место лабораторных работ на уроках биологии
учебно-методический материал по биологии

Место лабораторных и практических работ на уроках биологии.

Чисто логическое мышление само по себе не может дать никаких знаний о мире фактов:

всё познание реального мира исходит из опыта и завершается им. 

 А.Эйнштейн

   Науку развивает человеческая любознательность, и задача учителя состоит в том, чтобы школьники не только запоминали совокупность знаний, но и освоили  метод самостоятельного получения их в ходе лабораторных и практических работ.

   В основу организованной учителем лабораторно-практической деятельности учащихся положена схема научного познания, которая выглядит следующим образом.

   Приобретение ЗНАНИЙ начинается с анализа ФАКТОВ, которые закономерно повторяются (ФАКТЫ – события, результаты, обнаруженные в процессе наблюдений, которые могут быть зафиксированы и подтверждены многократно). ФАКТЫ, собранные по одной проблеме, называются ДАННЫМИ.  Сбор данных, их качественная и количественная оценка позволяют формулировать ГИПОТЕЗЫ, которые обязаны объяснять известные факты. Как правило, предлагается несколько гипотез.  Все они подвергаются проверке, и если гипотеза выдерживает все испытания на истинность, то такая гипотеза становится ТЕОРИЕЙ.

   Лабораторно-практическая деятельность учащихся должна быть спланирована таким образом, чтобы отражался естественный ход приобретения ЗНАНИЙ, т.е. от ФАКТОВ, полученных в ходе проведения опыта, наблюдений, экспериментов, через обсуждение ГИПОТЕЗ к ЗНАНИЯМ.

   В ходе изучения биологии учащимся предлагаются различные по содержанию лабораторные и практические работы. В некоторых уже даются готовые результаты исследований, а задача учащихся состоит в том, чтобы объяснить их. Другая часть работ предполагает участие в исследовательской деятельности, где школьники могут получить или собрать результаты для последующего их объяснения. Иногда после постановки опыта и обсуждения возникают дополнительные вопросы, требующие разъяснения. Это и есть поле, где учащиеся могут проявить инициативу по приобретению знаний.

   На уроках биологии лабораторные работы являются одной из форм активизации познавательной деятельности. Они позволяют учащимся осуществить необходимые наблюдения исследовательского характера за различными  биологическими объектами и процессами, провести анализ, сравнить, сделать вывод или обобщение. Важное значение для развития учащихся при выполнении лабораторных работ имеет вводная беседа учителя, в которой он определяет проблему и ставит цель. Учитель разъясняет ход лабораторной работы, раздает инструктивные карточки или задания, указывает на форму записи результатов наблюдений (текстовая запись, схема, таблица), ставит проблемные вопросы для выводов и обобщений.

Лабораторные и практические работы являются частью учебной программы и их выполнение обязательно для каждого учителя. Программа указывает необходимый минимум таких работ. При наличии материальной базы учитель может в пределах разумного увеличить их количество. Лабораторная работа может занимать весь урок или только его часть. Однако в отдельных случаях при сложности занятия можно при согласовании провести одно лабораторное занятие в течение двух уроков. Работа учеников на лабораторном занятии может быть организована как 1) фронтальная; 2) групповая работа учеников.

Структура лабораторных и практических работ

Лабораторная работа

1. Постановка задач.

2. Конструктивная беседа об особенностях содержания изучаемого материала.

3. Самостоятельное выполнение наблюдений и опытов.

4. Фиксация результатов. Формирование выводов.

5. Заключительная беседа.

Практическая работа

1. Постановка задач.

2. Выявление опорных знаний и умений учащихся, необходимых для проведения работы.

3. Инструктивная беседа об особенностях методики выполнения работы с демонстрацией приемов работы.

4. Пробное выполнение операций с анализом ошибок.

 5. Тренировочные упражнения для закрепления умений и навыков.

6. Заключительная беседа с фиксацией результатов в случае необходимости.

Современный учитель биологии работает в эпоху масштабного обновления системы образования, вызванной глобальной информатизацией общества, формированием информационной образовательной среды и экономики, основанной на знаниях. Главный смысл модернизации образования заключается в достижении качественных образовательных результатов, что тесно связано с современными видами учебной деятельности, определяемыми использованием инновационных образовательных технологий, методов, организационных форм и средств обучения. Одним из важнейших условий применения таких видов учебной деятельности является переход к информационной образовательной среде на базе средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Принципиально новые дидактические возможности этой среды обеспечивают реализацию инновационных технологий, способствующих достижению современных образовательных результатов – личностных, метапредметных и предметных, определенных Федеральными государственными образовательными стандартами начального и основного общего образования

Биология так же, как физика и химия, остро нуждается в обновлении средств обучения. Проведение таких биологических экспериментов, как изучение кислотности почвы, интенсивности дыхания (растений, животных, грибов, человека), фотосинтеза, транспирации растений, влияния физических упражнений на температуру тела, кровяное давление, частоту пульса, электрокардиограмму человека и многих других требует не только качественной, но и количественной обработки данных. Поэтому введение ЦЛК по биологии в образовательный процесс – насущная необходимость. 

Под цифровым лабораторным комплектом (ЦЛК)  понимается комплекс из персонального компьютера, соответствующего программного обеспечения, набора датчиковых систем (модулей) и учебно-инструктивные материалы для учителя и ученика для проведения учебного эксперимента

Использование в учебном процессе цифровых лабораторных комплектов позволяет решить следующие задачи:

1. Реализовать принцип наглядности в учебном процессе. 

2. Показать необходимость практических экспериментов при изучении предметов естественнонаучного цикла. 

3. Обеспечить точность проводимых измерений. 

4. Повысить ИКТ-компетентность учителя и ученика. 

5. Облегчить труд учителя.

В практике моей работы значительное место уделено деятельностному подходу к обучению, который включает проблемное преподавание, элементы технологии критического мышления, а также развитие творческой активности учащихся.

Одним из ценных свойств личности является ее самостоятельность. Признание самостоятельности ценным свойством личности влечет за собой необходимость ее развития в школе. Самостоятельность проявляется при усвоении учащимися знаний и овладении умениями. Это свойство формируется в учебном процессе в значительной степени при помощи так называемых самостоятельных работ: лабораторных и практических работ по биологии.

Самостоятельная работа – это такая учебная деятельность учащихся, которая осуществляется с разной степенью самостоятельности при выполнении заданий с целью усвоения знания или овладения умениями (авт. Бруновт Е. П., Богоявленская А.Е., Бровкина Е.Т. и др.).

Самостоятельная работа неразрывно связана с лабораторными и практическими работами. Познавательная деятельность учащихся при выполнении лабораторной работы с целью изучения нового материала направляется заданием (в рабочей тетради) или инструктивной карточкой, в которой указаны ход работы, последовательность выполнения действий учащимися, предусматривается формулирование вывода, ответ на вопросы, заполнение таблицы, схемы и т. д.

Выполняя работу, учащиеся пишут в своих тетрадях краткие ответы на вопросы, поставленные в задании.

Во время проведения лабораторных работ при изучении первых тем курса биологии школьники вслух зачитывают каждый пункт задания, а я спрашиваю учащихся, как следует выполнять эту работу. Постепенно, при выполнении работ, степень самостоятельности повышается.

Лабораторные работы  являются одной из форм работы на уроках биологии для проверки знаний, умений и навыков, полученных при изучении отдельных тем и разделов. Лабораторные работы отражают не только теоретические знания учащихся, но также позволяют проверить их мыслительную деятельность, самостоятельность, внимание, концентрированность, творческий подход и воображение. Кроме того, лабораторные работы позволяют проявить свои умения и методическую грамотность самому учителю, который ищет новые подходы и методы в обучении учащихся, пытается их заинтересовать и вовлечь в изучение предмета.

На уроках биологии выполнение лабораторных работ занимает 10 - 30% от выполняемого по госпрограмме планирования.

Для обеспечения эффективной работы на уроке, а также для развития познавательного интереса, самостоятельных навыков работы и развития логического мышления я применяю инструктивные карты, которые позволяют добиться:

- экономии времени на объяснение техники выполнения работы

- использование дополнительного наглядного материала в виде рисунков и схем

- самостоятельности учащихся

Лабораторные занятия – занятия, на которых учащиеся под руководством учителя самостоятельно изучают предметы и явления природы.

Характерные признаки лабораторных занятий:

1. Проводят в классе (кабинете) биологии в специально отведенное время.

2. Объекты изучения даются учащиеся для непосредственного чувственного восприятия и детального изучения.

3. Учащиеся изучают полученные объекты на основе устного или письменного задания учителя.

Учебно-воспитательное значение лабораторной работы:

1. Загружают детей работой.

2. Развивают наблюдательность.

3. Обеспечивает полное представление об объектах, т. к. в восприятии принимают участие различные органы чувств.

4. Представление прочно удерживаются в памяти. Лабораторные работы учат приобретать знания самостоятельно. В процессе занятий учащиеся приобретают практическое умения.

Этапы проведения лабораторной работы:

1. Восстанавливают в памяти знания, имеющих связь с содержанием предыдущих занятий.

2. Постановка задачи лабораторной работы. Цель записывается в тетрадь учащихся, т. к. она определяет направление физической и мыслительной деятельности учащихся и облегчает формулировку вывода.

3. Обеспечить технику безопасности.

4. Выполнение работы с учащимися.

5. Оказание учителем помощи учащимся, допускающим ошибки, или затрудняющимся при выполнении задания.

6. Фиксирование учащимися в тетради результатов наблюдений в виде записей, схем, рисунков (проводится одновременно с работой или после).

7. Заключительная беседа, которая подведет детей к выводу.

8. Вывод.

Инструктивная карта для выполнения лабораторной работы печатается для каждого учащегося или на каждую парту по одной. При необходимости можно использовать интерактивную доску для демонстрации красочных иллюстраций, так как в напечатанном виде все иллюстрации черно-белые.

Инструктивная карточка по работе с микроскопом

ПРАВИЛА ПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОСКОПОМ

• Ставить и перемещать микроскоп надо аккуратно, не ударяя о крышку стола.
• Нельзя класть на предметный столик посторонние предметы.
• Нельзя касаться поверхности линз пальцами, так как это загрязняет их.
• Необходимо тщательно удалять жидкости, попадающие на микроскоп во время работы.
• Запрещается разбирать объективы, окуляры и другие части микроскопа.

ПОРЯДОК РАБОТЫ С МИКРОСКОПОМ

1. Микроскоп поставьте на стол, предметным столиком от себя.
2. Приблизьте глаз к окуляру. Наблюдая в окуляр, вращайте зеркало до тех пор, пока всё в поле зрения не окажется равномерно освещённым.
3. Вращая винты, опустите предметный столик, положите на него микропрепарат и прижмите его зажимами.
4. Поднимите предметный столик так, чтобы объектив оказался от плоскости микропрепарата на расстоянии 6 мм.
5. Наблюдая в окуляр, очень медленно опускайте предметный столик до тех пор, пока в поле зрения не появиться изображение микропрепарата.
6. Найдя изображение, ещё более медленным вращением винтов добейтесь наиболее резкого изображения микропрепарата.

Лабораторная работа № ….

«Изучение строения водорослей»

(инструктивная карточка)

Цель: изучить особенности строения зелёных водорослей на примере спирогиры, хламидомонады..

Оборудование: микроскоп, готовый микропрепарат многоклеточной зелёной водоросли спирогиры.

Ход работы

1. Подготовьте к работе микроскоп, используя инструктивную карточку.

2. Рассмотрите микропрепарат под микроскопом.

3. Пользуясь текстом §     и рис.     на с.    , найдите на микропрепарате клетки нити спирогиры и их органоиды: оболочку, цитоплазму, ядро, спиральный хроматофор.

4. Сделайте схематичный рисунок в тетрадь и подпишите соответствующие органоиды.

5. По такой же схеме ( п 3. и п.4) изучите особенности строения одноклеточной водоросли хламидомонады.

При описании водорослей используйте план «Характерные признаки отдела»

• Места обитания (водоёмы с пресной или морской водой, глубина)
• Особенности строения слоевища (в т.ч. наличие или отсутствие ризоидов)
• Особенности строения клеток
• Пигмент, способный использовать энергию солнца при фотосинтезе
• Размножение

6.Сформулируйте вывод по работе ( см цель.)

Лабораторная работа № …

«Изучение внешнего строения мхов»

(инструктивная карточка)

Цель: изучить особенности внешнего строения мхов, на примере мха сфагнум.

Оборудование:  экземпляры мха сфагнум; лупа, микроскоп; лабораторное оборудование: чашка Петри, стакан, предметное стекло, покровное стекло, препаровальная игла, пипетка; салфетка; вода

Ход работы

1. Рассмотрите с помощью лупы внешнее строение сфагнума. Найдите стебли, различные типы боковых веточек, листья. Есть ли у сфагнума ризоиды? (Для уточнения сведений о внешнем строении сфагнума используйте статью «Сфагновые, или торфяные, мхи» или текст учебника).

2. Рассмотрите микропрепарат под микроскопом. Найдите узкие длинные хлорофиллоносные клетки и крупные водоносные клетки. Определите, какую функцию они выполняют (Для уточнения сведений о строении листьев сфагнума используйте статью «Сфагновые, или торфяные, мхи» или текст учебника).

3. Аналогичным образом изучите особенность строения еще одного объекта, по вашему выбору ( см учебник)

3. По результатам выполнения лабораторной работы сделайте рисунок мха сфагнум в лабораторную тетрадь, укажите части данного объекта, заполните таблицу и сформулируйте вывод ( см цель)

Таблица «Особенности строения мхов»

Сфагновые, или торфяные, мхи

Листья современных представителей без жилки, ископаемых — с жилкой. Веточные и стеблевые листья у большинства видов различны по форме. Клеточная сеть и тех и других устроена одинаково. Однослойная пластинка листа образована клетками двух родов: 1) крупными, мертвыми, лишенными содержимого, бесцветными и 2) мелкими, живыми, содержащими хлоропласты. Часто клеточную сеть сфагнов сравнивают с рыболовной сетью. Если представить сеть с шестисторонне-ромбоидальными ячеями, то ячея (дырка) будет изображать мертвую, лишенную содержимого клетку (в сухом состоянии она заполнена воздухом, во влажном — водой), а нить, из которой сплетена сеть,— живые, фотосинтезирующие клетки. Соответственно числу сторон каждая воздухоносная клетка окружена шестью живыми (рис.18). Стенки этих воздухоносных клеток снабжены спиральными утолщениями, создающими жесткий каркас, препятствующий спадению стенок при отсутствии в клетках воды. В стенках клеток (и живых и мертвых) множество пор, посредством которых полости сообщаются между собой и с окружающим их пространством. В целом тело сфагна представляет сложнейшую систему связанных друг с другом и с внешним пространством    полостей,     общий     объем которых во много раз превосходит суммарный объем живых клеток. Это и создает совершенно фантастическую гигроскопичность сфагнов. Спорогон состоит из коробочки и стопы. Он помещается на верхушке особого — безлистного — выроста гаметофита (ложная ножка, или псевдоподий), имитирующего обычную ножку бриевых мхов. Подкласс включает 2 порядка.

Часть листа современного представителя рода Sphagnum, относящегося к порядку сфагновых

ПОРЯДОК СФАГНОВЫЕ МХИ, СФАГНЫ — SPHAGNALES

Современный порядок. 1 семейство (Sphagnaceae) и 1 род (Sphagnum). Около 300—350 видов. Распространены представители порядка в целом по всему земному шару. Имеют большое фитоценотическое и ландшафтное значение в умеренных и высоких широтах, выступая доминантами и эдификаторами верховых и отчасти переходных болот. Наиболее высокий процент эндемичных видов — в горных районах Южной Америки.

В Советском Союзе произрастает 42 вида сфагнов. Все они повышенно влаголюбивы и приурочены главным образом к болотам, заболоченным лесам и сырым скалам. Распространены они почти по всей территории страны, по их мало на юге — на Кавказе, в Крыму и в Средней Азии.

ПОРЯДОК ПРОТОСФАГНОВЫЕ МХИ — PROTOSPHAGNALES

Представлен только вымершими, ископаемыми формами палеозойского возраста (пермскими). Листья, как и у современных сфагновых мхов, имеют клетки двух родов — хлорофиллоносные и водоносные. Однако дифференциация этих клеток, как правило, не столь велика, как у современных видов. Главное отличие от современных форм — наличие у листьев жилки (рис. 19).

Часть листа представителя ископаемого порядку сфагновых

Порядок был открыт и описан советским палеоботаником М. Ф. Нейбург из пермских отложений Западной Сибири и севера европейской части России. Protosphagnales — единственный порядок мохообразных, представленный только ископаемыми формами. Открытие этого порядка — одно из самых значительных достижений в изучении ископаемых бриофитов.

В настоящее время к этому порядку относят 5 видов, принадлежащих 3 родам — Junjagia, Vorcutanullaria и Protosphagnum. Наиболее широко распространен Protosphagnum nervatum. Он встречается в угольных бассейнах на территории юга Западной Сибири, восточной части Западной Сибири и западной части Восточной Сибири, а также на северо-востоке европейской части России.

Лабораторная работа №

«Изучение размножения папоротника»

(инструктивная карточка)

Цель: изучить особенности размножения папоротников.

Оборудование: листья страусопера с мешочками со спорами; микроскоп; готовые микропрепараты «сорус папоротника», «заросток папоротника».

Ход работы

1. Рассмотрите нижнюю поверхность листьев папоротника страусопёра, на которой находятся группы бурых мешочков со спорами (сорусы).

2. Рассмотрите под микроскопом микропрепарат поперечного среза листа папоротника. Найдите пары мешочков со спорами (сорусы), покрытые покрывалами.

3. Рассмотрите под микроскопом микропрепарат заростка папоротника. Определите его форму. Найдите тонкие одноклеточные ризоиды и тёмный участок в центре заростка – мужские и женские половые органы, в которых созревают гаметы. Зарисуйте заросток и подпишите его части.

4. Опишите, используя текст §   и рис.   на с.  ,  размножение папоротника по плану