Учебно-исследовательская деятельность как средство достижения метапредметных результатов
статья по биологии (8 класс)

Аннотация: в статье рассматривается учебно-исследовательская деятельность школьников как средство развития универсальных учебных действий и достижения метапредметных результатов. Представлены этапы организации, структура учебного исследования на примере конкретной работы учащихся.

      Учебно-исследовательская работа в настоящее время является частью процесса обучения, позволяющая раскрыть и развить учебный и творческий потенциал учащихся, углубить знания, способствует личностному росту учащихся, их профессиональному определению, взаимодействию с другими участниками образовательного процесса. Проводимый школьниками эксперимент, или используемые методы наблюдения, измерения и др.,  позволяют приобрести не только знания, но и реальный опыт владения методами науки. Т.к. на завершающем этапе необходимо представить результаты работы, есть возможность формировать навыки публичного выступления, выбора наиболее выгодного способа представления результатов исследования, социализироваться, получить оценку со стороны таких же учащихся и более опытных наставников. Опыт, получаемый учащимися, включенными в исследовательскую работу, обязательно способствует росту самостоятельности, самодисциплины, развитию ответственности и деловых качеств.

Исследовательская работа предполагает определение:

1. темы исследования;
2. объекта исследования;
3. предмета исследования;
4. цели;
5. задач, способствующих достижению цели;
6. гипотезы (или гипотез);
7. методов.

Теоретическая часть исследования позволяет углубиться в тему, найти основные опорные точки или проблемные зоны, требующие исследования, освоить понятийный аппарат, ознакомиться с различными источниками информации. Практическая часть позволяет получить собственные данные для анализа, сравнения, подтверждения или отрицания выдвинутой ранее гипотезы. В конечном итоге, после проведенного исследования делаются выводы в соответствии с поставленной целью. Важной частью исследовательской работы учащихся является представление результатов своей работы. В зависимости от уровня возможно выступление на уроке по соответствующей теме, на занятиях внеурочной деятельности, кружка. Более высокий уровень предполагает участие в научно-практической конференции. Другими словами, каждый сможет получить опыт публичного выступления перед аудиторией.

 В качестве примера представлена работа ученицы 8 класса по теме «Влияние различных факторов на частоту пульса», выполненная по биологии в рамках Школьной научно-практической конференции.

Влияние различных факторов на пульс человека

Крылова Вероника, 8в класс, ГБОУ гимназия №528

Руководитель: Кузнецова С.А., учитель биологии

В настоящее время внимание к своему здоровью уже стало одной из характерных черт человека. Все больше людей следуют принципам здорового образа жизни. Занятия спортом, посещения  тренажерных залов помогают тренировать не только мышцы, но практически все системы органов, в том числе, и сердечно - сосудистую. При этом важно научиться контролировать свое состояние,  причем, способами, которые являются доступными и не требуют больших затрат времени и материальных ресурсов. Частота пульса - один из важных показателей состояния организма и измерить ее можно в различных условиях, где бы не находился человек, в том числе и не занимающийся спортом.

Любому человеку известны случаи, когда ощущается усиленное сердцебиение. Это случается не только при физической нагрузке, но и при волнении, при болезненных состояниях, даже при переходе от ходьбы к бегу  мы ощутим более частый пульс.  

           Целью данного исследования являлось  выявление того, как различные факторы влияют на пульс.

Объект исследования  - учащиеся 8 класса.

          Предмет исследования - изменение частоты пульса.

          Методы исследования - эксперимент, измерение.

          Гипотеза: пульс человека изменяется в зависимости от действия различных факторов, при увеличении нагрузки частота пульса увеличивается.

                   Для достижения цели были определены следующие задачи:

1. Подобрать и изучить источники информации.
2. Провести исследование пульса  в разных условиях (в зависимости от времени суток, физической нагрузки, эмоционального состояния).
3. Сравнить полученные результаты, сделать выводы.

Пульс (от лат. Pulsus – удар, толчок), периодическое  толчкообразное расширение стенок артерий, синхронное с сокращениями сердца [1]. Механизм возникновения пульса связан с работой сердца, кровеносных сосудов и особенностями движения крови в них.

Сердце представляет собой мышечный насос, который  обеспечивает перемещение крови с содержащимися  в ней веществами по всему организму. Оно  сокращается в соответствии с фазами цикла, наблюдается чередование фаз сокращения предсердий (продолжительность 0,1с), желудочков 0,3с) и полного расслабления (0,4с). Простые подсчеты показывают, что частота сердечных сокращений (ЧСС) в среднем у взрослого человека составляет 75 ударов в минуту.

Кровь ритмично выбрасывается в аорту и легочную артерию, это создаёт колебания внутри артериального русла и приводит к эластичному растяжению стенок артерий.  Сердце сокращается ритмично, поэтому ритмичными будут и колебания стенок сосудов, а его частота будет соответствовать частоте сердечных сокращений.

             Пульс характеризуется частотой, ритмом, напряжением, наполнением, скоростью. Вне специальных медицинских исследований наиболее часто определяются частота пульса и ритм. В данной работе исследовалось влияние факторов на частоту пульса.

Частота пульса – это количество пульсовых волн в 1 минуту.  Она зависит:

- от возраста: у новорождённых детей частота пульса около 140 уд/мин., у детей до одного года 120 - 140 уд/мин; с возрастом она постепенно снижается, достигая к 4 - 5 годам в среднем 100, к 7 годам   85 - 90, у  детей 10 лет  75  -  85 уд/мин.; у взрослого человека (с 16 -18 лет) обычно 60 - 80 уд/мин. [3]; у пожилых людей частота пульса обычно ниже и нередко бывает меньше 60;

-от половой принадлежности : у мужчин 60-80 ударов в минуту, а у женщин — на 5-10 ударов больше;

- от положения тела: у здоровых взрослых людей в горизонтальном положении частота пульса от 60 до 80 уд/мин; при переходе в вертикальное положение она, как правило, возрастает на 5 - 15 уд/мин.;

- от роста человека (чем рост выше, тем меньше частота);

- от времени суток: с 8 до 12 часов она максимальная, до 14 часов пульс постепенно замедляется, с 15 часов вновь несколько учащается, достигая наибольшей величины к 16 -20 часам, а в середине ночи, когда человек спит, пульс самый медленный;

- от приёма пищи: учащается при употреблении большого количества еды, особенно жирной или сладкой, от холодных напитков пульс становится реже;

- от эмоционального состояния – повышается при психическом напряжении, волнении;

-от физической нагрузки: он может ускоряться до 200 и более ударов в минуту.

В целом, изменения частоты пульса связаны с нервно-гуморальным влиянием и обеспечивают приспособления жизнедеятельности человека к разным факторам, условиям, в которых живет каждый конкретный человек.

В эксперименте пульс измерялся с помощью пальпации. Этот способ не требует специальной подготовки и всегда доступен. Необходим прибор, измеряющий время в секундах (секундомер, часы, цифровые приборы в режиме секундомера). Замер производится не менее, чем за ½ минуты  и умножается на 2.  В случае неправильного ритма за 1 минуту.

Для подсчета частоты пульса подходят те участки нашего тела, где артерии расположены близко к поверхности кожи (на шее, виске, запястье, в паховой области). Удобно прощупывать на запястье руки, у основания  большого пальца, т. к. здесь близко проходит лучевая артерия.

Порядок действий:

• Расположить запястье на уровне сердца на ладони второй руки;
• Нащупать пульс на ладонной стороне по тому краю, где находится большой палец (со стороны мизинца пульс обычно не прослушивается, это связано с расположением лучевой артерии);
• Обхватить пальцами руки запястье так, чтобы указательный палец оказался ближе к лучезапястному суставу;
• Слегка надавить подушечками пальцев на запястье в направлении лучевой кости [2].

В эксперименте принимали участие ученицы 8-х классов ГБОУ гимназии № 528: Вероника, Полина, Милана, Александра. Все участники выполняли измерение частоты пульса методом пальпации с последующей фиксацией результата:

а)  утром в 7 часов 30 минут, днём в 14 часов 40 минут и вечером в 20 часов в состоянии покоя, сидя;

б) до и после выполнения физического упражнения – приседания (20 раз)

в) в состоянии полного эмоционального покоя в положении сидя и сразу после воздействия фактора испуга (показа видеоролика с пауком), через 3 и 5 мин.

Для оценки способности сердечно-сосудистой системы восстанавливаться после нагрузки использовалась функциональная проба  Мартине - Кушелевского ( без измерения давления) [5]. Для эксперимента «б» оценка учащения пульса производилась по формуле:  ЧСС (частота сердечных сокращений) после нагрузки – ЧСС до нагрузки / ЧСС до нагрузки. Результат фиксировался в процентах. Учащение пульса до 25% характеризует отличное состояние сердечно- сосудистой системы; на  25-49%  -  хорошее состояние; на 50 – 75%  - удовлетворительное состояние; более,  чем на 75%   -  неудовлетворительное состояние [5].

Результаты исследования отражены на диаграммах и в таблице.

Диаграмма  №1. Изменение частоты пульса в зависимости от времени суток

Вывод:  пульс в течение суток у всех исследуемых непостоянный, он изменяется, достигая максимума в вечернее время, но находится в допустимых пределах возрастной нормы, в диапазоне от 60 до 90 уд/мин.

Таблица. Оценка увеличения частоты пульса при физической нагрузке

Диаграмма №2.  Изменение частоты пульса при физической нагрузке

        Вывод: пульс после физической нагрузки у всех участников увеличился в среднем на 47 (от 46 до 50) уд/мин. После паузы на отдых (2-3 мин) восстановился до значений, близких к исходным. Показатели работоспособности сердечно - сосудистой системы находятся в пределах «отлично» и «хорошо».  Участник  Милана показала  наилучшие результаты. Это соответствует тому, что она активно занимается спортом.

Диаграмма  №3.  Изменение частоты пульса при изменении эмоционального состояния

Выводы:  при воздействии эмоционального фактора испуга пульс учащается, как и при умеренной физической нагрузке. Восстановление пульса произошло в нормальных пределах времени.

Таким образом, результаты подтвердили гипотезу. Пульс изменяется под действием различных факторов.

1. Частота пульса изменяется в течение суток. Вечером наблюдается максимальное увеличение частоты пульса.
2. Частота пульса изменяется (увеличивается) при физических и эмоциональных нагрузках.
3. После окончания воздействия физических и эмоциональных нагрузок частота пульса возвращается к исходным значениям.
4. По увеличению частоты пульса при нагрузках и времени,  необходимому для восстановления частоты пульса после нагрузок, можно судить о состоянии сердечно сосудистой системы.
5. Измерение пульса – удобный способ для постоянного самоконтроля за состоянием сердечно-сосудистой системы.

Список использованных источников информации

1. Биологический энциклопедический словарь /Режим доступа: https://gufo.me/dict/biology/%D0%BF%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%81
2. Как и чем измерять пульс. // Режим доступа: https://beurer-belarus.by/reviews/poleznaya-informatsiya/kak-i-chem-izmeryat-puls/
3. Пульс. Большая Российская энциклопедия./ Режим доступа: https://bigenc.ru/biology/text/3173038
4. Пульс /Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Пульс
5.  Функциональная проба Мартине - Кушелевского/ Режим доступа: https://uma.by/lady-fit/fitnes/funktsionalnaya-proba-martine-kushelevskogo.html