Опыты в школе по биологии

Обновлено: 02.07.2024

Согласно требованиям ФГОС, одним из приоритетных направлений учебного процесса становится формирование у обучаемых универсальных учебных действий.

Школа должна содействовать успешному развитию способностей учащихся к самообразованию на протяжении всей жизни, умений принимать самостоятельные решения в социальной и профессиональной сфере.

Одним из путей реализации этих требований является организация учителем проектной и исследовательской деятельности учащихся, которая позволит школьникам реализовать свои познавательные потребности, а педагогу развивать у них умения самостоятельно ставить и решать задачи исследовательского и поискового характера, активизировать творческие, интеллектуальные инициативы школьников.

Следует отметить, что умения, необходимые для осуществления исследовательской деятельности, сегодня становятся востребованными даже в повседневной жизни, уже невозможной без постоянного анализа поступающей информации, принятия решений на основе логических построений.

В связи с переходом образовательных учреждений к новым стандартам, в которых проектной и исследовательской работе обучаемых отводится значительная роль, наиболее актуальным становится развитие интереса учащихся к исследовательской деятельности.

Биология, как естественнонаучный предмет, обладает значительным потенциалом для формирования исследовательских умений школьников. И среди других учебных предметов занимает одно из ведущих место по возможностям организации исследовательской деятельности и развитию исследовательских умений учащихся.

Учеными отмечается, что наряду с традиционным демонстрационным, лабораторным физическим экспериментом для мотивации школьников к участию в учебных исследованиях и различных проектах большим потенциалом обладают современные компьютерные и мультимедийные средства, новое оборудование, основанное на применении цифровых технологий. Использование биологического эксперимента и современных технических средств в учебном процессе обеспечивает выполнение нескольких функций:

активизацию внимания учащихся в связи с разнообразными способами предъявления учебной информации. Включение в учебный процесс компьютерных презентаций, виртуальных биологических опытов и моделей, виртуальных лабораторных работ, интерактивных плакатов, видеоопытов, анимации и другого обеспечивает полисенсорное восприятие учебного материала учащимися;
повышение мотивации учащихся к учебно-познавательной деятельности. При использовании компьютерных и цифровых средств учитель получает возможность варьировать формы учебного взаимодействия с учащимися, управлять самостоятельной деятельностью при выполнении заданий с учетом их индивидуальных особенностей, обеспечивать индивидуальный темп обучения;
активизацию мыслительной деятельности учащихся. Создание наглядной абстракции, проведение виртуального эксперимента, построение биологических моделей позволяет гармонизировать чувственные и рациональные компоненты мышления, что приводит учащихся к глубокому пониманию сущности биологических явлений и процессов. Комплексное применение современных технических средств обучения (цифровых фото- и видеокамер, компьютерных программ, цифровых лабораторий) при постановке учебного биологического эксперимента на уроках биологии в процессе осуществления учебных исследований обеспечит разнообразие демонстрационных опытов, практических работ.

Актуальность использования в процессе изучения школьного курса биологии демонстрационных опытов очевидна, так как нередко в настоящее время опыты стали встречаться во Всероссийской проверочной работе (ВПР), ОГЭ и ЕГЭ по биологии. Например, в ВПР за 2019 год обучающимся 6 класса предлагали выполнить задание по следующему опыту:

Задание из ВПР по биологии

Для того, чтобы школьник успешно выполнил это задание, можно продемонстрировать ему опыт по реакции гидры на раздражитель, и объяснить какие клетки участвуют в этом процессе с помощью виртуальной лабораторной работы.

Виртуальная лабораторная работа

Представим еще ряд заданий, проверяющих знание физиологических процессов растений и роли отдельных структур в этих процессах. На рисунке представлен опыт, где экспериментатор доказывает с помощью тлеющей лучины, которая разгорается от присутствия кислорода в пробирке, полученного в процессе фотосинтеза элодеи, водного растения.

Обучающиеся должны установить причинно-следственные связи, логически рассуждая прийти к выводу о том, что на рисунке изображен процесс фотосинтеза, обеспечивающийся пигментом хлорофиллом, который находится в зеленых частях растений, листьях, в ходе которого идет выделение газа кислорода.

В другом задании на иллюстрированном опыте показан процесс транспирации, при помещении листа герани в колбу, на стенках которой экспериментатор может наблюдать капельки влаги. Обучающиеся также должны назвать науку, которая занимается изучением процессов, протекающих в растительных организмах, указать процесс и его значение в жизни растения. Процесс дыхания показан опытом с прорастающим горохом в закрытой колбе.

Экспериментатор, поднеся горящую лучину, наблюдает, что она гаснет. Обучающиеся должны, рассуждая и выясняя причину от чего погасла лучина, прийти к заключению, что в колбе образовался углекислый газ в ходе процесса дыхания. Также в заданиях ВПР включены иллюстрации опытов на процессы транспорта веществ в растении, прорастания семян и выявления факторов, способствующих росту растения, явление корневого давления и тропизма.

Поэтому активное использование демонстрационного опыта в рамках уроков дает более четкое понимание данных заданий в ВПР и позволяет сделать его выполнение более доступным для учащихся. При этом обучающиеся приобретают опыт использования биологических методов и проведения несложных экспериментов для изучения физиологических процессов растительных организмов.

Несомненно, биологический эксперимент является важнейшим методом и специфическим средством обучения биологии, он знакомит учеников не только с явлениями, но и методами биологической науки, что впоследствии будет проверяться на мониторингах внутреннего и внешнего анализа знаний школьника (ВПР, ОГЭ, ЕГЭ, PISA, TIMMS)

В процессе выполнения эксперимента учащиеся приобретают умение наблюдать, анализировать, делать выводы, обращаться с оборудованием. Различают: демонстрационный эксперимент (создание конкретных представлений о биологических объектах при изучении нового материала), опыты (помогают изучить отдельные характеристики биологического объекта) и лабораторные работы (совокупность лабораторных опытов, позволяет изучить биологические явления и процессы).

Биологический эксперимент может быть натурным, мысленным и виртуальным.

"Виртуальный" (от лат. virtualis) означает "возможный, не имеющий физического воплощения"; виртуальная реальность - имитация реальной обстановки с помощью компьютерных устройств; используется главным образом в учебных целях. В связи с этим виртуальный эксперимент иногда называют имитационным или компьютерным.

Согласно действующему ГОСТ, "виртуальный" - определение, характеризующее процесс или устройство в системе обработки информации, кажущиеся реально существующими, поскольку все их функции реализуются какими-либо другими средствами; широко применяется в связи с использованием средств телекоммуникаций, с помощью которых создается виртуальная образовательная среда - программно-телекоммуникационная среда, обеспечивающая ведение учебного процесса, его информационную поддержку и документирование в электронных сетях с использованием единых технологических средств.

Виртуальный биологический эксперимент расценивается как вид учебного эксперимента по биологии; его основным отличием от натурного является тот факт, что средством демонстрации или моделирования биологических процессов и явлений служит компьютерная техника или цифровая образовательная среда.

Выполнение виртуального эксперимента (демонстрации, опыта или лабораторной работы) в виртуальной лаборатории заключается в эмуляции тех действий, которые пользователь должен проводить в реальной лаборатории.

Преимуществами виртуального эксперимента являются:

легкость организации фронтальной лабораторной работы – для проведения преподавателю нужен только компьютер, проектор и доска для демонстрации
безопасность, позволяющая работать индивидуально;
перспективы инклюзивного обучения биологии;
возможность многократных повторений опыта с изменением первоначальных условий;
учащиеся имеют ресурс для проведения данного виртуального экспериментирования самостоятельно на домашнем компьютере
возможность быстрого проведения серии опытов с различными значениями входных параметров;
минимальные затраты на проведение виртуального эксперимента
все эксперименты могут выполняться на компьютерах, которые, в отличие от лабораторных инструментов, не изнашиваются и не так часто ломаются;
сокращение времени на отработку умений, приобретение навыка ведения наблюдений, интерпретации данных; (при этом существуют ситуации, когда использование виртуальной лаборатории - единственно возможный способ проведения биологического эксперимента).

Конечно, виртуальному биологическому эксперименту присущи некоторые недостатки: весьма ограниченный характер взаимодействия учащегося с исследуемым объектом и отсутствие непосредственного контакта с приборами и аппаратурой.

В таком случае, очевидно, что оптимальным будет сочетание использования натурных и виртуальных лабораторий в образовательном процессе с учетом присущих им достоинств и недостатков. Мы рассматриваем три группы приемов использования виртуальных лабораторий по биологии:

при изучении нового материала;
при закреплении знаний;
при отработке практических навыков, во всех случаях уделяя внимание как групповой, так и самостоятельной работе.

К методическим условиям эффективного применения виртуальной лаборатории при обучении биологии мы относим: доминирование дидактической цели, целесообразность применения, осознанность выполняемых действий и приобретаемых знаний, кратковременность эксперимента, вариативность применения.

Особенности методики проведения демонстрационных опытов в рамках изучения курса биологии зависят от типа опыта (кратковременный или долговременный) и от характера демонстрации. В случае длительного опыта, который не укладывается в рамки урока, но необходимо показать целостность демонстрационного опыта, учителю нужно предварительно заложить опыт и показать его результат.

Кратковременный опыт можно проводить как на этапе изучения нового материала, например по изучению состава семян, или на этапе закрепления материала, например опыт по изучению поглощения воды сфагнумом. Опыт по изучению условий прорастания семян можно предложить обучающимся выполнить дома с последующей демонстрацией результатов на уроке.

Длительные опыты по выяснению влияния разных экологических факторов на растительный организм можно предложить старшеклассникам с последующим описанием результатов. Таким образом, демонстрационный опыт позволяет показать явления природы, исследовать связи с другими явлениями, на этой основе сформулировать новое понятие или сделать обобщение на уровне закона природы и упрощает сам процесс проведения лабораторного опыта.

При использовании демонстрационного опыта, как метода познания, школьники успешно смогут познакомиться с методами познания биологической науки, осуществить наблюдения исследовательского характера за различными биологическими объектами и процессами, провести анализ, сравнение, сделать выводы и обобщения и усвоить общебиологические знания, практические умения и навыки, а также развить исследовательские умения.

Вы не можете посетить текущую страницу по причине:

просроченная закладка/избранное
поисковый механизм, у которого просрочен список для этого сайта
пропущен адрес
у вас нет права доступа на эту страницу
Запрашиваемый ресурс не найден.
В процессе обработки вашего запроса произошла ошибка.

Пожалуйста, перейдите на одну из следующих страниц:

Если проблемы продолжатся, пожалуйста, обратитесь к системному администратору сайта и сообщите об ошибке, описание которой приведено ниже..

биологические эксперименты для вторичного - это инструмент, который используется для обучения некоторым важным процессам живых существ интересным и динамичным способом..

Бактерии, простейшие, грибы, растения и животные образуют 5 царств жизни и имеют много общих характеристик живых существ..

5 биологических экспериментов для старшеклассников

- Эксперимент 1. Извлечение ДНК из клубники

A.D.N. являются аббревиатурами, которые указывают Áкислота DesoxirriboNЭто молекула, которая содержит всю генетическую информацию организма. ДНК присутствует во всех организмах, от самых маленьких бактерий до самых крупных млекопитающих.

Структурно ДНК является очень длинным и устойчивым микроскопическим волокном. В большой части организмов ДНК образована двумя нитями, которые соединяются вместе, образуя небольшой оборот.

Генетическая информация, содержащаяся в ДНК, служит для производства белков организма. Таким образом, клубничная ДНК обладает генетической информацией для производства клубничных белков..

материалы

3 спелой клубники
½ стакана водопроводной воды
1 ступка
1 пластиковый контейнер
2 чайные ложки жидкого моющего средства
2 чайные ложки соли
1 бумажный фильтр
1/3 стакана изопропилового спирта (из аптеки)
1 стеклянный стержень
1 деревянный поддон
1 пластиковый пакет

Экспериментальная процедура

1-в ½ стакана водопроводной воды смешайте жидкое моющее средство и соль. Это будет смесь для разрушения клеточной стенки, клеточной мембраны и ядерной мембраны клубники. Таким образом, ДНК клубники, которая находится в ядре, может быть извлечена в следующих шагах.

2-Полностью раздавить клубнику в ступке, облегчая тем самым эффект предыдущей смеси (экстракционная смесь). Важно не оставлять большие куски фруктов без дробления.

3-Добавьте в клубнику 2 столовые ложки экстракционной смеси, осторожно встряхните стеклянной палочкой. Дайте постоять 10 минут.

4-Фильтруйте эту смесь бумажным фильтром и вылейте полученную жидкость в пластиковый контейнер..

5-Добавьте тот же объем изопропилового спирта (холодный) в пластиковом контейнере. Например, если есть 100 мл клубничного экстракта, добавьте 100 мл спирта. Не встряхивайте и не перемешивайте.

6. Через несколько секунд наблюдайте образование белесого мутного вещества (ДНК) на поверхности жидкости. Наклоните контейнер и соберите ДНК деревянным поддоном.

7-При желании вы можете повторить процесс с другими фруктами и сравнить.

- Эксперимент 2. Влияние тепла на витамины

В этом эксперименте студенты обнаружат, разрушает ли приготовление пищи витамины, которые они содержат. В этом случае витамин С из цитрусовых будет изучен. Тем не менее, студенты могут распространить эксперимент на другие продукты и витамины.

Витамин С присутствует в цитрусовых фруктах, таких как: лимоны, апельсины, грейпфрут и т. Д. Химически витамин С является аскорбиновой кислотой и очень важной молекулой для организма..

Этот витамин участвует в нескольких метаболических процессах, необходимых для здоровья, и его недостаток вызывает болезнь цинга.

материалы

Цитрусовые (апельсины, лимоны и т. Д.)
1 столовая ложка кукурузного крахмала (кукурузный крахмал)
йод
вода
2 стеклянных контейнера
Бунзеновская горелка (или печь)
Пипетка (или капельница)
Несколько пробирок с полкой
Термостойкие перчатки
Белый лист бумаги
карандаш
Блог заметок

Экспериментальная процедура

Приготовление йодного индикатора

1-Смешайте столовую ложку кукурузного крахмала с небольшим объемом воды, перемешайте до образования пасты.

2-Добавить 250 мл воды и варить в течение примерно 5 минут.

3-С помощью пипетки добавить 10 капель кипятка в 75 мл воды.

4-Добавить йод в смесь, пока он не станет темно-фиолетового цвета.

Сравнение уровня витамина С

1-выжать сок из выбранных цитрусовых в 2 отдельных контейнерах.

3-Нагрейте тот, который отмечен как "нагретый", пока он не закипит.

4-С перчатками, осторожно снимите с огня.

5 - С помощью капельницы добавьте 5 мл раствора индикатора йода в стандартную пробирку на 15 мл..

6-Используя чистую капельницу (чтобы избежать загрязнения), добавьте 10 капель приготовленного сока в пробирку. Очистите пипетку и повторите с образцом контейнера "без подогрева".

7-Наблюдайте, в котором получается более темный цвет. Более темный цвет означает, что в этом конкретном образце содержится меньше витамина С. Сравните результаты и проанализируйте.

- Эксперимент 3. Влияние соли на семена салата.

Широко известно, что растениям для прорастания, роста и жизни нужна вода. Тем не менее, есть много стран в мире, которые страдают, чтобы выращивать свою пищу, потому что почвы содержат много соли.

Цель этого эксперимента - определить, погибают ли растения при орошении соленой водой. Если бы они это сделали, при каком уровне засоления растения перестали бы расти и умирали?.

Вышеуказанное очень важно, поскольку в зависимости от толерантности к соли в некоторых условиях можно выращивать некоторые растения..

материалы

30 семян салата
3 посадочных горшка
вода
соль
баланс
Палочку трясти

Экспериментальная процедура

1-Подготовьте два раствора соленой воды следующим образом: один с концентрацией 30 г соли на литр воды (30 г / л), а другая половина с концентрацией соли: (15 г / л).

2-Контрольный раствор - чистая вода, не содержит соли.

3-Разделите семена на три группы по 10 семян в каждой..

4 семени по 10 семян в каждом горшке. Там должно быть 3 горшка с 10 семенами в каждом.

5-маркируйте каждый горшок: горшок 1 -> (соль 30), горшок 2 -> (соль 15) и горшок 3 (контроль).

6-Поместите горшки снаружи, где они получают солнечный свет.

7 - Поливайте горшки каждый день соответствующим раствором: горшок 1 с раствором 30, горшок 2 с раствором 15 и горшок 3 с чистой водой. Не путайте!

8. Продолжайте эксперимент в течение 2 недель и запишите наблюдения по мере их появления. Сравните результаты и проанализируйте.

- Эксперимент 4. Брожение дрожжей

Дрожжи являются очень важными микроорганизмами для человека. Они помогают производить хлеб, вина, пиво и другие продукты для потребления человеком в процессе, называемом брожением..

Например, дрожжи обычно используются на кухне для выпечки хлеба. Но что именно делают дрожжи?.

Чтобы ответить на это, мы должны признать дрожжи как живой организм, который нуждается в питательных веществах, чтобы жить. Основным источником энергии дрожжей являются сахара, которые разрушаются в результате брожения.

материалы

дрожжи
3 прозрачных стеклянных контейнера
3 маленькие тарелки
2 чайные ложки сахара
Вода (горячая и холодная)
Постоянный маркер

Экспериментальная процедура

1-Добавьте немного холодной воды на 3 маленьких тарелки.

2-Поместите каждый стеклянный контейнер на каждую тарелку, маркируйте каждый контейнер следующим образом: 1, 2 и 3.

3-В контейнере 1 смесь: 1 чайная ложка дрожжей, ¼ стакан теплой воды и две чайные ложки сахара.

4-В контейнере 2 смешайте чайную ложку дрожжей с ¼ стакана теплой воды..

5-В контейнере 3, поместите чайную ложку дрожжей и ничего больше.

6-Наблюдайте, что происходит в каждом контейнере. В каждом контейнере происходят разные реакции? В этом эксперименте, помимо зрения, очень важен запах.

7-Сравните результаты и проанализируйте.

Эксперимент 5: правило 5 секунд

Часто можно услышать, что если еда падает на землю, микробам требуется 5 секунд, чтобы загрязнить пищу. Правило пяти секунд устанавливает, что пища, взятая с земли, будет безопасна для еды, если она собрана в течение 5 секунд после падения..

Этот эксперимент оценит, есть ли правда в этой теории. Основная цель - определить, эффективно ли предотвращает загрязнение почв бактериями сбор пищи, уроненной менее чем за 5 секунд..

материалы

Продукты, которые вы хотите попробовать (один влажный и один сухой, для сравнения)
Стерильные гистофилы
Стерильные перчатки
хронометр
6 чашек Петри с питательным агаром
Блог заметок
карандаш

Экспериментальная процедура

1-Поместите влажную пищу (например, сырое мясо) на землю, подождите 4 секунды и удалите с земли.

2. С стерильными перчатками протрите кусочек мяса стерильным тампоном. Иссопом больше ничего не трогайте!

3-В стерильной среде (вытяжной колпак) снимите крышку чашки Петри и осторожно вращайте тампон взад и вперед зигзагообразно по всей поверхности агара. Избегайте прикосновения к одной и той же области агара дважды.

4-Осторожно поместите крышку на чашку Петри, наклейку.

5-Выполните шаги 1-4 с сухим кормом (например, хлебом).

6-Выполните шаги 1-4 для контроля, то есть с помощью стерильных тампонов (без предварительного прикосновения к какому-либо объекту) выполните зигзагообразный рисунок на двух чашках Петри, содержащих один и тот же питательный агар..

7. Поместите все чашки Петри в среду с температурой 37ºC, которая является оптимальной температурой для роста бактерий. Убедитесь, что все чашки Петри находятся в одном месте.

8. Делайте наблюдения в 24, 36, 48, 60 и 72 часа. Подсчитайте бактериальные колонии в каждой чашке и в каждом временном интервале.

9-Представить результаты в виде графика и проанализировать их.

Общие шаги для выполнения эксперимента

Для того, чтобы провести научный эксперимент, первое, что нужно сделать, это написать вступление, в котором предлагается то, что будет сделано. Цель эксперимента и его важность четко описаны ниже..

Эксперименты основаны на предыдущих наблюдениях, поэтому важно описать гипотезу эксперимента. По сути, гипотеза - это то, что исследователь надеется получить из своего эксперимента..

Затем составляется список материалов, которые будут использоваться в эксперименте, и дается подробное описание того, что будет сделано, это экспериментальная процедура. Идея в том, что каждый может повторить эксперимент с данными инструкциями..

Наконец, результаты описываются, анализируются и сравниваются с аналогичными, и делаются выводы.

Вы не можете посетить текущую страницу по причине:

просроченная закладка/избранное
поисковый механизм, у которого просрочен список для этого сайта
пропущен адрес
у вас нет права доступа на эту страницу
Запрашиваемый ресурс не найден.
В процессе обработки вашего запроса произошла ошибка.

Пожалуйста, перейдите на одну из следующих страниц:

Читайте также: