Структура интегрированного урока по математике и экологии.

1. Организационный момент. Целеполагание.
2. Разминка (устный счёт).
3. Повторение правил и законов экологии.
4. Решение задач (2 задачи) и их защита.
5. Домашнее задание: решение задачи

Тема урока: «Законы и правила экологии. Решение задач».

Класс: 11А

Учителя: Ракицкая Е.Г., Шмырёва М.А.

Цель: с помощью метапредметного подхода культивировать внутреннюю познавательную мотивацию обучающихся.

Задачи:

1. Формирование личностных и коммуникативных компетенций: 

Научиться формулировать собственное мнение и позицию, аргументировать и координировать её с позициями партнёров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельности;  устанавливать и сравнивать разные точки зрения, прежде чем принимать решения и делать выбор.

2. Развивать познавательные универсальные учебные действия:

• осуществлять расширенный поиск информации с использованием ресурсов Интернета;

• научиться создавать и преобразовывать модели и схемы для решения задач;

• осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий;

• устанавливать причинно-следственные связи.

Оборудование: мультимедийное оборудование, раздаточный материал: листы бумаги, маркеры, карточки с заданиями.

1. Организационный момент. Приветствие. Организация малых групп (4 группы обучающихся).

«Математика – это язык, на котором написана книга природы»

Сегодня вам предстоит использовать знания математики и экологии для решения конкретных проблем, которые возникают в окружающем мире. Вы как исследователи природы будете искать наиболее эффективные способы решения задач, вам представиться возможность формулировать собственное мнение и позицию. Но не забываем о правилах сотрудничества: нужно уметь слушать собеседника, корректно делать  замечания, чётко аргументировать свою точку зрения.

2. Разминка (устный счёт).

А) Брошенная на землю кожура от банана в нашем климате разлагается около 2 лет. Брошенный окурок сигареты разлагается на два года дольше. Пластиковый пакет разлагается на восемь лет дольше, чем окурок. Сколько лет потребуется для того чтобы разложился пакет? На сколько лет раньше разложится кожура от банана?    (Ответ: 12 лет, на 10 лет)

Б) В мире ежегодно добывается 1600 млн. м2  древесины , около 20% всей древесины идёт на топливо. Сколько кубических метров древесины ежегодно сжигается? (Ответ 320 млн. м2)

В) Всем известно, что запасы пресной воды ограничены. Если из крана бежит струя толщиной с карандаш, то за 1 минуту в канализацию уходит 3 литра воды. Сколько литров воды бесполезно вытекает из 3 кранов, оставленных учениками на перемене? Перемена 15 мин.  (Ответ: 135 литров)

Г) На производство бумаги требуется 17 деревьев. Каждая тонна макулатуры спасает эти деревья от вырубки. Сколько нужно собрать макулатуры, чтобы сохранить 510 деревьев? (Ответ: 30 т.)

3. Повторение законов и правил экологии (приложение 1).

Правила Б. Комменера. Перечислите их и дайте пояснения.

Всё связано со всем.

Всё должно куда-то деваться.

За всё нужно платить.

Природа знает лучше.

Английский ботаник А. Тенсли ввел в науку понятие «экосистема»: любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот вещества. стр.116

Природные экосистемы могут быть разного объёма и протяженности: это и пруд, и океан, и лужа, и роща и т.д. Но структура экосистемы всегда одинакова: запасы биогенных элементов неживой природы, продуценты, консументы, редуценты.

Жизнь на нашей планете осуществляется как постоянный круговорот веществ, поддерживаемый потоком солнечной энергии – это основной принцип устойчивости экосистем.

Основные связи в экосистеме – пищевые или трофические.

Подсчитано, что на каждом этапе передачи вещества и энергии по пищевой цепи теряется примерно 90%, и только около одной десятой доли переходит к очередному потребителю. Это правило передачи энергии в пищевых связях организмов называется правилом 10 %. Стр.123

4. Решение задач (приложение 2).

1. Задачи на правило 10% (4 варианта задач).
2. Математическая задача с экологической составляющей.
3. Задача № 2

Представьте себе, что на Земле останется только один источник пресной воды – озеро Байкал. На сколько лет озеро Байкал обеспечит население всего мира водой? Что вы можете сказать об экологической ёмкости среды и демографических перспективах?

V – объём озера Байкал примерно 23500км3 ;

N – население Земли примерно 7 млрд. человек;

p – потребление воды в среднем на 1 человека в день – 300л.

Решение задачи оформите на листе бумаги. Обсудите варианты защиты вашего ответа.

4. Защита своего варианта решения задачи.

Условие задачи выше, в году 365 дней, в 1 л=1дм3,в 1км3= 1012дм3

Решение:

1. 365×300=109500 (л) -  воды в год на 1 человека
2. 109500×7×109= 7665×1011 (л) - потребление в год на всех людей
3. 23500 км3 = 235×1014 (дм3)
4.      235×1014 

   7665×1011

5.Рефлексия.

6. Домашнее задание: задача

Вы хотите завести в квартире слона. Рассчитайте, можно ли это сделать если известно, что он ест растительный корм; суточные энергетические траты слона составляют 40000 ккал, средняя калорийность растительного корма равна 4,0 ккал/г абсолютно сухой массы. Среднее содержание влаги в растительном корме – 90%. КПД ассимиляции пищи слоном = 40% от абсолютно сухой массы. Еще одно условие – вы не можете принести домой за один раз более 5 кг корма, а путь от дома до ближайшего магазина составляет 15 минут. Почему, исходя из условий задачи, вам не удастся завести слона в квартире?

Приложение 1.

Учебник «Основы экологии.  10-11 класс». Н.М. Чернова…

П.1    Закон оптимума. Закон ограничивающего фактора.

П. 6. Правило Аллена.

П. 9. Законы и следствия пищевых отношений. Правило Гаузе.

П. 10. Законы конкурентных отношений в природе. Правило Тинеманна.

П.13. Рост численности и плотность популяции.

П.14. Численность популяций и её регуляция в природе. Работы Ч.Элтона.

П.16. Законы организации экосистем.

П.17 .Законы биологической продуктивности. Правило 10%. Экологическая пирамида.

Правила Барри Коммонера:

• Всё связано со всем.
• Всё должно куда-то деваться.
• За всё нужно платить.
• Природа знает лучше.

Приложение 2.

Раздаточный материал

I вариант. Задача № 1.

На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3,5 кг, если цепь питания имеет вид:

Зерно пшеницы---- мышь-полёвка  -----  хорёк ----- филин.

Назовите продуценты, консументы (1,2.3, порядка). Какое звено в пищевой цепи наиболее уязвимо?

II вариант. Задача № 1.

На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно фитопланктона, чтобы вырос один белый медведь массой 150 кг, если цепь питания имеет вид:

Фитопланктон ----- мойва ------ треска ------тюлень -----белый медведь.

Назовите продуценты, консументы (1,2.3, порядка). Какое звено в пищевой цепи наиболее уязвимо?

III вариант. Задача № 1.

На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно травы, чтобы в тундре  вырос один песец  массой 45 кг, если цепь питания имеет вид:

Трава ------лемминг ------- песец.

Назовите продуценты, консументы (1,2.3, порядка). Какое звено в пищевой цепи наиболее уязвимо?

IV вариант. Задача № 1.

Зная правило десяти процентов, рассчитайте, сколько нужно травы, чтобы вырос один орёл весом 5 кг.  Пищевая цепь:

Трава --- кузнечик ---- зяблик -----орёл.

Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.

Назовите продуценты, консументы (1,2.3, порядка). Какое звено в пищевой цепи наиболее уязвимо?

Задача № 2

Представьте себе, что на Земле останется только один источник пресной воды – озеро Байкал. На сколько лет озеро Байкал обеспечит население всего мира водой? Что вы можете сказать об экологической ёмкости среды и демографических перспективах?

V – объём озера Байкал примерно 23500км3 ;

N – население Земли примерно 7 млрд. человек;

p – потребление воды в среднем на 1 человека в день – 300л.

Решение задачи оформите на листе бумаги. Обсудите варианты защиты вашего ответа.

____________________________________________________________

Решение домашней задачи

Вы хотите завести в квартире слона. Рассчитайте, можно ли это сделать, если известно, что он ест растительный корм; суточные энергетические траты слона составляют 40000 ккал, средняя калорийность растительного корма равна 4,0 ккал/г абсолютно сухой массы. Среднее содержание влаги в растительном корме – 90%. КПД ассимиляции пищи слоном = 40% от абсолютно сухой массы. Еще одно условие – вы не можете принести домой за один раз более 5 кг корма, а путь от дома до ближайшего магазина составляет 15 минут. Почему, исходя из условий задачи, вам не удастся завести слона в квартире?

Ответ к задаче

1. 40000 ккал/4,0 ккал/г = 10000 г = 10 кг сухой массы;

2. Учитывая КПД ассимиляции 40% масса необходимого сухого корма – 25 кг; 3. Масса влажного корма – 250 кг (пересчет 25 кг сухой массы как 10 %);

4. 250 кг вы можете перенести за 50 посещений магазина;

5. 1 посещение магазина у вас занимает 30 минут, 50 походок займет 25 часов непрерывного хождения;

Ответ: вам не хватит времени в сутках для обеспечения энергетических потребностей слона.