Лабораторная работа по биологии: «Изучение особенностей различных покровов тела. Проведение опытов по химии»
учебно-методический материал по биологии

Станция: «Природа Арктики» - оценка приспособляемости живых существ к условиям арктической зоны.

Лабораторная работа по биологии: «Изучение особенностей различных покровов тела.  Проведение опытов по химии»

Бинарный урок – биология, химия.

                                                                                             учитель биологии Дубровина И.В.

                                                                                             учитель химии Цвилышен Н.С.

Цель урока: сформировать у учащихся представления об эволюции покровов тела животных; показать их усложнение, выяснить особенности покровов арктических животных, приспособление их к среде обитания, интегрировать знания о свойствах покровов северных животных и материалах, изготовленных на основе этих свойств.

Планируемые результаты:

личностные: воспитание экологической культуры учащихся, формирование бережного отношения к окружающей среде; умение оценивать жизненные ситуации с точки зрения безопасного образа жизни и сохранения здоровья; оценивать экологический риск взаимоотношений человека и природы; понимать социальную значимость и содержание профессий, необходимых для работы в арктической зоне, связанных с биологией и химией.

предметные: формирование знаний о покровах тела различных животных, особенностях покровов арктических животных,

метапредметные: развивать навыки работы с картами, видеть проблему, анализировать, формулировать цели, находить нужную информацию в разных источниках.

Оборудование и средства обучения: учебник, нетбуки, таблицы «Строение клетки», «Строение кожи млекопитающих», индивидуальные оценочные листы, чучела животных разных типов, раковины моллюсков, перья, чешуя рыб.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Приветствие команд.

2. Мотивационный этап. Актуализация опорных знаний. 

     Учитель биологии: Прежде всего хотела бы поблагодарить вас за проделанную работу по подготовке к сегодняшнему модулю. Мне очень понравились ваши стенды и тот материал, который вы подготовили. Вы и сами узнали много нового, а также познакомили всех остальных с особенностями Арктики, её обитателями, природными богатствами. Меня заинтересовала статья об отважном исследователе Арктики Георгии Седове. Вы читали эту статью на стенде? Что случилось с его экспедицией?

СЛАЙД: Фотография Г.Седова

Учитель биологии: Они предприняли попытку достичь Северного полюса на собачьих упряжках, но погибли от переохлаждения. Да, климатические условия Арктики очень суровые. Но как же животные приспособились к такому лютому холоду. Давайте отметим на вашей контурной карте некоторых обитателей полярного Севера, а вы посмотрите на их внешний вид и подумайте какие особенности позволяют им выжить в столь холодном климате.

СЛАЙД: животные Арктической зоны.

Учитель биологии: Итак, ваше мнение?

Предполагаемые ответы: тёплый мех, толстый подкожный слой жира, толстые лапы и защитная белая окраска и т.п.

Учитель биологии: Пометьте эти особенности на обратной стороне вашей карты, возможно это пригодится вам на заключительном этапе мероприятия. Если мы посмотрим на других животных, то можем отметить, что все они сильно отличаются друг от друга.

- Как объяснить такое огромное многообразие живых организмов?

Предполагаемый ответ: результат эволюции, приспособленность организмов к среде обитания.

3.   Изучение нового материала.

Учитель биологии: Сегодня мы с вами будем изучать эволюцию органов, которые защищают животных от воздействия окружающей среды. Что это такое?

Предполагаемый ответ: покровы тела.

СЛАЙД: Тема практического занятия «Изучение особенностей различных покровов тела».

- Как вы считаете какие функции, кроме защитной могут выполнять покровы разных животных

СЛАЙД: Функции покровов тела

• Защита от механических повреждений

• Регулирование температуры тела

• Предохраняют организм от потери воды

• У многоклеточных участвуют в обмене веществ

4. Практическая работа.

Учитель биологии: Особенности покровов животных от одноклеточных до млекопитающих вы изучите самостоятельно по инструкции в вашем оценочном листе, используя материал учебника и дополнительные источники (интернет – ресурсы, дополнительная литература, текст на нетбуках, подготовленный учителем). Работайте самостоятельно, а затем мы обсудим некоторые вопросы.

(Инструкция для выполнения типовой лабораторной работы приводится в оценочном листе, см. приложение 1)

Цель: систематизирование знаний о покровах тела, начиная с простейших и включая покров тела млекопитающих.

Вывод: эволюция покровов тела шла по пути увеличения числа слоев и появления в них новых образований: ресничек, желез, известковых и хитиновых покровов, чешуй, когтей, перьев, волос, рогов, копыт и т.д.

Учитель биологии: Давайте проверим ваши записи (презентация)

Учитель химии:

В ходе лабораторной работы вы ознакомились с функциями покровов тела животных и выяснили, что одной из них является защитная.

Например, в условиях Арктики мех северного оленя защищает его, в первую очередь, от низких температур и холодных ветров. Как же связано строение меха оленя с той функцией, которую он выполняет? Например, сейчас мы с вами находимся в теплом классе, а на дворе холодно. Что же отделяет нас от этой стужи?

Ответ: Окна.

Давайте теперь внимательно рассмотрим строение окон в нашем классе, и подумаем, что именно позволяет им сохранять тепло?

Ответ: Воздух между окнами является хорошим теплоизолятором.

Правильно. Оказывается, мех северного оленя тоже внутри полый. Именно это свойство и делает его таким теплым. Издавна коренные народы Крайнего Севера шили свою одежду из оленьего меха.

Слайд: «Одежда народов Крайнего Севера».

В наше время идет интенсивное освоение Арктики. Чтобы выжить в Заполярье, люди должны дать отпор главному врагу человека в этих широтах – жуткому, пронизывающему до костей, холоду. Значит, одежда имеет решающее значение для сохранения жизни в таких природных условиях. Подумайте, каким требованиям она должна соответствовать?

Ответ: Быть теплой, легкой, защищать от ветра

Давайте рассмотрим еще одно требование. Для этого поведем небольшой эксперимент: обверните, пожалуйста, руку полиэтиленовым пакетом и подержите так несколько минут. Что вы чувствуете?

Ответ: Рука потеет и становится мокрой.

Почему?

Ответ: Полиэтилен не пропускает влагу.

Какой вывод из этого мы можем сделать?

Ответ: Одежда должна быть сшита из материала, который хорошо впитывает влагу.

А теперь давайте посмотрим на одежду современного полярника.

Слайд: «Одежда полярника».

Чем она отличается от одежды коренных народов Севера?

Ответ: Она менее объемная, а значит более легкая.

А как вы думаете, холодно ли человеку в такой одежде?

Ответ: Человек стоит спокойно, чувствует себя комфортно, а это значит, ему не холодно.

Так что же представляет собой одежда современного полярника?

Современный полярный комплект спецодежды насчитывает три слоя (что похоже со строением окон в нашем классе). Это – термобелье, свитер и комбинезон или куртка.

Все эти вещи изготовлены по новым технологиям из мембранной ткани. Чтобы понять строение этого материала, давайте вспомним сначала строение и функции мембраны животной клетки. (Используя таблицу «Строение клетки», вспоминаем главную функцию мембраны: избирательную проницаемость).  Подобным образом работает мембранный слой в тканях.

Слайд: «Строение мембранной ткани».

 Мембранная ткань – это инновационный материал, с помощью которого поверхность одежды наделяется защитными качествами. В сущности – это пленочное покрытие или пропитка, которые избирательно пропускают маленькие молекулы наружу, а большие задерживают внутри. Молекулы воды извне в пакет не просачиваются. В процессе изготовления формируется химическая структура, позволяющая одежде выступать надежной защитой от холода, ветра и дождя. Одежда обеспечивает комфортный микроклимат в любых условиях. Например, защищая от сильного мороза, ткань также способствует выведению влаги, благодаря циркуляции воздуха (пот выделяется наружу, но ткань при этом остается сухой, ничего не пропуская вовнутрь). А значит, такая одежда соответствует всем вышеупомянутым требованиям.

Но тёплая одежда – это только одна из проблем.   Еще одной очень важной проблемой является строительство жилья. Специфика Арктической зоны в том, что продуваемость там намного выше, чем в других районах. Каким же требованиям должно соответствовать это жилье?

Ответ: Оно должно быть теплым, защищать от ветра. Строить его нужно быстро (погодные условия, короткое северное лето). Кроме того, по возможности, такое жилье должно быть транспортабельным.

Всем, перечисленным выше требованиям, как раз и соответствуют новые модульные мобильные строения. Мобильные – потому, что их можно перемещать с одного места на другое. Модульные – потому, что они состоят из отдельных блоков, которые называются сэндвич-панелями. Рассмотрим их строение и сравним с покровами тела животных.

Табл. «Строение кожи». Слайд: «Строение сэндвич – панелей».

Что, на ваш взгляд, между ними общего?

Ответ: Прочное металлическое покрытие можно сравнить с эктодермой кожи, потому, что они выполняют одинаковую защитную функцию. А средний слой сэндвич – панели, так же, как и жировая подкожная клетчатка, является хорошим теплоизолятором. Дом из таких сэндвич – панелей будет защищать от дождя и ветра, хорошо сохранять тепло, и его можно будет собрать в течении нескольких часов.

Ознакомимся с другими передовыми разработками, которые используют в Арктике для сбережения тепла и обогрева.

Учёные из Новосибирского института предложили метод превращения холода в тепло на основе разницы температур воздуха и водоёмов в северных регионах. Для ознакомления с принципом работы этого метода, проведём эксперимент.

Описание опыта: налить в пробирку воды, потрогать пробирку, она холодная. Добавить небольшое количество серной кислоты. Пробирка стала тёплой.

Вывод: при взаимодействии кислоты с водой выделяется теплота.

Если пористую поверхность пропитать веществом с такими же свойствами, то поглощая влажный воздух, материал будет выделять тепло. Учёные предложили использовать в качестве утеплителя жилых домов обычный активированный уголь, который имеет такую же пористую поверхность, которая при соответствующей обработке, будет впитывать влагу и выделять тепло.

Таким образом, именно новейшие достижения науки и техники помогают нам   продвигаться дальше на Север и осваивать Арктику.

5. Закрепление изученного материала.

Учитель обращает внимание ребят на вопросы, сформулированные в индивидуальном оценочном листе (см. приложение1)

6. Рефлексия.

Учитель химии: что вы можете сказать о роли современных достижений науки в освоении человеком Арктики? Какие новые профессии в связи с этим будут востребованы в ближайшее время?

Ответы учащихся.

Учитель биологии. В таком случае помогите нам закончить урок -  выберите одно предложение и продолжите фразу:

Сегодня я на уроке узнал…

У меня появился вопрос…

На уроке я научился…

Я испытывал затруднения…

Мне было интересно…

Меня удивило…

7. Итоги урока.

Учитель биологии: поскольку вам предстоит обобщить полученные знания при выполнении проекта советую занести самые важные моменты урока на ваши контурные карты и индивидуальные оценочные листы.