы.
(Учащимся предлагается в течение 3 минут найти природный аналог предложенным техническим средствам, и объединить их в логические пары с помощью стрелок):
Эйфелева башня – головка трубчатой кости (конструкция основана на научной работе швейцарского профессора анатомии Хермана фон Мейера)
Эхолот- летучая мышь (из-за очевидной идеи устройства сложно выделить одного изобретателя. Изобретение усовершенствованного эхолота приписывают Уильяму Томасу Кельвину)
Рефлектор – кошачий глаз ( 1934 год – запатентовал изобретение Перси Шоу – английский изобретатель (дорожный мастер)).
Небоскреб кипарис – авторы проекта испанцы Мария Роза Сервера и Хавьер Пиоз; высота более 1 км, 300 этажей – 100 тыс. человек жителей ).
2 страница опорных схем. Варианты ответов аннотировано комментируются учащимися.
Проверка задания:
- Реактивное движение ракеты – кальмар (реактивный способ передвижения широко распространён в природе). Реактивно передвигаются и кальмары. Они всасывают воду в специальную камеру, а затем с силой выталкивают её за счёт сокращения мышц, продвигаясь при этом вперёд. (В ракете используется сила выталкивающих газов.)
- Кондиционер – термитник (Термиты же с давних пор охлаждают свои жилища с помощью особой конструкции своих гнезд). Принцип строения их жилища положен в основу конструкции кондиционера, который применяют для охлаждения помещения.
- Самолёт – птица (Многолетние изучения крыльев птицы помогли при конструировании крыла самолёта).
- Радар – летучая мышь (Радар работает по принципу улавливания отражающего звука). В живой природе подобной способностью обладают многие животные, в том числе и летучие мыши, которые с помощью эхолокации даже в полной темноте беспрепятственно преодолевают препятствия.
- Пинцет – клюв веретенника. (Прототипом пинцета служит клюв веретенника). С помощью клюва птица легко вытаскивает из мягкой почвы любую добычу.
- Ковш погрузчика – цепкие лапы птицы. (Цепкие, мощные лапы хищной птицы обеспечивают прочное захватывание добычи). Именно этот принцип положен в основу функционирования ковша погрузчика.
Итак, мы ещё раз убедились, что биология и техника тесно взаимосвязаны между собой, нужно - научиться это замечать.
В зависимости от численности учеников в классе можно увеличить количество групп-лабораторий. Примерные темы:
- сравнительная анатомия и физиология растений и животных – Как приспособиться к засушливому климату?
- Анатомия человека – Как полые кости выдерживают большую нагрузку? В качестве объекта бионики можно использовать историю конструирования Эйфелевой башни.
