дидактическая модель урока с использованием Интернет-ресурсов
Коркина Наталья Евдокимовна
[email protected]
МБОУ «Михайловская средняя общеобразовательная школа»
Бугурусланский район, Оренбургская область
Технология предлагает нам значительные информационные ресурсы.
Эти ресурсы столь велики, что очевидно:
мы вступаем в новую эру – информационный век.
У. Дайзард
Биология - наука о природе, научить её любить, беречь невозможно, если обучение организовано только по страницам учебника. Проблема в том, что нарастающий объем теоретических знаний, в отрыве от практики, вытесняет живое общение с природой, лишает ребенка возможности восхищения, удивления, осознания себя её неотделимой частью. Отсюда возникает проблема: низкая экологическая культура современной молодежи, равнодушие к проблемам родного края, с чем столкнулась я в своей практике. Изменить ситуацию удалось, став руководителем эколого – биологического объединения школьного лесничества. Основные формы работы – полевые практики (рядом со школой находится лес, воспетый в произведениях С.Т. Аксакова). Разделив ребят на группы, были созданы тематические сектора, которые в зависимости от направления, проводят различные исследования: Так животный мир исследуют сектор «Фауна», растительный мир – «Флора». Исследования могут проводиться во внеурочное время с увлеченными ребятами, а полученные результаты помогают трудные темы по предмету сделать интересными и доступными. Так, например, при изучении темы «Модификационная изменчивость», которая достаточно трудная для усвоения, теперь я использую материал, полученный в ходе реализации исследовательского практико-ориентированного проекта, а также ЦОР, электронные пособия: «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Предлагаемая система уроков может быть использована коллегами при работе над темой: «Модификационная изменчивость» в профильных классах или занятиях со старшеклассниками в системе дополнительного образования.
1 урок: «Мозговой штурм» Изучение основных теоретических понятий темы «Модификационная изменчивость», с использованием активных форм, материала электронного учебника, CD диск «Уроки биологии Кирилла и Мефодия. Общая биология 10 класс» 2006г.
2 урок: Практическая работа: Построение вариационного ряда с использованием СD- диска «Лабораторный практикум» Электронное издание. Биология 6 – 11 класс. Республиканский мультимедиа центр, 2004 г.
3 урок: Полевая практика: Изучение модификационной изменчивости адониса весеннего.
4. урок: Семинарское занятие. Сохраним первоцвет – весенний горицвет. Интернет–общение, обмен опытом на сайтах, посвященных охране первоцветов.
Модель 1 урока (см. презентацию в приложении к 1 уроку).
Цель урока: Изучить особенности модификационной изменчивости, развивать сравнительный навык, сопоставляя наследственную и ненаследственную изменчивость. Воспитывать любознательность, осознание целесообразности живого мира, себя, как её части, необходимости сохранения природы для будущего.
Вступление: Наряду с наследственностью, всем организмам присуща изменчивость. Ученые выяснили, что изменения у организмов могут быть как наследственными, так и ненаследственными. Чем обусловлено появление изменений у организмов? Почему мы похожи на своих родителей и в то же время отличаемся от них? На сегодняшнем уроке мы постараемся найти ответы на эти вопросы. Работа в микрогруппах, поиск ответов, используя различные источники (учебник, электронное пособие «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия», Интернет) на поставленные проблемные вопросы. Подготовка краткого ответа в виде слайда презентации.
( 1 слайд) План лекции: 1. Изменчивость. 2. Модификационная изменчивость. 3. Определение фенотипа. 4. Норма реакции. 5. Средняя выраженность признака. 6. Управление модификационной изменчивостью. 7. Типы проявления модификационной изменчивостью. 8. Адаптивные и неадаптивные модификации. 8. Выводы. 9. Тесты для закрепления изученного материала.
(2 слайд) Генетика изучает закономерности не только наследственности, но и изменчивости. Все организмы обитают и развиваются в определенных условиях окружающей среды. В результате воздействия внешних факторов даже у близкородственных организмов появление признаков может быть различным. Изменчивы все признаки организмов - внешнего и внутреннего строения, физиологические, поведение, повадки. Изменчивость – это способность организмов приобретать новые признаки и свойства в процессе онтогенеза. Изменчивость бывает генетическая (наследственная) и негенетическая или Модификационная (ненаследственная).
(3 слайд) Модификационная изменчивость не связана с изменением генов, хромосом или генотипа и возникает под влиянием факторов окружающей среды. Модификационная изменения носят массовый характер и не передаются по наследству. Одинаковые изменения возникают у всех особей, и исчезают, если перестает действовать фактор, вызывающий данное изменение. Например, летом кожа большинства людей покрывается загаром, который зимой исчезает. При занятии спортом мышцы развиваются, увеличиваются, и теряют приобретенные свойства после прекращения занятия спортом.
(4 слайд) Развитие каждого организма и формирование его признаков определяется генотипом. Формирование признаков протекает при определенных условиях. Температура, свет, влажность, качество и количество пищи оказывают большое влияние на развитие организма. Например, сосны
(5 слайд) Различные признаки одного и того же организма под влиянием факторов среды обитания изменяются в разной степени: одни слабее, другие сильнее. Например, при хорошем кормлении и уходе удои молока у коров увеличиваются, но жирность его при этом почти не изменяется. Значит, степень выраженности любого признака может измениться в зависимости от условий среды, но в пределах, определяемых генотипом. Пределы модификационной изменчивости признака называется нормой реакции. В отличие от модификационной изменчивости, норма реакции является наследуемым признаком. Каждый организм имеет свою норму реакции, определенную его генотипом.
(6 слайд) Главный фактор, определяющий развитие того или иного признака у организмов – генотип. Однако, степень проявления признака зависит и от внешних факторов среды. Например, в соответствии с генотипом высокорослый горох может достичь высоты 180 см, но для этого необходима хорошая освещенность, влажность, плодородная почва. При отсутствии оптимальных условий растение остается низкорослым. Следовательно, фенотип организма формируется под влиянием, как генотипа, так и условий среды обитания.
(7 слайд) Все листья одного дерева имеют одинаковый генотип, но они отличаются по фенотипу – например, по размеру. Однако частота встречаемости листьев разного размера неодинакова. Наблюдения показали, что наиболее часто встречаются листья со средним значением признака. Чем это объяснить? Тем, что листья развиваются в различных условиях. Мелкие листья формируются в неблагоприятных условиях, крупные – в благоприятных условиях. Большинство особей оказывается примерно в сходных условиях, и обладают средней степенью выраженности признака. Чем разнообразнее условия среды, тем шире Модификационная изменчивость.
(8 слайд) Управление модификационной изменчивостью.
Знание нормы реакции и особенностей наследования специфических типов реакций на различные условия среды имеет большое значение. Знания о модификационной изменчивости широко используется на практике. Так как фенотип особи – это результат взаимодействия генотипа и среды, то будет ли корова высокоудойной, зависит как от её генотипа, так и от ухода и кормления. Следовательно, изменение условий среды будет влиять на фенотип. Значит, при соблюдении норм кормления и содержания животных, можно увеличить их продуктивность, получить от них больше шерсти, мяса, молока. За счет дополнительного освещения растений в теплице, увеличения минерального питания и водоснабжения можно повысить урожаи овощей.
(9слайд) Примером Индивидуальной изменчивости может служить разнообразие окраски у щенков далматинцев. Примером массовой изменчивости является разнообразная окраска шерсти у европейской и канадской рыси.
Массовая изменчивость проявляется у всех особей вида. Индивидуальная изменчивость проявляется у отдельных особей вида.
(10 слайд) Модификационная изменчивость чаще всего несет приспособительные для организма изменения признаков (линька, спячка). Она позволяет организмам адаптироваться к изменяющимся в течение их онтогенеза фактам внешней среды. Такие изменения называются адаптивными модификациями. Например, у растения стрелолиста формируются 3 типа листьев – подводные лентовидные, округлые, плавающие на поверхности воды и надводные стреловидные.
(11 слайд) Неадаптивные модификации.
Неадаптивные модификации не имеют приспособительного значения (например, на свету клубни картофеля зеленеют). Неадаптивные изменения признаков могут возникать у организмов, например, при действии экстремальных факторов, таких как облучение, влияние наркотиков, алкоголя.
(12 слайд) Выводы.
- Изменчивость является свойством всех живых организмов.
- Различают наследственную и ненаследственную (модификационную) изменчивость.
- Фенотип организма определяется взаимодействием генотипа с факторами внешней среды.
- Модификационная изменчивость не затрагивает генотипа, не передается по наследству и возникает под действием факторов среды. Они проявляются сходным образом у всех особей вида и могут исчезать со временем.
- Пределы модификационной изменчивости признака называют нормой реакции, которая может быть узкой и широкой.
Модель 2 урока. Лабораторный практикум на тему: Модификационная изменчивость. (См. приложение 2)
Цель. Закрепить теоретические понятия темы «Модификационная изменчивость». Развивать навык применения полученных знаний на практике, развивать умение проводить лабораторные наблюдения, интерпретировать полученные данные, делать логические заключения. Воспитывать любознательность, умение работать в паре, объективно оценивать уровень знаний, получая независимую оценку с использованием мониторинговой системы программы диска.
Оборудование. Комнатные растения, линейки, СD-диск «Лабораторный практикум» Электронное издание. Биология 6 – 11 класс. Республиканский мультимедиа центр, 2004 г., компьютер (по 2 учащихся), проектор, экран.
План урока. Актуализация. Сообщение темы, целей работы. Проверка лабораторного оборудования. Объяснение последовательности выполнения работы, техника безопасности при работе с лабораторным оборудованием. Выполнение работы с использованием слайдов и заданий диска. Закрепление полученных навыков по тестам диска. Вывод. Результаты: получение оценки за проведенную работу с помощью мониторинговой системы программы диска. Анализ ошибок.
Модель 3 урока. Полевая практика: Изучение модификационной изменчивости адониса весеннего. Сохранение первоцвета – весеннего горицвета.
Цель урока. Применить полученные знания законов модификационной изменчивости на примере исследования адониса весеннего. Приобрести навык сбора данных в полевых условиях, проведения мониторинга с использованием различных методик, умение анализировать полученные данные. Воспитывать патриотические чувства, активную жизненную позицию, осуществляя природоохранную деятельность, защищая краснокнижное растение, первоцвет.
Оборудование. Рама 1м/1м. для количественного учета адониса в различных ареалах, фотоаппарат, рама со спицами на различной высоте для учета точечным методом высоты растений, блокноты, линейки.
Ход занятия.
Сбор информации. Общая характеристика адониса весеннего.
Распространение адониса весеннего
Биоморфологическое описание адониса весеннего.
Интервью в фотоаптеке «Адонис», лекарственные свойства.
Исследование модификационной изменчивости формы листьев адониса на выделенных площадках
Исследование модификационной изменчивости высоты стеблей адониса.
Определение возраста адониса.
Исследование яркости окраски и сочности листовых пластинок адониса по мере перемещения от площадки 1 к площадке 2.
Мониторинг динамики адониса методом квадратов.
Влияние низовых пожаров площадки № 1 на адонис весенний.
Выращивание адониса на учебном участке.
Заключение. Программа действия по сохранению адониса.
Выводы.
Методические рекомендации по проведению полевой практики.
Анализ модификационной изменчивости, особенно количественный учет в виде модификационных кривых, имеет большое значение для понимания эволюционной теории. Часто учащиеся до конца не осознают, для чего строится Модификационная кривая, как она характеризует состояние популяции. Изучение размера листьев, высоты стеблей адониса весеннего поможет разобраться в этих вопросах. В норме высота адониса 30 см., но зависит от условий произрастания, может изменяться до 45 см. Определяющие факторы в развитии мощности растения — освещенность, влажность и характер почвы. Для сравнения размеров стеблей в двух популяциях адониса, произрастающих в разных условиях, но имеющих примерно одинаковый генофонд, нужно выбрать две лужайки адониса, которые удалены друг от друга не более чем на 0,5 км. На такое расстояние свободно распространяются семена, следовательно, популяции не изолированы. Лужайки должны отличаться по условиям произрастания. Например, одна находится в освещенном месте на лугу, другая рядом с тропинкой на краю леса освещенность та же, но почва плотная, утрамбованная. На 25-30 растениях учащиеся линейкой измеряют диаметр стеблей адониса с точностью до 1 см. Естественно, растения срывать нельзя, тревожить руками как можно меньше, поможет провести исследование
точечный метод: рама с отверстиями, в которые вставлены спицы, 10 шт., подсчитывали все растения адониса, касающиеся спиц по мере их опускания.
Для каждой лужайки получаем свой ряд измерений, например 25, 18, 20, 33, 29, 26, 27, 24, 25, 22, 26, 35, 27, 28, 21, 30, 20, 34, 35, 29, 31, 23, 32, 28, 29, 30, 31, 32, 40, 28 (см). Всего измерено от 30 до 100 стеблей.
Чтобы построить кривую, нужно по крайней мере, пять точек. Для этого разобьем наш ряд цифр на пять классов. В каждом классе объединяются близкие по значению величины. Самое маленькое значение в ряду равно 18, самое большое — 40. Это пределы модификационной изменчивости диаметра на данной лужайке. Размах изменчивости, или норма реакции, — 22 см (40 — 18).
Норма реакции - это то, что наследуется стеблей адониса данной популяции. Размер стеблей адониса изменяется не бесконечно, а в строго определенных пределах — от 18 до 40 см.
В
еличину 22 см разобьем на пять интервалов, т.е. определим цену каждого из пяти классов: 22:5=4,5 (см). Округляем в большую сторону до целого числа - цена каждого класса составит 5 см. Разобьем интервал 22 см на пять классов, начиная с самого маленького числа - 18 см. Размах каждого класса 5 см. Первый класс составят величины 18, 19, 20, 21, 22 (см). Во второй класс по такому же принципу войдут величины от 23 до 27 см. Третий класс начинается с 28, он объединяет значения от 28 до 32, четвертый класс — с 33 и заканчивается 37, пятый — с 38, в него войдут диаметры цветков 38, 39, 40 (см). Больших значений в последнем ряду нет, следовательно, этот класс неполный.
Для построения модификационной кривой заполним таблицу.
Среднее значение каждого класса находим как среднее арифметическое. Например, для первого класса (18 + 22):2 = 20 (см). Количество растений в соответствующем классе подсчитываем, пользуясь тем рядом измерений, для которого строим модификационную кривую. Так, в первый класс входят стебли, диаметр которых изменяется от 18 до 22 см. В ряду это значения 18, 20, 22, 21, 20. Количество растений с такими стеблями равно 5. Так же подсчитываем количество растений в других классах.
Построим модификационную кривую. По горизонтальной оси отложим средние значения классов, по вертикальной — количество растений в соответствующем классе. Точки кривой соединим плавной линией.
Рассмотрим полученную кривую. Максимальное значение кривой примерно должно соответствовать средней высоте стеблей в изучаемой популяции — 30 см. Определив среднее арифметическое для всех измерений, получим 27,9 см, что близко к 30 см. Таким образом, средняя высота стеблей адониса на солнечной лужайке составляет около 30 см. Теперь обратим внимание на форму модификационной кривой. Она может быть узкая, с хорошо выраженной вершиной. А может быть широкая и пологая или смещенная в одну сторону. Форма модификационной кривой показывает состояние изучаемого объекта в природной популяции. Если кривая узкая и высокая, значит, большое количество растений имеет стебли, размер которых близок к среднему. В нашем примере это стебли высотой от 23 до 32 см — 8 + 12 = 20
Двадцать растений из тридцати проанализированных имеют стебли размером, близким к среднему. Значительно меньшее количество растений имели стебли намного меньшего или большего диаметра. Таким образом, на солнечной лужайке по высоте стеблей популяция адониса достаточно однородна.
Такая форма кривой характерна для популяций, хорошо приспособившихся к месту обитания, где отсутствует давление естественного отбора. Стоит только измениться условиям обитания, изменится и форма модификационной кривой. Если построить модификационную кривую для высоты стеблей адонисов, выросших на вытоптанной площадке с хорошим освещением, то кривая будет более пологая и широкая, а среднее значение сместится к меньшим величинам. Форма пологой кривой показывает, что значительная часть растений имеет высоту стеблей больше или меньше среднего, т.е. популяция по высоте стеблей неоднородна — гетерогенна.
Изменение условий выживания приводит к разнообразию в проявлении фенотипических признаков, прежде всего благодаря модификационной изменчивости. Каждая особь может варьировать признаком в строго определенных пределах. Если измененные условия сохраняются на протяжении значительной череды поколений, то естественный отбор как вектор, помогающий выжить наиболее приспособленным, изменит генетическую структуру данной популяции. Широкая и пологая кривая со временем может преобразоваться, например, в более узкую с другим средним значением высоты стебля. Такой отбор будет стабилизирующим.
Анализ простого параметра высота стеблей адониса, помогает учащимся усвоить такие сложные понятия, как модификационная изменчивость, естественный отбор и влияние экологических факторов на проявление фенотипических признаков. (Н.С. Стволинская. Прогулки в школьном дворе. Фенотипический и модификационный анализ.// журнал Биология в школе №3 2001 г, с 42.)
Модель 4 урока. Обобщающая конференция.
Класс делится на 2 группы: ребята, участвовавшие в полевой практике – отвечают на вопросы, другие ученики – корреспонденты, задающие вопросы по проведенному исследованию модификационной изменчивости адониса весеннего. Каждая исследовательская группа выступает с докладом по проделанной работе. На конференции обсуждается актуальность поднятого вопроса, перечисляются выясненные причины уменьшения ареала адониса весеннего, возможные решения проблемы, проводится презентация выпущенных предварительно публикаций с призывами к природоохранной деятельности, информацией о вреде пожаров для живых организмов, других первоцветных растений нашего края. На такое занятие целесообразно пригласить для участия представителей сельской администрации, лесного хозяйства, других представителей природоохранных организаций. На последнем этапе проводится форум, общение с другими учащимися через Интернет, с природоохранными организациями, выход на сайты о первоцветах.
Домашнее задание на выбор учащихся:
- Выйти на сайт учителя биологии, выполнить тестовые задания по теме: ненаследственная (Модификационная изменчивость);
- разместить информацию о других первоцветных растениях нашего края;
- предложить, основываясь на полученные по теме знания, учитывая экологические закономерности, меры по охране адониса, его выращивания на учебном участке школы.
