Курс для учителей биологии по реализации программы углублённого изучения в 7-9 классах

Занятие 1. Место углублённого изучения предмета в системе биологического образования основного общего образования

Во ФГОС ООО (2021 г.) помимо базовых требований к изучению предметов впервые разработаны требования к изучению углублённого уровня трёх естественно-научных дисциплин: физики, химии, биологии. В других предметах изучение содержания школьного курса уже давно предусматривается на базовом и углублённом уровнях, к таким предметам следует отнести математику. Она предполагает «массовое углубление» базисным учебным планом и выстроенную «вертикаль углубления» математических знаний в основной школе и в системе дополнительного образования. Отсутствие программы по биологии углублённого уровня для интересующихся предметом школьников заставило нас познакомиться с опытом изучения биологии ООО предыдущих лет.

Для интересующихся биологией обучающихся в целях углубления знаний были предусмотрены занятия в кружке юных натуралистов. Некоторые кружки юннатов становились оазисами исследовательской и просветительской работы. Юннатское движение получило широкое распространение. Во внеклассной работе сочетались индивидуальные и массовые формы работы. О результатах своей научной деятельности учащиеся докладывали на уроках биологии (формирование условных рефлексов у морских свинок, рыбок и др.).

В 60-х годах ХХ века разрабатывались программы и пособия для факультативных курсов по биологии, которые были направлены на изучения некоторых разделов биологии, например, физиологии растений, животных, человека и др. Они были вынесены из сетки часов, выбирались по желанию. Использовались факультативы для углублённого изучения биологии, как правило, в 9-10 классах из-за сложности рассматриваемого материала и изучались в течение 34 часов (1 час в неделю). Приведём названия некоторых пособий факультативных курсов: Физиология человека. Пособие для факультативных занятий в IХ-Х кл. Хрипкова А.Г., Миронов В.С., Шепило И.И. М.: «Просвещение», 1971; Физиология растений. Учебное пособие по факультативному курсу для IХ класса. Генкель П.А. М.: «Просвещение», 1974. Следует отметить, что пособия были выпущены большими тиражами, соответственно 90 и 60 тысяч экземпляров, что свидетельствует о большом интересе широкого круга читателей к литературе данного содержания.

Помимо этого, на уроках и во внеклассных занятиях учитель имел возможность использовать пособия для учащихся, где был предложен дополнительный материал для чтения, это были книги для чтения и хрестоматии, которые разрабатывались для школьников 11-15 летнего возраста и соответствовали программе школьного курса. Назовём некоторые из них: Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека. Зверев И.Д., Книга для чтения по зоологии. Молис С.А. и Книга для чтения по ботанике (Трайтак Д.И.).

В 90-е годы ХХ века учителя имели возможность разрабатывать собственные рабочие программы и издавать учебные пособия, которые утверждались на методических объединениях. Были созданы элективные курсы для старшей и основной школы, одна из серий элективных курсов была разработана совместно сотрудниками Российской академией образования и издательства Вентана-Граф. Также были разработаны программы и курсы для предпрофильного обучения. Лабораторией дидактики обучения биологии ИСМО РАО было предложено пособие для обучающихся 9 класса модульного типа, состоящего из небольших тем: Животные города – 3 часа, Биотехнология на службе у человека – 4 часа и др. В школах формировались группы в системе дополнительного образования, занимающиеся подготовкой к ОГЭ. Также предусматривались занятия по реализации проектной и исследовательской деятельности. Были созданы классы при разных образовательных организациях для учащихся с углублённым изучением биологии, например, университетах (очно-заочная форма), открывались специализированные школы. Быстро развивалось олимпиадное движение. В них стали принимать участие обучающиеся с 7 класса. В настоящее время на некоторые олимпиады стали приглашаться обучающиеся 5-6 класса. Ни в одной другой стране мира олимпиадам для школьников не уделяется столько внимания как в нашей стране. Большое значение в поддержке одарённых детей в России играет образовательный центр «Сириус».

На основании проанализированного опыта работы с интересующимися биологией детьми, мы выбрали классический курс изучения углублённого уровня биологии, отказались от модульного изучения предмета, которое способствует не системному изучению предмета, а развитию клипового мышления. Основой для углублённого уровня служит базовое образование. Начинается изучение биологии с 7 класса, по своим психолого-физиологическим возможностям учащиеся этого возраста готовы к восприятию более сложного содержания.

Одна из принципиальных трудностей отбора содержания — нарушение межпредметных связей с физикой и химией, особенно с химией, изучение которой начинается только с 8 класса. Трудно вести разговор о неорганических и органических веществах, не зная, что такое вещество, растворимость веществ, концентрация растворов и др. Формирование таких физиологических понятий, как «диффузия», «осмос», «тургор» затруднительно без знания химических закономерностей. Тем не менее считаем, что всё-таки сделать это возможно силами предмета и знаний, полученных из ранее изученных предметов и других источников (СМИ, ресурсы Интернета).

Занятие 2. Структура и содержание федеральной рабочей программы углублённого уровня учебного предмета «Биология» в 7-9 классах

Программа по биологии основного общего образования (углублённый уровень) составлена на основе требований к результатам освоения основной образовательной программы основного общего образования, представленных в ФГОС ООО, с учетом федеральной рабочей программы воспитания для общеобразовательных организаций.

Программа по биологии ориентирована на обучающихся, проявляющих повышенный интерес к изучению биологии, и направлена на формирование естественно-научной грамотности и организацию изучения биологии на деятельностной основе. В программе по биологии учитываются возможности биологии в реализации требований ФГОС ООО к планируемым личностным, метапредметным и предметным результатам обучения на углублённом уровне, а также реализация межпредметных связей естественно-научных учебных предметов основного общего образования.

Программа включает распределение содержания учебного материала с 7 по 9 класс, а также рекомендуемую последовательность изучения тем, основанную на логике развития предметного содержания с учётом возрастных особенностей обучающихся.

В программе по биологии определяются основные цели изучения биологии на углублённом уровне основного общего образования, планируемые результаты освоения курса биологии: личностные, метапредметные, предметные.

Биология вносит существенный вклад в развитие у обучающихся научного мировоззрения, включая формирование представлений о методах познания живой природы, позволяет сформировать систему научных знаний о живых системах, умения их применять в разнообразных жизненных ситуациях.

Биологическая подготовка на углублённом уровне способствует развитию мотивации к изучению биологии, пониманию обучающимися научных принципов организации деятельности человека в живой природе, позволяет заложить основы экологической культуры, здорового образа жизни, способствует овладению обучающимися специальными биологическими знаниями, закладывающими основу для дальнейшего биологического образования.

Целями обучения биологии на уровне основного общего образования (углублённый уровень) являются:

• • развитие интереса к изучению жизнедеятельности биологических систем разного уровня организации, особенностям строения, жизнедеятельности организма человека, условиям сохранения его здоровья;
  • формирование умений применять методы биологической науки для изучения биологических систем, в том числе организма человека;
  • воспитание экологической культуры в целях сохранения собственного здоровья и охраны окружающей среды;
  • развитие представлений о возможных сферах будущей профессиональной деятельности, связанной с биологией, готовности к осознанному выбору профиля и направленности дальнейшего обучения.

Достижение целей программы по биологии обеспечивается решением следующих задач:

• • приобретение обучающимися знаний о живой природе, закономерностях строения, жизнедеятельности и средообразующей роли грибов, растений, животных, микроорганизмов, о человеке как биосоциальной системе, о роли биологии в практической деятельности людей;
  • овладение умениями проводить исследования объектов живой природы с использованием лабораторного оборудования и инструментов цифровых лабораторий, организации наблюдения за состоянием собственного организма;
  • освоение приёмов работы с биологической информацией, в том числе о современных достижениях в области биологии, её анализ и критическое оценивание;
  • освоение экологически грамотного поведения, направленного на сохранение собственного здоровья и охраны окружающей природной среды;
  • приобретение представлений о сферах профессиональной деятельности, связанных с биологией и современными технологиями, основанными на достижениях биологии.

Общее число часов, рекомендованных для изучения биологии на углубленном уровне, – 272 часа: в 7 классе – 68 часов (2 часа в неделю), в 8 классе – 102 часа (3 часа в неделю), в 9 классе – 102 часа (3 часа в неделю).

Предлагаемый в программе по биологии перечень лабораторных и практических работ является рекомендательным, учитель делает выбор при проведении лабораторных работ и опытов с учётом индивидуальных особенностей обучающихся. списка экспериментальных заданий, предлагаемых в рамках основного государственного экзамена по биологии.

Содержание учебного предмета «Биология» в 7 классе

В содержании углублённого уровня обучения предмета включены темы:

I. Введение (цитология, вирусология, современная классификация организмов, методы научного познания в биологии).

II. Бактерии и археи.

III. Многообразие одноклеточных эукариот.

IV. Архепластидные, или Растения

1. 1. Ботаника – наука о растениях.
   2. Общая организация растительного организма.
   3. Споровые растения.
   4. Семенные растения.
   5. Строение и жизнедеятельность семенных растений.
   6. Экология растений. Растения в природных сообществах.
   7. Растения и человек.

Введены новые дидактические единицы: Введение (вирусология), в теме II рассматриваются бактерии и археи, ранее не изучаемые в школьном курсе биологии, в теме III изучается многообразие одноклеточных эукариот, включающее ранее изучаемых, так называемых «одноклеточных животных», которых нет в современной классификации животного мира. Помимо включённых новых дидактических единиц, пересмотрено также уже имеющееся содержание тем.

Содержание учебного предмета «Биология» в 8 классе

I. Грибы и грибообразные организмы.

II. Животные:

1. 1. Зоология – наука о животных
   2. Общая организация животного организма
   3. Разнообразие и эволюция беспозвоночных животных
   4. Разнообразие и эволюция позвоночных животных
   5. Строение и жизнедеятельность животного организма
   6. Экология и приспособления животных
   7. Животные и человек

Содержание учебного предмета «Биология» в 9 классе

1. Введение.
2. Общий обзор клеток и тканей организма человека (2.1. Обмен веществ как основа жизни организма 2.2. Цитология. 2.3. Типы тканей организма человека.)
3. Антропогенез.
4. Нервная система.
5. Сенсорная система.
6. Эндокринная система.
7. Поведение.
8. Опорно-двигательный аппарат. (8.1. Кости. 8.2. Мышцы).
9. Кровеносная и лимфатическая система. (9.1. Особенности строения и функционирования сердечной мышцы. 9.2. Кровеносная система и лимфатическая система. 9.3. Внутренняя среда организма).
10. Иммунная система.
11. Дыхательная система.
12. Пищеварительная система.
13. Выделительная система.
14. Половая система.
15. Половая система.
16. Кожа и её производные.
17. Адаптации организма человека.
18. Генетика человека.
19. Человек и окружающая среда.

В разделе выделена отдельная тема «Иммунитет человека» в связи с её актуальностью в настоящее время. Человечество планеты столкнулось с мощным вызовом современности – новой инфекционный угрозой в виде COVID – 19. Это явление заставило ещё раз задуматься над тем, что жизнь человека является наивысшей ценностью, и она настолько хрупка, что нуждается в защите от различного рода угроз. Выделение темы в самостоятельную единицу связано также с осуществлением прорывных исследований в области некоторых разделов иммунологии — трансплантологии, патологии иммунной системы, разработки новых технологий для защиты от инфекционных заболеваний. В раздел также включена тема новая тема «Генетика человека», она формирует как теоретические знания, так и знания практического характера.

Подробное содержание смотрите в ФРП по биологии (углублённый уровень) 7-9 классы

Занятие 3. Личностные результаты освоения программы по биологии на уровне основного общего образования (углублённый уровень)

Личностные результаты освоения программы по биологии основного общего образования должны отражать готовность обучающихся руководствоваться системой позитивных ценностных ориентаций и расширение опыта деятельности на ее основе и в процессе реализации основных направлений воспитательной деятельности, в том числе в части:

• • гражданского воспитания: готовность к конструктивной совместной деятельности при выполнении исследований и проектов, стремление к взаимопониманию и взаимопомощи;
  • патриотического воспитания: отношение к биологии как к важной составляющей культуры, гордость за вклад российских и советских учёных в развитие мировой биологической науки;
  • духовно-нравственного воспитания: готовность оценивать поведение и поступки с позиции нравственных норм и норм экологической культуры; понимание значимости нравственного аспекта деятельности человека в медицине и биологии;
  • эстетического воспитания: понимание роли биологии в формировании эстетической культуры личности;
  • физического воспитания, формирования культуры здоровья и эмоционального благополучия: ответственное отношение к своему здоровью и установка на здоровый образ жизни (здоровое питание, соблюдение гигиенических правил и норм, сбалансированный режим занятий и отдыха, регулярная физическая активность); осознание последствий и неприятие вредных привычек (употребление алкоголя, наркотиков, курение) и иных форм вреда для физического и психического здоровья; соблюдение правил безопасности, в том числе навыки безопасного поведения в природной среде; сформированность навыка рефлексии, управление собственным эмоциональным состоянием;
  • трудового воспитания: активное участие в решении практических задач (в рамках семьи, образовательной организации, населенного пункта, края) биологической и экологической направленности, интерес к практическому изучению профессий, связанных с биологией;
  • экологического воспитания: ориентация на применение биологических знаний при решении задач в области окружающей среды; осознание экологических проблем и путей их решения; готовность к участию в практической деятельности экологической направленности;
  • ценности научного познания: ориентация на современную систему научных представлений об основных биологических закономерностях, взаимосвязях человека с природной и социальной средой; понимание роли биологической науки в формировании научного мировоззрения; развитие научной любознательности, интереса к биологической науке, навыков исследовательской деятельности;
  • адаптации обучающегося к изменяющимся условиям социальной и природной среды: оценка изменяющихся условий; принятие решения (индивидуальное, в группе) в изменяющихся условиях на основании анализа биологической информации; планирование действий в новой ситуации на основании знаний биологических закономерностей.

Занятие 4. Метапредметные результаты освоения программы по биологии на уровне основного общего образования (углублённый уровень)

Метапредметные результаты освоения программы по биологии основного общего образования, должны отражать следующие универсальные учебные действия.

Познавательные универсальные учебные действия

Базовые логические действия:

• • выявлять и характеризовать существенные признаки биологических объектов (явлений);
  • устанавливать существенный признак классификации биологических объектов (явлений, процессов), основания для обобщения и сравнения, критерии проводимого анализа;
  • с учётом предложенной биологической задачи выявлять закономерности и противоречия в рассматриваемых фактах и наблюдениях, предлагать критерии для выявления закономерностей и противоречий;
  • выявлять дефициты информации, данных, необходимых для решения поставленной задачи;
  • выявлять причинно-следственные связи при изучении биологических явлений и процессов, делать выводы с использованием дедуктивных и индуктивных умозаключений, умозаключений по аналогии, формулировать гипотезы о взаимосвязях;
  • самостоятельно выбирать способ решения учебной биологической задачи (сравнивать несколько вариантов решения, выбирать наиболее подходящий с учётом самостоятельно выделенных критериев).

Базовые исследовательские действия:

• • использовать вопросы как исследовательский инструмент познания;
  • формулировать вопросы, фиксирующие разрыв между реальным и желательным состоянием ситуации, объекта, и самостоятельно устанавливать искомое и данное;
  • формировать гипотезу об истинности собственных суждений, аргументировать свою позицию, мнение;
  • проводить по самостоятельно составленному плану наблюдение, несложный биологический эксперимент, небольшое исследование по установлению особенностей биологического объекта (процесса) изучения, причинноследственных связей и зависимостей биологических объектов между собой;
  • оценивать на применимость и достоверность информацию, полученную в ходе наблюдения и эксперимента;
  • самостоятельно формулировать обобщения и выводы по результатам проведённого наблюдения, эксперимента, владеть инструментами оценки достоверности полученных выводов и обобщений;
  • прогнозировать возможное дальнейшее развитие биологических процессов и их последствия в аналогичных или сходных ситуациях, а также выдвигать предположения об их развитии в новых условиях и контекстах.

Работа с информацией:

• • применять различные методы, инструменты и запросы при поиске и отборе биологической информации или данных из источников с учётом предложенной учебной биологической задачи;
  • выбирать, анализировать, систематизировать и интерпретировать биологическую информацию различных видов и форм представления;
  • находить сходные аргументы (подтверждающие или опровергающие одну и ту же идею, версию) в различных информационных источниках;
  • самостоятельно выбирать оптимальную форму представления информации и иллюстрировать решаемые задачи несложными схемами, диаграммами, иной графикой и их комбинациями;
  • оценивать надёжность биологической информации по критериям, предложенным учителем или сформулированным самостоятельно;
  • запоминать и систематизировать биологическую информацию.

Коммуникативные универсальные учебные действия

Общение:

• • воспринимать и формулировать суждения, выражать эмоции в процессе выполнения практических и лабораторных работ;
  • выражать себя (свою точку зрения) в устных и письменных текстах;
  • распознавать невербальные средства общения, понимать значение социальных знаков, знать и распознавать предпосылки конфликтных ситуаций и смягчать конфликты, вести переговоры;
  • понимать намерения других, проявлять уважительное отношение к собеседнику и в корректной форме формулировать свои возражения;
  • в ходе диалога и (или) дискуссии задавать вопросы по существу обсуждаемой биологической темы и высказывать идеи, нацеленные на решение биологической задачи и поддержание благожелательности общения;
  • сопоставлять свои суждения с суждениями других участников диалога, обнаруживать различия и сходство позиций;
  • публично представлять результаты выполненного биологического опыта (эксперимента, исследования, проекта);
  • самостоятельно выбирать формат выступления с учётом задач презентации и особенностей аудитории и в соответствии с ним составлять устные и письменные тексты с использованием иллюстративных материалов.

Совместная деятельность:

• • понимать и использовать преимущества командной и индивидуальной работы при решении конкретной биологической проблемы, обосновывать необходимость применения групповых форм взаимодействия при решении поставленной учебной задачи;
  • принимать цель совместной деятельности, коллективно строить действия по её достижению: распределять роли, договариваться, обсуждать процесс и результат совместной работы;
  • уметь обобщать мнения нескольких человек, проявлять готовность руководить, выполнять поручения, подчиняться;
  • планировать организацию совместной работы, определять свою роль (с учётом предпочтений и возможностей всех участников взаимодействия), распределять задачи между членами команды, участвовать в групповых формах работы (обсуждения, обмен мнениями, мозговые штурмы и иные);
  • выполнять свою часть работы, достигать качественного результата по своему направлению и координировать свои действия с другими членами команды;
  • оценивать качество своего вклада в общий продукт по критериям, самостоятельно сформулированным участниками взаимодействия, сравнивать результаты с исходной задачей и вклад каждого члена команды в достижение результатов, разделять сферу ответственности и проявлять готовность к предоставлению отчёта перед группой;
  • овладеть системой универсальных коммуникативных действий, которая обеспечивает сформированность социальных навыков и эмоционального интеллекта обучающихся.

Регулятивные универсальные учебные действия

Самоорганизация:

• • выявлять проблемы для решения в жизненных и учебных ситуациях, используя биологические знания;
  • ориентироваться в различных подходах принятия решений (индивидуальное, принятие решения в группе, принятие решений группой);
  • самостоятельно составлять алгоритм решения задачи (или его часть), выбирать способ решения учебной биологической задачи с учётом имеющихся ресурсов и собственных возможностей, аргументировать предлагаемые варианты решений;
  • составлять план действий (план реализации намеченного алгоритма решения), корректировать предложенный алгоритм с учётом получения новых биологических знаний об изучаемом биологическом объекте;
  • делать выбор и брать ответственность за решение.

Самоконтроль, эмоциональный интеллект:

• • владеть способами самоконтроля, самомотивации и рефлексии;
  • давать оценку ситуации и предлагать план её изменения;
  • учитывать контекст и предвидеть трудности, которые могут возникнуть при решении учебной биологической задачи, адаптировать решение к меняющимся обстоятельствам;
  • объяснять причины достижения (недостижения) результатов деятельности, давать оценку приобретённому опыту, уметь находить позитивное в произошедшей ситуации;
  • вносить коррективы в деятельность на основе новых обстоятельств, изменившихся ситуаций, установленных ошибок, возникших трудностей;
  • оценивать соответствие результата цели и условиям;
  • различать, называть и управлять собственными эмоциями и эмоциями других;
  • выявлять и анализировать причины эмоций;
  • ставить себя на место другого человека, понимать мотивы и намерения другого;
  • регулировать способ выражения эмоций.

Принятие себя и других:

• • осознанно относиться к другому человеку, его мнению;
  • признавать своё право на ошибку и такое же право другого;
  • открытость себе и другим;
  • осознавать невозможность контролировать всё вокруг;
  • овладеть системой универсальных учебных регулятивных действий, которая обеспечивает формирование смысловых установок личности (внутренняя позиция личности) и жизненных навыков личности (управления собой, самодисциплины, устойчивого поведения).

Занятие 5. Предметные результаты освоения программы по биологии на уровне основного общего образования (углублённый уровень)

Предметные результаты освоения программы по биологии (углублённый уровень) к концу обучения в 7 классе:

• • характеризовать ботанику как биологическую науку, её разделы и связи с другими науками, оперировать знаниями анатомии, гистологии и физиологии растений;
  • приводить примеры вклада российских (в том числе В.В. Докучаев, К.А. Тимирязев, С.Г. Навашин) и зарубежных учёных (в том числе Р. Гук, М. Мальпиги) в развитие наук о растениях;
  • применять биологические термины и понятия (в том числе: ботаника, экология растений, бактериология, протистология, систематика, супергруппа, царство, отдел, класс, семейство, род, вид, жизненная форма растений, среда обитания, растительное сообщество, высшие растения, или эмбриофиты, споровые растения, семенные растения, водоросли, мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные, покрытосеменные, бактерии, грибы, лишайники) в соответствии с поставленной задачей;
  • различать подходы к построению современной многоцарственной системы органического мира, сравнивать её с предшествующими системами и выявлять преимущества;
  • различать подходы к построению современной системы высших растений (эмбриофит);
  • описывать строение и жизнедеятельность растительного организма (на примере покрытосеменных, или цветковых): поглощение воды и минеральное питание, фотосинтез, дыхание, транспорт веществ, рост, размножение, развитие, связь строения вегетативных и генеративных органов растений с их функциями;
  • различать вегетативные органы растений на поперечных и продольных срезах, определять тип строения вегетативных органов;
  • различать и описывать живые и гербарные экземпляры растений по заданному плану, части растений по изображениям, схемам, моделям, муляжам, рельефным таблицам;
  • характеризовать признаки растений, уровни организации растительного организма, части растений: клетки, ткани, органы, системы органов, организм, объяснять, в чём заключаются особенности организменного уровня жизни;
  • характеризовать основные группы одноклеточных организмов и выявлять между ними эволюционное родство;
  • выполнять практические работы по сбору и анализу материала одноклеточных и многоклеточных организмов из типичных биотопов;
  • выявлять закономерности и морфофизиологические адаптации растений к различным условиям обитания, находить корреляции между строением органа и выполняемой им функцией;
  • сравнивать растительные ткани и органы растений между собой;
  • выполнять практические и лабораторные работы по морфологии и физиологии растений, в том числе работы с микроскопом с постоянными (фиксированными) и временными микропрепаратами, исследовательские работы с использованием приборов и инструментов цифровой лаборатории;
  • понимать механизмы самовоспроизведения клеток, оперировать представлениями о митозе и мейозе, о роли клеточного ядра, строении и функции хромосом;
  • характеризовать процессы жизнедеятельности растений: поглощение воды и минеральное питание, фотосинтез, дыхание, рост, развитие, способы естественного и искусственного вегетативного размножения, семенное размножение (на примере покрытосеменных, или цветковых);
  • характеризовать основные этапы онтогенеза растений, оперировать знаниями о причинах распространённых инфекционных болезней растений, понимать принципы профилактики и лечения болезней, понимать принципы борьбы с патогенами и вредителями растений;
  • выявлять причинно-следственные связи между строением и функциями тканей и органов растений, строением и жизнедеятельностью растений;
  • классифицировать растения и их части по разным основаниям;
  • объяснять роль растений в природе и жизни человека: значение фотосинтеза в природе и в жизни человека, биологическое и хозяйственное значение видоизменённых побегов, хозяйственное значение вегетативного размножения, оперировать представлениями о гене, основах генетической инженерии;
  • применять полученные знания для выращивания и размножения культурных растений;
  • использовать методы биологии: проводить наблюдения за растениями, описывать растения и их части, ставить простейшие биологические опыты и эксперименты;
  • соблюдать правила безопасного труда при работе с учебным и лабораторным оборудованием, химической посудой в соответствии с инструкциями на уроке и во внеурочной деятельности;
  • характеризовать принципы классификации растений, основные систематические группы растений;
  • приводить примеры вклада российских (в том числе Н.И. Вавилов, И.В. Мичурин) и зарубежных (в том числе К. Линней, Л. Пастер) учёных в развитие наук о растениях, грибах, бактериях и архей;
  • применять биологические термины и понятия (в том числе: ботаника, экология растений, микология, альгология, микробиология, бактериология, систематика, царство, отдел, класс, семейство, род, вид, жизненная форма растений, среда обитания, растительное сообщество, споровые растения, семенные растения, красные водоросли, зелёные водоросли, харовые водоросли, мхи, плауны, хвощи, папоротники, хвойные, покрытосеменные, бактерии, археи, грибы, страменопиловые) в соответствии с поставленной задачей;
  • различать и описывать живые и гербарные экземпляры растений, части растений по изображениям, схемам, моделям, муляжам, рельефным таблицам, грибы по изображениям, схемам, муляжам, бактерии по изображениям;
  • выявлять признаки классов покрытосеменных, или цветковых, семейств двудольных и однодольных растений;
  • определять систематическое положение растительного организма (на примере покрытосеменных, или цветковых) с помощью определительной карточки;
  • выполнять практические и лабораторные работы по систематике растений, альгологии, микологии и микробиологии, в том числе работы с микроскопом с постоянными (фиксированными) и временными микропрепаратами, исследовательские работы с использованием приборов и инструментов цифровой лаборатории;
  • выделять существенные признаки строения и жизнедеятельности растений, бактерий, архей, грибов;
  • проводить описание и сравнивать между собой растения, грибы, бактерии, археи по заданному плану, делать выводы на основе сравнения;
  • овладевать основами эволюционной теории Ч. Дарвина, характеризовать основные этапы развития и жизни на Земле, описывать усложнение организации растений в ходе эволюции растительного мира на Земле; выявлять черты приспособленности растений к среде обитания, значение экологических факторов для растений;
  • понимать особенности надорганизменного уровня организации жизни, характеризовать растительные сообщества, сезонные и поступательные изменения растительных сообществ, растительность (растительный покров) природных зон Земли, свободно оперировать понятиями: экосистема, экологическая пирамида, трофическая сеть, биоразнообразие;
  • приводить примеры культурных растений и их значения в жизни человека, характеризовать признаки растений, объяснять наличие в пределах одного вида растений форм, контрастных по одному и тому же признаку, оперировать понятиями: фенотип, генотип, наследственность и изменчивость, разнообразие растений и микроогранизмов, сорт, штамм; понимать причины и знать меры охраны растительного мира Земли, свободно оперировать понятиями: особо охраняемые природные территории (резерваты), заповедники, национальные парки, биосферные резерваты, знать, что такое Красная книга;
  • раскрывать роль растений, грибов, бактерий и архей, страменопиловых в природных сообществах, в хозяйственной деятельности человека и его повседневной жизни; демонстрировать на конкретных примерах связь знаний по биологии со знаниями по математике, физике, географии, литературе, технологии, предметам гуманитарного цикла, различными видами искусства;
  • использовать методы биологии: проводить наблюдения за растениями, бактериями, грибами, лишайниками, описывать их, ставить простейшие биологические опыты и эксперименты; владеть приёмами работы с биологической информацией: формулировать основания для извлечения и обобщения информации из нескольких источников, преобразовывать информацию из одной знаковой системы в другую; создавать письменные и устные сообщения, используя понятийный аппарат изучаемого раздела биологии, сопровождать выступление презентацией с учётом особенностей аудитории обучающихся;
  • проявлять интерес к углублению биологических знаний и выбору биологии как профильного предмета на уровне среднего общего образования для будущей профессиональной деятельности в области биологии, медицины, экологии, сельского хозяйства, пищевой промышленности;
  • владеть приёмами работы с информацией: формулировать основания для извлечения и обобщения информации из нескольких источников (2–3), преобразовывать информацию из одной знаковой системы в другую.

Предметные результаты освоения программы по биологии (углублённый уровень) к концу обучения в 8 классе:

• • характеризовать зоологию и микологию как биологические науки, их разделы и связь с другими науками и техникой;
  • характеризовать принципы классификации животных, вид как основную систематическую категорию, основные систематические группы животных (стрекающие, кольчатые черви, моллюски, плоские черви, членистоногие, круглые черви, хордовые);
  • приводить примеры вклада российских (в том числе А.О. Ковалевский, К.И. Скрябин) и зарубежных (в том числе А. Левенгук, Ж. Кювье, Э. Геккель) учёных в развитие наук о животных;
  • применять биологические термины и понятия (в том числе: микология, зоология, экология животных, этология, палеозоология, систематика, царство, тип, отряд, семейство, род, вид, животная клетка, грибная клетка, животная ткань, орган животного, системы органов животного, животный организм, питание, дыхание, рост, развитие, кровообращение, выделение, опора, движение, размножение, партеногенез, раздражимость, рефлекс, органы чувств, поведение, среда обитания, природное сообщество) в соответствии с поставленной задачей;
  • раскрывать общие признаки животных и грибов, уровни организации животного и грибного организма;
  • сравнивать животные ткани и органы животных между собой;
  • сравнивать системы органов между собой и определять закономерности строения систем органов в зависимости от выполняемой ими функции;
  • описывать строение и жизнедеятельность животного организма: опору и движение, питание и пищеварение, дыхание и транспорт веществ, выделение, регуляцию и поведение, рост, размножение и развитие;
  • описывать различные типы размножения животных: гидростатическую локомоцию, локомоцию при помощи гидроскелета, локомоцию при помощи рычажных конечностей, типы жизненных циклов, прямое и непрямое развитие у насекомых;
  • характеризовать процессы жизнедеятельности животных изучаемых систематических групп: движение, питание, дыхание, транспорт веществ, выделение, регуляцию, поведение, рост, развитие, размножение;
  • выявлять причинно-следственные связи между строением, жизнедеятельностью и средой обитания животных и грибов изучаемых систематических групп;
  • различать и описывать животных и грибы изучаемых систематических групп, отдельные органы и системы органов животного по схемам, моделям, муляжам, рельефным таблицам;
  • выявлять признаки классов членистоногих и хордовых, отрядов насекомых и млекопитающих;
  • выполнять практические и лабораторные работы по морфологии грибов, по морфологии, анатомии, физиологии и поведению животных, в том числе работы с микроскопом с постоянными (фиксированными) и временными микропрепаратами, исследовательские работы с использованием приборов и инструментов цифровой лаборатории;
  • сравнивать представителей отдельных систематических групп животных и грибов и делать выводы на основе сравнения; классифицировать животных на основании особенностей строения и индивидуального развития;
  • выявлять черты приспособленности животных и грибов к среде обитания, значение экологических факторов для животных;
  • выявлять взаимосвязи животных и грибов в природных сообществах, цепи питания; устанавливать взаимосвязи между типом полости тела, типом кровеносной и выделительной системы;
  • устанавливать взаимосвязи животных с растениями, грибами, лишайниками и бактериями в природных сообществах;
  • устанавливать взаимосвязи между строением животного и средой его обитания;
  • характеризовать животных и грибы природных зон Земли, основные закономерности распространения животных и грибов по планете;
  • раскрывать роль животных и грибов в природных сообществах; раскрывать роль грибов в естественных экосистемах и сообществах;
  • раскрывать роль домашних и непродуктивных животных в жизни человека, роль промысловых животных в хозяйственной деятельности человека и его повседневной жизни, объяснять значение животных в природе и жизни человека;
  • понимать причины и знать меры охраны животного мира Земли;
  • понимать функции органов и систем органов животного в контексте адаптации к окружающей среде;
  • демонстрировать на конкретных примерах связь знаний по биологии со знаниями по математике, физике, химии, географии, технологии, предметам гуманитарного циклов, различными видами искусства;
  • использовать методы биологии: проводить наблюдения за животными, описывать животных, их органы и системы органов, ставить простейшие биологические опыты и эксперименты;
  • владеть приёмами работы с информацией: формулировать основания для извлечения и обобщения информации из нескольких источников (3–4), преобразовывать информацию из одной знаковой системы в другую;
  • создавать письменные и устные сообщения, используя понятийный аппарат изучаемого раздела биологии, сопровождать выступление презентацией с учётом особенностей аудитории обучающихся.

Предметные результаты освоения программы по биологии (углублённый уровень) к концу обучения в 9 классе:

• • характеризовать науки о человеке (антропологию, анатомию, физиологию, медицину, гистологию, цитологию и другие) и их связи с другими науками;
  • объяснять положение человека в системе органического мира, его происхождение, приспособленность к различным экологическим факторам, отличия человека от других животных, родство человеческих рас, основные этапы и факторы эволюции человека;
  • приводить примеры вклада российских (в том числе И.П. Павлов, И.И. Мечников и другие) и зарубежных (в том числе П. Эрлих и другие) учёных в развитие представлений об анатомии, о физиологии и других науках о человеке;
  • применять биологические термины и понятия (в том числе: цитология, гистология, анатомия человека, физиология человека, гигиена, антропология, экология человека, клетка, ткань, орган, система органов, питание, дыхание, кровообращение, обмен веществ и превращение энергии, движение, выделение, рост, развитие, поведение, размножение, раздражимость, регуляция, гомеостаз, внутренняя среда, иммунитет) в соответствии с поставленной задачей;
  • проводить описание по внешнему виду (изображению), схемам общих признаков организма человека, уровней его организации: клетки, ткани, органы, системы органов, организм; сравнивать клетки разных тканей, групп тканей, органы, системы органов человека, процессы жизнедеятельности организма человека, делать выводы на основе сравнения;
  • характеризовать механизмы самовоспроизведения клеток, сравнивать митоз и мейоз, характеризовать роль клеточного ядра в делении клеток, строение и функции хромосом; применять биологические термины и понятия (ген, генетическая инженерия, биотехнология, аллель, генотип, фенотип, скрещивание), понимать их сущность;
  • характеризовать основные положения клеточной теории, законы Г. Менделя, хромосомную теорию наследственности Т. Моргана, закон Харди-Вайнберга;
  • различать биологически активные вещества (витамины, ферменты, гормоны и другие), выявлять их роль в процессе обмена веществ и превращения энергии;
  • характеризовать биологические процессы: обмен веществ и превращение энергии, питание, дыхание, выделение, транспорт веществ, движение, рост, регуляцию функций, иммунитет, развитие, размножение человека;
  • выявлять причинно-следственные связи между строением клеток, органов, систем органов организма человека и их функциями, между строением, жизнедеятельностью и средой обитания человека;
  • применять биологические модели для выявления особенностей строения и функционирования органов и систем органов человека; применять биологические термины и понятия: микрофлора, микробиом, микросимбионт;
  • объяснять нейрогуморальную регуляцию процессов жизнедеятельности организма человека; характеризовать и сравнивать безусловные и условные рефлексы, наследственные и ненаследственные программы поведения, особенности высшей нервной деятельности человека;
  • различать наследственные и ненаследственные (инфекционные, неинфекционные) заболевания человека, объяснять значение мер профилактики в предупреждении заболеваний человека;
  • объяснять причины наследственных заболеваний человека, механизмы возникновения наиболее распространённых из них, используя при этом понятия: ген, мутация, хромосома, геном, свободно оперировать знаниями о причинах распространённых инфекционных заболеваний человека, принципах профилактики и лечения распространённых инфекционных заболеваний человека, свободно решать качественные и количественные задачи, объяснять принципы современных биомедицинских методов, этики биомедицинских исследований;
  • выполнять практические и лабораторные работы по анатомии и физиологии человека, в том числе работы с микроскопом с постоянными (фиксированными) и временными микропрепаратами, исследовательские работы с использованием приборов и инструментов цифровой лаборатории;
  • решать качественные и количественные задачи, используя основные показатели здоровья человека, проводить расчёты и оценивать полученные значения; аргументировать основные принципы здорового образа жизни, методы защиты и укрепления здоровья человека: сбалансированное питание, соблюдение правил личной гигиены, занятия физкультурой и спортом, рациональная организация труда и полноценного отдыха, позитивное эмоционально-психическое состояние; использовать приобретённые знания и умения для соблюдения здорового образа жизни, сбалансированного питания, физической активности, стрессоустойчивости, для исключения вредных привычек, зависимостей;
  • владеть приёмами оказания первой помощи человеку при потере сознания, солнечном и тепловом ударах, отравлении, утоплении, кровотечении, травмах мягких тканей, костей скелета, органов чувств, ожогах и обморожении;
  • владеть приёмами работы с информацией: формулировать основания для извлечения и обобщения информации из нескольких источников (4–5), преобразовывать информацию из одной̆ знаковой системы в другую;
  • использовать методы биологии: наблюдать, измерять, описывать организм человека и процессы его жизнедеятельности, проводить простейшие исследования организма человека и объяснять их результаты;
  • соблюдать правила безопасного труда при работе с учебным и лабораторным оборудованием, химической посудой в соответствии с инструкциями на уроке и во внеурочной деятельности;
  • владеть приёмами работы с информацией: формулировать основания для извлечения и обобщения информации из нескольких источников;
  • объяснять значение работ по расшифровке геномов вирусов, бактерий, грибов, растений и животных, характеризовать подходы к анализу больших данных в биологии, характеризовать цели и задачи биоинформатики;
  • создавать письменные и устные сообщения, используя понятийный аппарат изученного раздела биологии, сопровождать выступление презентацией с учётом особенностей аудитории обучающихся;
  • проявлять интерес к углублению биологических знаний и выбору биологии как профильного предмета на уровне среднего общего образования для будущей профессиональной деятельности в области биологии, медицины, психологии и других направлений.

Тематическое планирование смотрите здесь

Занятие 6. Подходы к разработке рабочей программы основного общего образования углублённого уровня учебного предмета «Биология» на основе ФГОС

В программах базового и углублённого уровней ООО сформулированы цели и задачи биологического образования. При их сравнении следует заметить, что в базовом обучении цели расписаны более подробно.

Цели изучения биологии (базовый уровень):

• • формирование системы знаний о признаках и процессах жизнедеятельности биологических систем разного уровня организации;
  • формирование системы знаний об особенностях строения, жизнедеятельности организма человека, условиях сохранения его здоровья;
  • формирование умений применять методы биологической науки для изучения биологических систем, в том числе и организма человека;
  • формирование умений использовать информацию о современных достижениях в области биологии для объяснения процессов и явлений живой природы и жизнедеятельности собственного организма;
  • формирование умений объяснять роль биологии в практической деятельности людей, значение биологического разнообразия для сохранения биосферы, последствия деятельности человека в природе;
  • формирование экологической культуры в целях сохранения собственного здоровья и охраны окружающей среды.

Цели изучения биологии (углублённый уровень):

• • развитие интереса к научному изучению жизнедеятельности биологических систем разного уровня организации; особенностях строения, жизнедеятельности организма человека, условиях сохранения его здоровья;
  • формирование умений применять методы биологической науки для изучения биологических систем, в том числе и организма человека;
  • воспитание экологической культуры в целях сохранения собственного здоровья и охраны окружающей среды;
  • развитие представлений о возможных сферах будущей профессиональной деятельности, связанной с биологий, готовности к осознанному выбору профиля и направленности дальнейшего обучения.

В программе основного общего образования цели расписаны детально для того, чтобы учитель мог выстроить основные акценты в процессе реализации содержания курса. В программе углубленного уровня цели представлены в более «свернутом» виде, чтобы подчеркнуть основные подходы и особенности, реализуемые в содержании программы углубленного уровня.

Задачи углублённого уровня изучения биологии раскрывают смысл целей, приведём их:

• • приобретение обучающимися знаний о живой природе, закономерностях строения, жизнедеятельности и средообразующей роли грибов, растений, животных, микроорганизмов, о человеке как биосоциальной системе; о роли биологии в практической деятельности людей;
  • овладение умениями проводить исследования объектов живой природы с использованием лабораторного оборудования и инструментов цифровых лабораторий; организации наблюдения за состоянием собственного организма;
  • освоение приёмов работы с биологической информацией, в том числе о современных достижениях в области биологии, её анализ и критическое оценивание;
  • освоение экологически грамотного поведения, направленного на сохранение собственного здоровья и охраны окружающей природной среды;
  • приобретение представлений о сферах профессиональной деятельности, связанных с биологией, и современными технологиями, основанными на достижениях биологии.

Исходим из целей изучения учебного предмета «Биология».

Цель биологического образования:

• • развитие интереса к научному изучению жизнедеятельности биологических систем разного уровня организации;
  • особенностях строения, жизнедеятельности организма человека, условиях сохранения его здоровья.

Занятие 7. Формирование интереса на уроках биологии при изучении предмета на углублённом уровне

Интерес – важный мотив обучения. Например, при изучении темы «Клонирование растений. Микроклональное размножение растений. Клеточная инженерия как современная технология размножения растений» в 7 классе обучающимся будет интересно узнать, что полученный посадочный материал с помощью микроклонального размножения лишён инфекций, меристемы их не имеют.

Обучающиеся смогут по-новому взглянуть на растительный организм, его целостность, они обсудят с учителем, что у растений, как и у животных, происходит выделение продуктов метаболизма (млечный сок в млечниках, смола в смоляных ходах и др.), синтезируются биологически активные вещества, например, гормоны, имеется иммунитет, выводятся сорта растений, невосприимчивых к заболеваниям (новые сорта).

При изучении темы «Физиология и жизнедеятельность растений» обучающиеся рассмотрят в 7 классе темы:

• • «Плодородие почвы. Удобрения. Нарушения минерального питания растений. Агротехнические приёмы обработки почвы. Понятие о севообороте и его значении для выращивания сельскохозяйственных культур». Они узнают о зелёных удобрениях, о том, какие культуры включают в различные севообороты, а какие их них должны быть обязательными.
  • «Растения и человек» обучающиеся много почерпнут из области практического применения знаний. Они узнают об особенностях растений, живущих рядом с ними в городской экосистеме, познакомятся с завозными растениями, их способностями к адаптации в новых условиях произрастания.
  • «Растения города, особенность городской флоры. Заносные и аборигенные виды. Синантропные, сорные растения. Интродуценты. Парки, лесопарки, скверы, ботанические сады, дендрарии. Озеленение. Комнатные растения, цветоводство». Семиклассниками будут изучены инфекционные болезни растений, вызванные вирусами, бактериями, грибами. Они узнают о принципах профилактики и лечения инфекционных болезней растений в практике растениеводства.

При изучении животных обучающиеся узнают о распространённых инфекционных заболеваниях у домашних животных, о принципах профилактики и лечения распространённых инфекционных заболеваний домашних животных. На этих примерах формируется естественнонаучная грамотность (ЕНГ). Обучающиеся вспомнят о новых терминах, с которыми познакомились в условиях массового заболевания при встрече с COVID – 19: эпидемия, пандемия. Учитель приведёт в качестве примеров термины из мира растений и животных:

• • Эпифитотия — распространение инфекционных болезней растений, вызванных фитопатогенном, на значительные территории в течение определенного времени.
  • Панфитотия — массовое заболевание растений, охватывающее несколько стран или континентов.

Обучающиеся проведут аналогию с заболеваниями животных, рассмотрят некоторые эпизоотии и панзоотии.

В теме раздела 9 класса «Общий обзор клеток и тканей организма человека» интересным будет материал о клеточном старении, запрограммированном разрушении организма человека, онкологических заболеваниях, причинах увеличения их количества у пожилых людей:

• • «Понятие клеточной гибели. Лимит клеточных делений, общее представление о старении на клеточном и молекулярнобиологическом уровне. Общее понятие о раковой трансформации клеток»
  • «Эмбриональные стволовые клетки, стволовые клетки взрослого человека».

У всех обучающихся без исключения возникают вопросы о долгожительстве организмов. Информация о стволовых клетках поможет разобраться в проблемах сохранения молодости организма.

Занятие 8. Ранняя профориентация при обучении биологии на углублённом уровне

Цель биологического образования, обозначенного в программе – развитие представлений о возможных сферах будущей профессиональной деятельности, связанной с биологий, готовности к осознанному выбору профиля и направленности дальнейшего обучения.

В программе уделяется внимание более ранней профориентации учащихся, которая будет проводиться уже с 7 класса. Изучение углублённого курса биологии предполагает выделение биологической группы обучающихся, интересующихся предметом, в которой будут учиться достаточно разные подростки: проявляющие любопытство, любознательность или стойкий интерес к предмету. В группе могут находится семиклассники, которые уже определились или определяются с будущей профессией. Учащихся, которые задумались о биологической профессии, конечно, будет не так много. В группах с углублённым изучением биологии могут оказаться талантливые и одарённые подростки – участники будущих олимпиад. Одна из целей программы – развитие представлений о возможных сферах будущей профессиональной деятельности, связанной с биологий, готовности к осознанному выбору профиля и направленности дальнейшего обучения.

В целях усиления профессиональной ориентации биологического образования предполагается:

1. Знакомство с различными разделами биологической науки.
2. Формирование методологических знаний и умений. Реализация научного метода познания живой природы.
3. Знакомство с биологическими профессиями, особенностями профессиональной деятельности, личностными факторами.

 ФГОС ООО выделяет следующие умения:

1) умение характеризовать систему биологических наук, включающую в себя молекулярную биологию, цитологию, гистологию, морфологию, анатомию, физиологию, генетику и экологию;

…

3) умение свободно оперировать знаниями анатомии, гистологии и физиологии растений, животных и человека.

Согласно ФГОС ООО, в программе для обучающихся приведён расширенный список биологических наук, с которым они знакомятся: молекулярная биология, цитология, гистология, морфология, анатомия, физиология, генетика и экология и др.

Одной из целей обучения биологии является: формирование умений применять методы биологической науки для изучения биологических систем, в том числе и организма человека.

Для её реализации обучающиеся знакомятся с общими методами биологических исследований: наблюдением, экспериментом, сравнительным, историческим, описательным, математической обработкой, моделированием, световой и электронной микроскопией, современными химическими и физическими методами исследований и др.

При изучении каждого раздела обучающиеся узнают о частных методах исследования на конкретных науках, так, например, при изучении ботаники обучающимися используются специальные методы ботанических исследований: сбор растений, гербаризация, классификация растений, определение растений и др.

В целях профориентации обучающимся будет интересно узнать о профессиях людей, связанных с ботаникой и экологией, зоологией, а также с биологией, химией, физикой, математикой, информатикой. Учитель познакомит учащихся с атласом современных профессий, расскажет о появлении новых специальностей в сфере занятости человека, его перспективах.

Биологические профессии:

• • 7 класс: учёный‒биолог (физиолог растений, палеоботаник и др.), агроном, селекционер, фармацевт, эколог-урбанист, сити-фермер, парковый эколог, ландшафтный дизайнер, специалист по зеленому строительству, лесничий, лесник, лесовод.
  • 8 класс: ученый‒биолог (орнитолог, ихтиолог, энтомолог и др.), ветеринар, зоотехнолог, животновод, кинолог, зоопсихолог, специалист в области охраны редких животных, заводчик, берейтор, грумер и др.
  • 9 класс: технолог пищевой промышленности, биофизик, молекулярный биолог, биохимик, биоинженер, биоинформатик, генетик, нейропсихолог, вирусолог, микробиолог, консультант по здоровой старости.

Учащиеся должны овладеть знаниями о современных биологических профессиях, например, познакомится с профессией биоинженер — квалифицированный работник, занимающийся изучением материй и организмов с целью создания новых продуктов и для поиска решений вопросов медицины и генетики. Благодаря его деятельности появилось искусственное сердце, всевозможные протезы, сложные медицинские аппараты. Одним из направлений этой области является генетическая инженерия. Результатом работы биоинженеров стало появление инсулина, интерферона, гормона человеческого роста, появились искусственные человеческие органы, ГМО.

Девятиклассникам, в целях знакомства с медицинскими профессиями, следует рассказать об узкой специализации врачей: эндокринология, кардиология, гастроэнтерология, гепатология, ревматология, маммология и др. Эти знания необходимы в дальнейшей жизни при необходимости обращения к врачу определённого профиля, что даёт возможность применить полученные знания на практике (ЕНГ).

Для получения знаний о биологических профессиях обучающимся овладевают приёмами работы с биологической информацией: узнают о современных достижениях в области биологии, читают и анализируют статьи, готовят сообщения и доклады, работают над презентациями.

ФГОС ООО предполагает воспитание экологической культуры в целях сохранения собственного здоровья и охраны окружающей среды. Эта цель обучения биологии раскрывается при формировании природоохранных и здоровьесберегающих компетенций на содержании практически каждой темы программы.

Занятие 9. Теоретическая и прикладная составляющие биологической науки в федеральной рабочей программе углублённого уровня

В программе сочетается теоретическая и прикладная составляющие биологической науки, которые заявлены во ФГОС ООО на углублённом уровне. Процитируем требования стандарта к биологическому обучению (положения 2, 4, 6; с.116-117):

«2) знание основных положений клеточной теории, основ эволюционной теории Ч. Дарвина, законов Г. Менделя, хромосомной теории наследственности Т. Моргана;

4) понимание механизма самовоспроизведения клеток; представление о митозе и мейозе, …о генах и геноме, об основах генетической инженерии и геномики, понимание значение работ по расшифровке геномов вирусов, бактерий, грибов, растений, животных.

6) понимание целей и задач селекции и биотехнологии, основные принципы и требования продовольственной безопасности и биобезопасности».

Выделим в стандарте вопросы теоретического содержания: «знание основных положений клеточной теории, основ эволюционной теории Ч. Дарвина, законов Г. Менделя, хромосомной теории наследственности Т. Моргана», а также прикладного применения: «представление об основах генетической инженерии и геномики, понимание значение работ по расшифровке геномов, понимание целей и задач селекции и биотехнологии» и реализовали их в ПРП ООО углублённого уровня. Так была, например, разработана тема «Генетика человека», включающая общие закономерности, применимые к человеку, и практическое их решение: «Генные, хромосомные и геномные заболевания…, Распределение частот аллелей в популяции. Закон Харди-Вайнберга…, Секвенирование генома как инструмент, позволяющий прогнозировать фенотип человека и других живых организмов и др.», ФРП ООО (с. 45).

Практическая направленность курса хорошо применима к материалам раздела «Человек и его здоровье». В темах присутствуют сведения о новых методах диагностики болезней, современных методах лечения и предупреждения заболеваний. Так обучающиеся узнают о помолодевших заболеваниях: гипертоническая болезнь, сердечная недостаточность, атеросклероз коронарных сосудов, инфаркт миокарда и т. д. Они познакомятся с операциями по устранению этих серьёзных недугов: шунтирование, ангиопластика, трансплантация сердца; осознают, что при заблаговременном обращении к врачу можно предупредить эти неприятные события.

В программе по биологии впервые применяется термин «аутоиммунное» заболевание, а «хеликобактер» рассматривается как фактор развития гастрита и язвы желудка. 

В тематическом планировании рассмотрены различные виды деятельности, формируемые при изучении биологии на углублённом уровне, они приведены к каждой теме курса. Тема «Иммунные системы» включает следующие виды, используемой на уроках деятельности: «Классифицирование типов иммунитета, объяснение его значения в жизни человека. Обсуждение роли вакцин и лечебных сывороток для сохранения здоровья человека. Сравнение свойств Т- и В-лимфоцитов, а также обеспечиваемых ими типов иммунитета. Исследование причин развития аутоиммунных заболеваний, аллергических реакций. Изучение роли микробиома в функционировании иммунной системы. Обоснование значения трансплантологии».

В ФРП также приведены виды деятельности, направленные на выполнение и осмысление практических работ: «Исследование действия ферментов слюны на крахмал, обсуждение результатов», «Измерение кровяного давления, обсуждение результатов исследования» и др.

В программе приведены демонстрации опытов, расширенный перечень лабораторных и практических работ, обеспечивающих овладение обучающимися навыками организации и проведения наблюдений и постановок биологических экспериментов: выдвижение гипотез, определение целей, объяснение результатов опытов и т.д. Учитель выбирает лабораторные и практические работы в зависимости от технического обеспечения кабинета и других факторов.

Одна из общих проблем обучения биологии – это пересмотр назначения биологических знаний в учебном предмете, вследствие усиления внимания к биологическим и медицинским исследованиям. В программу включены знания об экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО), предимплантационном скрининге. Приведённые термины вошли в нашу жизнь, стали повседневными.

Многие люди обрели счастье материнства и отцовства благодаря современному методу – получения детей из пробирки. Исходя из посыла ФГОС ООО о пересмотре назначения биологических знаний, в тему «Генетика человека» 9 класс включены следующие сведения, применимые на практике: «Медицинская генетика. Построение родословных при анализе определённых признаков. Роль генетических анализов при планировании и контроле беременности. Секвенирование генома как инструмент, позволяющий прогнозировать фенотип человека и других живых организмов, а также вирусов. Биоинформатические инструменты анализа геномов. Методы направленного изменения геномов организмов. Генетическая инженерия. Геномное редактирование. Этические аспекты внесения изменений в геномы различных организмов, в том числе человека».

С каждым годом увеличивается число супружеских пар, посетивших генетические консультации и прибегнувших к современным генетическим исследованиям. Недалёк тот час, когда генетические дефекты, выявленные у плода задолго до рождения, будут устраняться.

В выделенной новой теме «Иммунная система» приведены материалы об органах иммунной системы, их роли в формировании иммунитета, роли микрофлоры человека в обеспечении организму нормального иммунитета, восстановлении бактериального состава при использовании антибиотиков, реакции гиперчувствительности, в том числе аллергии.

Инновационным элементом содержания в ФРП ООО углублённого уровня является использование современной классификации организмов. В ФРП произошло «вынесение за скобки», так называемых, одноклеточных эукариотических организмов из раздела «Животные», которые с момента их описания на протяжении нескольких веков изучались как одноклеточные животные. В программе выделена тема, посвящённая многообразию одноклеточных эукариот, являющихся неоднородной по происхождению группой. Новый подход в систематике организмов считаем своеобразной «пробой пера» в отборе биологического содержания для углублённого уровня изучения курса биологии. В школьной практике преподавания биологии это было сделано впервые.

Подводя итоги сказанному, отметим, что в обучении углублённого уровня учебного предмета Биология в большей степени необходимо реализовывать следующие направления:

• • Усиление внимания к биологическим и медицинским исследованиям;
  • Сохранение фундаментальности науки и усиление прикладной направленности биологических наук.

Занятие 10. Формирование естественнонаучной грамотности на уроках биологии по федеральной рабочей программе углублённого уровня

Важной составляющей планируемых результатов не только биологического образования, но физического и химического является формирование естественнонаучной грамотности (ЕНГ), как интегративного результата обучения естественнонаучных учебных предметов. Естественнонаучная грамотность определяет способность человека применять естественнонаучные знания и умения в реальных жизненных ситуациях, связанных с практическим применением достижений естественных наук.

Естественнонаучная грамотность предполагает наличие следующих компетентностей:

• • научно объяснять явления;
  • понимать основные особенности естественнонаучного исследования;
  • интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов.

Каждая из выделенных компетентностей включает умения, которые соответствуют требованиям по метапредметным и предметным результатам освоения образовательной программы ФГОС ООО естественнонаучных учебных предметов.

Например, универсальные познавательные действия:

• • проводить эксперимент, формировать гипотезу, оценивать на применимость информацию, полученную в ходе эксперимента;
  • самостоятельно формулировать обобщения и выводы по результатам проведённого наблюдения, опыта, исследования;
  • выявлять причинно-следственные связи при изучении явлений и процессов.

Универсальные регулятивные действия:

• • выявлять проблемы для решения в жизненных и учебных ситуациях;
  • выбирать способ решения учебной биологической задачи и др.

Таким образом, формирование естественнонаучной грамотности является составной частью достижения результатов освоения основной образовательной программы обучающимися. 

Формирование естественнонаучной грамотности предполагает использование учителем проблемного обучения. Проблемное обучение ориентировано на формирование устойчивых мотивов учения, познавательной самостоятельности обучающихся, в ходе усвоения ими научных понятий и способов деятельности.

Этапы реализации проблемного обучения включают:

• • формулирование проблемы;
  • самостоятельный поиск решения данной проблемы;
  • коллективное обсуждение найденных способов решения, оценивание их рациональности, нахождение слабых сторон и недостатков предложенных вариантов решения, ведение поиска путей их преодоления;
  • самостоятельное или совместное с учителем подведение итогов решения задач, обоснование выбора лучшего решения, проверка его правильности.

Использование в образовательной практике учебных заданий, рассматривающих проблемные жизненные ситуации, для решения которых необходимо применение естественнонаучных знаний и выработанных в ходе их освоения познавательных и практических умений, способствует формированию естественнонаучной грамотности обучающихся. При этом речь идет о заданиях, в которых необходимо применять естественнонаучные знания и умения в реальных жизненных ситуациях, использование достижений естественных наук в объяснении законов, явлений и процессов.

Такие задания в учебном процессе могут выполнять как проверочную (контрольную) функцию, так и функцию обучающую и развивающую.

Изначально сформулированная в таком учебном задании проблемная ситуация вызывает у обучающегося интеллектуальное затруднение, которое возникает в результате осознания недостаточности и противоречивости приобретаемых знаний для решения новой учебной или реальной жизненной ситуации. Это побуждает школьника к актуализации имеющихся знаний и поиску еще неизвестного знания, отношения, способа действия, необходимого для решения конкретной проблемной ситуации. В результате у обучающихся формируется творческая активность, самостоятельность мышления, мотивация и интерес к изучаемым понятиям, законам, явлениям и процессам. Формируются способы деятельности как анализ, синтез, аналогия, индукция, дедукция сравнение, обобщение, классификация, и др. Учителю необходимо лишь направлять обучающихся на решение проблемы, организуя ее поиск. Ученик становится активным участником своего обучения и как результат у него формируются новые знания, он овладевает новыми способами действия.

Таким образом, использование в учебном процессе заданий проблемного характера ориентировано на формирование интереса и мотивации, стимулирования обучающихся к активизации знаний, на содействие развитию понимания учащимися ситуаций, требующих использования естественнонаучных знаний для решения реальных жизненных ситуаций.

Международные исследования уровня и качества подготовки обучающихся общеобразовательных школ показывают, что усваиваемые российскими школьниками знания часто существуют изолированно от практических умений или же с большим трудом применяются ими в практической деятельности. Достаточно часто школьники, хорошо знающие законы физики, химии и биологии не могут применить их на практике, не понимают значения физических, химических и биологических явлений в современных технологиях и технологических процессах.

Вместе с тем, реализация исследовательского метода обучения в образовательном процессе предполагает организацию учебного процесса на основе активной поисковой деятельности учащихся, направленной на творческое усвоение и применение знаний на практике. Учебный предмет «Биология», предоставляет обучающимся реальную возможность применить на практике и творчески использовать знания естественнонаучных учебных предметов в наблюдениях и исследованиях. Содержание учебного материала по биологии создает дидактически активную среду, которая способствует продуктивной познавательной и мыслительной самостоятельности обучающихся, формирует исследовательское поведение и такие способы деятельности как наблюдение, эксперимент, измерение, описание, вычисление и др. Кроме того постановка и проведение эксперимента способствует наиболее полной самостоятельности обучающихся.

Однако следует отметить, что формирование умений проведения естественнонаучного эксперимента в процессе обучения биологии, имеет особенности. Постановка и проведение некоторых экспериментов требует достаточного большого количества времени, поэтому использование их в урочной деятельности затруднительно. Выполнение таких исследований возможно, например, в процессе индивидуальных или групповых исследовательских или проектных работ обучающихся с последующим обсуждением полученных результатов на уроке. Организация такой деятельности на уроках чрезвычайно важна, поскольку способствует развитию коммуникативных УУД: умения планировать организацию совместной работы, определять в ней свою роль, выражать свои мысли в устной и письменной формах, сотрудничать с одноклассниками и взрослыми.

Использование в учебном процессе заданий с исследовательской направленностью и с актуальными для школьников сюжетами исключает механическое воспроизведение знаний, развивает у обучающихся способность в дальнейшем объяснять естественнонаучные законы, явления и процессы на основе результатов экспериментов или исследований. Важным на каждом возрастном этапе остается обращение к личностно значимой жизненной ситуации, что и определяет заинтересованное отношение учащегося, его желание найти оптимальную модель решения актуализированной проблемы.

Использование учебных заданий по формированию естественнонаучной грамотности, с одной стороны, позволяет получить исходную информацию об уровне и качестве естественнонаучной грамотности учащихся. С другой стороны, она позволяет представить, что входит в структуру и содержание естественнонаучной грамотности, какие элементы являются приоритетными, на что должен быть направлен процесс совершенствования естественнонаучной грамотности учащихся, а также позволяет в дальнейшем отслеживать динамику развития образовательных результатов обучающихся.

Использование в учебном процессе учебных заданий по естественнонаучной грамотности будет способствовать формированию конкретных умений, составляющих основные предметные и метапредметные результаты обучения школьников. Включение в учебный процесс таких заданий, способствует применению знаний в повседневной жизни для решения личных и общественно значимых проблем или задач. Очевидно, что увеличение доли таких заданий в учебном процессе позволит повысить качество предметной естественнонаучной подготовки обучающихся. Примеры использования учебных заданий приведены во втором разделе методического пособия.

Занятие 11. Методика проведение наблюдений и экспериментов над живыми объектами на примере инфузории-туфельки по теме «Многообразие одноклеточных эукариот»

инфузория-туфелька. Инфузория-туфелька, как натуральный объект, наиболее доступна для изучения с помощью микроскопа. На лабораторном занятии учащиеся под руководством учителя смогут рассмотреть форму тела туфельки, реснички (при большом увеличении), способ передвижения. Также можно предложить учащимся выполнить маленький эксперимент по выявлению раздражимости туфелек на действия поваренной соли.

Как получить культуру инфузорий-туфелек?

Инфузорий для эксперимента можно получить путём следующих приготовлений:

• • Стеклянную банку заполните нарезанными листьями и стеблями рогоза, залейте отстоявшейся водой. Капните в банку несколько капель сырого молока (2-3) и поставьте в тёплое место (+20 0С). Примерно через 2 недели в настое размножаться инфузории, среди которых будут и инфузории-туфельки.
  • В целях получения инфузорий можно использовать банановые корки (сухие), залитые аквариумной водой. Не следует использовать свежие банановые корки, так как это приведёт к закислению среды. Через несколько дней должны появится инфузории.
  • Инфузории-туфельки появятся в большом количестве в воде с помещённой в неё погибшей аквариумной рыбкой.
  • Подгнившие части аквариумных растений в банке с водой и 2-3 каплями сырого молока тоже могут дать богатую микрофауну.
  • Зачерпните заблаговременно воду из неглубокого места пруда или озера с гниющими листьями. Зачерпывать воду необходимо у самого дна с поднявшейся при её погружении мутью. Через два дня муть осядет и можно будет проверить воду на содержание в ней инфузорий-туфелек.

При использовании воды из водоёма велика возможность получения других животных: нематод, личинок насекомых и др., которые съедят инфузорий.

Наблюдать за движением инфузорий-туфелек можно невооружённым глазом, объекты достаточно крупные 0,1 – 0,3 мм, но лучше в этих целях использовать четырёхкратные лупы или микроскоп с небольшим увеличением.

Лабораторная работа. Наблюдение за внешнем строением и передвижением инфузории-туфельки

Цель работы: изучение особенностей строения и передвижения инфузории-туфельки.

Оборудование: пробирка с культурой инфузории-туфельки, микроскоп, пипетка, предметное и покровное стекло, вата.

Ход работы:

1. Приведите микроскоп в рабочее положение.
2. Приготовьте микропрепарат 1: на предметное стекло с помощью пипетки капните культуру туфельки.
3. Положите микропрепарат на предметный столик и с помощью винта опустите тубус так, чтобы нижний край объектива оказался на расстоянии, близком от препарата.
4. Найдите в поле зрения микроскопа инфузорию-туфельку. Для этого с помощью винта медленно поднимайте тубус до тех пор, пока не появится четкое изображение туфельки на препарате.
5. Понаблюдайте за передвижением инфузории-туфельки и определите при этом роль ресничек. (Инфузории-туфельки быстро передвигаются в поле зрения микроскопа, они то и дело появляются и исчезают, проплывая с большой скоростью, при которой рассмотреть их достаточно сложно).
6. Приготовьте микропрепарат 2: на предметное стекло с помощью пипетки капните культуру туфельки, в каплю положите несколько волокон ваты; накройте каплю покровным стеклом.
7. Рассмотрите форму тела туфельки, ее передний (тупой) и задний (заостренный) концы тела, предротовое углубление.
8. Зарисуйте инфузорию и надпишите увиденные части тела.

Подведение итогов

Выводы: Учащиеся делают выводы о форме тела и способе передвижения организма за счёт ресничек (15000).

инфузория-туфелька — это целостный организм, для которого характерны определённые признаки (клеточное строение, передвижение и др.).

Лабораторная работа. Влияние раздражителей на действия инфузории-туфельки

Цель работы: изучение инфузории-туфельки на действие различных факторов среды.

Проблема: На любой организм в течение всей жизни действуют всевозможные факторы. инфузория-туфелька, как и любой другой организм реагирует на воздействие температуры, веществ, света и др.

Гипотеза: Одни факторы среды действуют на инфузорию-туфельку положительно, другие – отрицательно. Подтвердить, какое воздействие (положительное или отрицательное) окажут на инфузорию-туфельку следующие факторы: поваренная соль, пищевая сода, сахар, йод.

Оборудование: пробирка с культурой инфузории-туфельки, микроскоп, пипетка, предметное и покровное стекла, стеклянная палочка, препаровальная иголка. Используемые вещества: вода, поваренная соль, пищевая сода, сахар, йод.

Ход работы:

1. На предметное стекло капните две капли воды и соедините их водяным мостиком. В одну из капель поместите инфузорий-туфелек.
2. На край капли с инфузориями положите кристаллик соли (1).
3. Положите микропрепарат на предметный столик и с помощью винта опустите тубус так, чтобы нижний край объектива оказался на расстоянии, близком от препарата.
4. Найдите в поле зрения микроскопа инфузорий-туфелек. Объясните происходящее явления. (Проводить наблюдение за инфузориями-туфельками можно при использовании лупы с четырёхкратным увеличением).
5. Зарисуйте наблюдаемое явление. Сформулируйте вывод.
6. Возьмите несколько предметных стёкол. На каждое из них капните по две капли воды и соедините их водяным мостиком. В одну из капель поместите инфузорий-туфелек.
7. 7. В каплю с инфузориями поместите вещества: 2 — пищевую соду, 3 – сахар, 4 — йод. Рассмотрите препараты.
8. Объясните происходящие явления (2-4).
9. Сформулируйте выводы.

Подведение итогов

Вопросы для обсуждения:

• • Как реагирует инфузория-туфелька на действие химических раздражителей?
  • Какой характер носят эти ответные реакции простейших?
  • Какое значение они имеют в жизни простейших?
  • Что такое раздражимость?

Выводы:

1. Сахар является нейтральными условиями обитания для инфузории-туфельки, они остаются в капле.
2. Инфузории, избегая растворенных веществ: поваренной соли, пищевой соды, йода, устремляются в чистую каплю. Йод является средой, несовместимой для жизнедеятельности инфузории-туфельки.
3. Инфузория-туфелька обладает раздражимостью.

Занятие 12. Методические рекомендации по теме 5.2.1. «Побег»

На изучение темы отводится два часа учебного времени. Реализация данной темы направлена на достижение обучающимися следующих образовательных результатов:

• • Личностных: развитие любознательности и интереса к изучению природы, осознание необходимости в формировании новых биологических знаний и готовности к разнообразной совместной деятельности при выполнении биологических исследований, повышение уровня экологической культуры.
  • Метапредметных: умение устанавливать причинно-следственные связи при изучении биологических явлений и процессов; делать выводы с использованием дедуктивных и индуктивных умозаключений, формулировать обобщения и выводы по результатам проведённого наблюдения или опыта, анализировать, систематизировать и интерпретировать биологическую информацию; сопоставлять свои суждения с суждениями других участников диалога.
  • Предметных: объяснять биологическое и хозяйственное значение видоизменённых побегов; владеть приёмами работы с биологической информацией: формулировать основания для извлечения и обобщения информации из нескольких источников; соблюдать правила безопасного труда при работе с учебным и лабораторным оборудованием, химической посудой в соответствии с инструкциями на уроке и во внеурочной деятельности; преобразовывать информацию из одной знаковой системы в другую; проявлять интерес к углублению биологических знаний и выбору биологии как профильного предмета на уровне среднего общего образования для будущей профессиональной деятельности в области биологии, медицины, экологии, сельского хозяйства, пищевой промышленности.

Основное содержание темы

Морфология побега. Строение облиственного побега. Узел. Междоузлие. Метамерность. Разнообразие побегов. Укороченные и удлинённые побеги. Вегетативные и генеративные побеги. Положение побега в пространстве. Видоизменённые побеги.

Основные виды учебной деятельности обучающихся

Исследование на живых объектах или на гербарных образцах морфологии побега. Раскрытие функций видоизменённых побегов. Методические рекомендации по организации образовательного процесса.

Предлагается следующее распределение учебного времени:

Рассмотрим методические рекомендации по организации образовательного процесса на примере урока по теме: «Видоизмененные побеги».

Урок. Видоизмененные побеги (1 ч)

Тип урока: Урок открытия новых знаний, умений, навыков, (урок – исследование).

Структура урока:

• • 1 – организационный момент;
  • 2 — актуализация ранее полученных знаний о видоизмененных побегах из дополнительных источников информации и личного опыта обучающихся, и установления межпредметных связей с учебным материалом предметов география, технология;
  • 3 — получение новых знаний в процессе проведения лабораторной работы; обсуждение результатов проведенной лабораторной работы в процессе поисковой беседы;
  • 4 — выполнение комплексного задания «Тюльпаны», обсуждение и анализ ответов обучающихся;
  • 5 – подведение итогов и рефлексия.

Цель урока: формирование понятий: видоизмененные побеги: корневище, клубень, луковица; изучение строения видоизмененных побегов, их биологическом и хозяйственном значении; развитие навыков самостоятельной и групповой работы в процессе проведения лабораторной работы и в процессе выполнения заданий по естественнонаучной грамотности.

Используемые методы: Проблемное изложение с элементами дискуссии и игровых ситуаций.

Оборудование: компьютер, электронная доска, образцы видоизмененных побегов, оборудование для проведения лабораторной работы по исследованию строения корневища, клубня, луковицы; презентация опыта, проведенного учащимися самостоятельно.

Ход урока

1. Организационный момент. Учителю необходимо учитывать, что обучающиеся имеют некоторые представления о видоизмененных побегах из дополнительных источников информации и их личного опыта. Учителю необходимо конкретизировать и расширить представления обучающихся о видоизмененных побегах, их строении, функциях, их биологическом и хозяйственном значении.
2. Актуализация ранее полученных знаний о видоизмененных побегах из дополнительных источников информации и личного опыта обучающихся. В целях активизации познавательной деятельности обучающихся учителю необходимо поставить проблемные вопросы, который помогут обучающимся мобилизовать имеющиеся знания и их практический опыт.

В целях активизации познавательной деятельности обучающихся необходимо поставить проблемный вопрос: Почему корневище, клубень, луковицу называют видоизмененными побегами?

Ответ на вопрос учащиеся получат в ходе проведения урока.

3. Получение новых знаний в процессе проведения лабораторной работы, обсуждение результатов проведенной лабораторной работы в процессе поисковой беседы

В начале урока учитель организует группы для выполнения лабораторной работы.

Ученики сами распределяют функции каждого участника группы. Каждая из групп выполняет работу по исследованию одного из видоизмененных побегов: корневища, клубня или луковицы.

Лабораторная работа. Исследование строения видоизмененных побегов

Оборудование: у каждой группы имеется один из видоизмененных побегов: корневище, клубень или луковица; нож; таблицы

Цель работы: исследование строения видоизмененных побегов: корневища, клубня, луковицы.

Ход работы первой группы обучающихся:

1. Внимательно рассмотрите внешнее строение клубня. Найдите углубления с глазками. Определите, в какой части клубня — в основании или верхушке — их больше, рассмотрите их расположение.
2. Найдите начинающие прорастать глазки. Как можно доказать, что это почки?
3. Разрежьте клубень поперек и сделайте тонкий срез (3— 4 мм). Рассмотрите срез на свет, найдите в нем слои, сравните их со слоями стебля и сделайте вывод.
4. Капните на срез клубня картофеля йодом. Объясните, почему он окрасился в синий цвет?
5. Сделайте вывод, что клубень — это подземный побег.

Аналогично проводится лабораторная работа второй группой обучающихся с корневищем.

Ход работы третьей группы обучающихся:

1. Внимательно рассмотрите внешнее строение луковицы, найдите сухие чешуи, укажите их значение. Определите, какие корни развиваются у луковицы?
2. Разрежьте луковицу вдоль, найдите мясистые чешуи и объясните, что это за орган, каково его значение.
3. Найдите почки в пазухах чешуй и донце — укороченный стебель. Докажите, что луковица — подземный побег.

После выполнения лабораторных опытов проводится обобщающая беседа по вопросам:

• • Что общего в строении всех подземных побегов?
  • Какое они имеют значение в жизни растений?
  • Чем отличается надземный побег от подземного?
  • Почему растения с подземными побегами зацветают рано весной?
  • Как происходит накопление в клубне, луковице и корневище органических веществ?
  • Где эти вещества первоначально образовались?

4. Выполнение комплексного задания «Тюльпаны», обсуждение и анализ ответов обучающихся.

Предлагаем изучение учебного материала о биологическом и хозяйственном значении видоизмененных побегов: корневища, клубня, луковицы с использованием комплексного задания по естественнонаучной грамотности «Тюльпаны».

Представленные задания помогут актуализировать знания обучающихся о значении видоизмененных побегах, а также привлечь личный опыт учащихся по выращиванию луковичных растений.

Постановка проблемы: Оле очень нравятся тюльпаны, и она решила сама вырастить эти замечательные растения. Она задумалась, как можно получить цветущие растения именно к празднику 8-е Марта? Она заинтересовалась этим вопросом и узнала, что если создать специальные условия для развития растений, то можно получить цветущие растения в любое время года. Такой способ выращивания растений называется выгонкой. В процессе роста растения питаются в основном за счет питательных веществ, накопленных в луковице, поэтому успех во многом зависит от того, какие луковицы отобраны для посадки.

Задание 1. Какие луковицы необходимо отбирать для посадки тюльпанов?

Выберите два верных ответа

1. Мелкие луковицы
2. Плотные луковицы
3. Крупные луковицы
4. Мягкие луковицы
5. Легкие луковицы

Оля подробно познакомилась со строением луковицы тюльпанов и правилами их посадки. Она узнала, что перед посадкой луковиц необходимо снять с них верхние сухие кроющие чешуи.

Задание 2. Объясните, почему необходимо перед посадкой освобождать луковицы тюльпанов от кроющей сухой чешуи?

Оля также узнала, что на каждом этапе выращивания тюльпанов необходимо соблюдать определенные условия. На первом этапе посаженные луковицы помещают в темное, прохладное и влажное помещение. На втором этапе луковицы переносят в теплое, светлое, хорошо проветриваемое помещение для получения цветущих побегов.

Задание 3. С какой целью посаженные луковицы тюльпанов помещают на первом этапе в темное, прохладное и влажное помещение?

Выберите один верный ответ

1. Чтобы луковицы находились в состоянии покоя
2. Чтобы луковицы оставались влажными
3. Чтобы луковицы укоренились
4. Чтобы луковицы быстрее дали побеги

В одной из книг Оля увидела информацию о том, что сокращение срока пребывания луковиц тюльпана на первом этапе в темном, прохладном и влажном помещении от 18 недель до 14 недель, приводит в итоге к уменьшению длины цветочных побегов.

На рисунке изображены тюльпаны, выращенные с разным сроком пребывания луковиц в темном, прохладном и влажном помещении.

Задание 4. Рассмотрите рисунок и определите, какой период луковицы тюльпанов находились в темном, прохладном и влажном помещении? Ответ запишите в таблицу.

Оля познакомилась с рекомендациями по выгонке тюльпанов. Она узнала, что на каждом этапе выращивания тюльпанов необходимо строго соблюдать температурный режим, освещенность и поддерживать необходимую влажность воздуха. Если не соблюдать рекомендации, то можно получить некачественные растения.

Задание 5. Какие причины могут привести к получению некачественных растений?

Выберите два верных ответа

1. Низкая температура на I этапе выращивания
2. Хорошее освещение перед цветением растения
3. Низкая влажность на I этапе выращивания
4. Понижение температуры перед цветением
5. Высокая влажность на II этапе выращивания

Оля решила провести эксперимент. Она отобрала одинаковые луковицы тюльпанов и взяла два одинаковых по объему горшочка. Один горшочек она наполнила небольшим количеством почвы и посадила в него несколько луковиц, а другой горшочек наполнила полностью почвой и посадила только одну луковицу. Горшочки с растениями поместила в одинаковые условия.

Задание 6. Какую цель поставила Оля в своем эксперименте? Какой результат она получила?

Обсуждение результатов выполненных заданий

На уроке учителю необходимо организовать совместное обсуждение комплексных заданий.

Задание 1. В этом задании обучающимся предстоит актуализировать знания, полученные на данном уроке, о том, что в видоизмененных побегах откладываются питательные вещества. Чтобы выбрать какие луковицы подходят для посадки, надо обратиться также к тексту, в котором говорится, что растения в процессе роста питаются в основном за счет питательных веществ, накопленных в луковице. Поэтому, чем более крупная и плотная луковица, тем больше питательных веществ в ней находится, тем больше вероятность получения качественных цветущих растений. Из приведенного списка следует выбрать ответы: В. — крупные луковицы; С. — плотные луковицы.

Задание 2. Для выполнения этого задания обучаемся необходимо актуализировать знания, полученные на данном уроке, о строение луковиц и функциях кроющей чешуи. Внешняя кроющая чешуя луковицы достаточно плотная и защищает сочные чешуи от внешних факторов, в том числе от высыхания. Обучающимся предстоит научиться обосновывать прогнозы о протекании процесса. При прорастании корням будет тяжело пробиваться сквозь плотную кроющую чешую. Ответ: Освобождают луковицы тюльпанов от кроющей сухой чешуи для того, чтобы корням было легче проникнуть в почву, и луковицы быстрее укоренились.

Задание 3. При выполнении этого задания обучающиеся научаться применять знания для объяснения явления. Обучающимся предстоит актуализировать знания об основных функциях корня, о том, что рост и развитие любого растения начинается с процесса укоренения. Ответ: Чтобы луковицы укоренились.

Задание 4. Для выполнения этого задания обучающимся предстоит проанализировать приведенную информацию и сделать соответствующие выводы. В приведенном тексте написано, что сокращение срока пребывания луковиц тюльпана на первом этапе в темном, прохладном и влажном помещении от 18 недель до 14 недель, приводит в итоге к уменьшению длины цветочных побегов. Таким образом, чем меньше луковицы тюльпанов находятся во влажном, прохладном и темном помещении, тем короче будет у них длина побега. Самая короткая длина побега на фото у тюльпана под буквой д, значит, луковица находилась во влажном, прохладном и темном помещении наименьшее количество 14 недель. Далее в порядке увеличения длины побега г; в; б; а и соответственно увеличения количества недель — 15; 16;17;18.

Задание 5. Для выполнения этого задания обучающимся предстоит проанализировать информацию и сделать соответствующие выводы. В приведенном тексте написано, что на первом этапе посаженные луковицы помещают в темное, прохладное и влажное помещение. На втором этапе луковицы переносят в теплое, светлое, хорошо проветриваемое помещение для получения цветущих побегов. В тексте также написано, что на каждом этапе необходимо строго соблюдать температурный режим, освещенность и поддерживать необходимую влажность воздуха. Если не соблюдать рекомендации, то можно получить некачественные растения.

Для выбора ответов необходимо проанализировать представленные ответы и выбрать те, где не соблюдался температурный режим, освещенность и влажность воздуха на каждом из этапов.

1. Низкая температура на I этапе выращивания – (температура должна быть низкой – условие соблюдается).
2. Хорошее освещение перед цветением растения – (перед цветением, то есть на II этапе должно быть хорошее освещение — условие соблюдается).
3. Низкая влажность на I этапе выращивания (на I этапе влажность должна быть высокой — условие не соблюдается).
4. Понижение температуры перед цветением – (перед цветением, то есть на II этапе должно быть повышение температуры – условие не соблюдается).
5. Высокая влажность на II этапе выращивания – (на II этапе должна быть высокая влажность – условие соблюдается). Ответы: 3. — низкая влажность на I этапе выращивания; 4. — Понижение температуры перед цветением

Задание 6. Данное задание направлено на понимание особенностей естественнонаучного исследования. Умение распознавать и формулировать цель исследования. В задании дано описание эксперимента. Можно предположить, что в первом варианте растениям не будет хватать питательных веществ из-за малого количества почвы в горшочке и большего количества растений на единицу площади, но тюльпаны в процессе роста питаются в основном за счет питательных веществ, накопленных в луковице, поэтому в обоих вариантах растения тюльпанов выросли примерно одинаковыми. Цель данного исследования, экспериментально проверить, что питание растущих тюльпанов происходит за счет питательных веществ, находящихся в луковице. Ответ: Цель исследования: экспериментально проверить, что питание растущих тюльпанов происходит за счет питательных веществ, находящихся в луковице. В обоих вариантах растения тюльпанов выросли примерно одинаковыми.

5. Подведение итогов и рефлексия

Совместно с учителем делается вывод о том, что видоизмененные побеги выполняют различные функции: запасание питательных веществ, вегетативное размножение, переживание неблагоприятных сезонов года, возобновление роста в благоприятных условиях. Растения, имеющие подземные видоизмененные побеги, способны длительное время сохраняться живыми, что используется человеком.

При подведении итогов обучающиеся дают оценку ответов участников дискуссий, и проводят оценку собственной деятельности.

Занятие 13.  Методические рекомендации по теме 5.3. «Вегетативное размножение растений»

На изучение темы отводится один час учебного времени, которое направлено на достижение обучающимися следующих образовательных результатов:

• • Личностных: развитие любознательности и интереса к изучению природы, осознание необходимости в формировании новых биологических знаний и готовности к разнообразной совместной деятельности при выполнении биологических исследований, повышение уровня экологической культуры.
  • Метапредметных: умение устанавливать причинно-следственные связи при изучении биологических явлений и процессов; делать выводы с использованием дедуктивных и индуктивных умозаключений, формулировать обобщения и выводы по результатам проведённого наблюдения или опыта, анализировать, систематизировать и интерпретировать биологическую информацию; сопоставлять свои суждения с суждениями других участников диалога.
  • Предметных: различать вегетативные органы растений; характеризовать процессы вегетативного размножения; объяснять хозяйственное значение вегетативного размножения; применять полученные знания для выращивания и размножения культурных растений; связь строения вегетативных органов растений с их функциями; приводить примеры вклада И.В. Мичурина в получение новых сортов культурных растений; характеризовать; способы естественного и искусственного вегетативного размножения; владеть приёмами работы с биологической информацией: формулировать основания для извлечения и обобщения информации из нескольких источников; преобразовывать информацию из одной знаковой системы в другую; создавать письменные и устные сообщения, грамотно используя понятийный аппарат изучаемого раздела биологии, сопровождать выступление презентацией с учётом особенностей аудитории сверстников; проявлять интерес к углублению биологических знаний и выбору биологии как профильного предмета на уровне среднего общего образования для будущей профессиональной деятельности в области биологии, медицины, экологии, сельского хозяйства, пищевой промышленности.

Основное содержание темы

Вегетативное размножение цветковых растений и его значение в естественных условиях и в сельскохозяйственной практике. Основные формы вегетативного размножения: корнями, листьями, надземными и подземными побегами. Размножение прививкой. Работы И. В. Мичурина. Клонирование растений. Микроклональное размножение растений. Клеточная инженерия как современная технология размножения растений.

Основные виды учебной деятельности обучающихся

Овладение приёмами вегетативного размножения растений на примере комнатных растений. Раскрытие сущности терминов «клонирование растений», «микроклональное размножение растений», «клеточная инженерия».

Урок. Вегетативное размножение растений (1 ч)

Тип урока: Урок открытия новых знаний, умений, навыков.

Структура урока:

• • 1 – организационный момент;
  • 2 – актуализация ранее полученных знаний о вегетативном размножении растений из дополнительных источников информации и личного опыта обучающихся;
  • 3 – получение новых знаний путём демонстрации учителем форм вегетативного размножения растений, обсуждения докладов обучающихся, и презентации «Клонирование растений. Микроклональное размножение растений» в процессе поисковой беседы;
  • 4 — выполнение комплексного задания «Прививка растений», обсуждение и анализ ответов обучающихся;
  • 5 – подведение итогов и рефлексия.

Цель урока: формирование понятий: вегетативное размножение цветковых растений; формы вегетативного размножения: корнями, листьями, надземными и подземными побегами; клонирование растений; микроклональное размножение растений; развитие навыков самостоятельной работы в процессе выполнения заданий по естественнонаучной грамотности.

Используемые методы: Проблемное изложение с элементами дискуссии и игровых ситуаций.

Оборудование: компьютер, электронная доска, мультимедийный проектор презентация «Клонирование растений. Микроклональное размножение растений», таблицы.

Ход урока

1. Организационный момент. Учителю необходимо учитывать, что обучающиеся имеют некоторые представления о вегетативном размножении растений, из дополнительных источников информации и их личного опыта. Учителю необходимо конкретизировать и расширить представления обучающихся о вегетативном размножении растений, его значения в живой природе и хозяйственной деятельности человека, характеризовать процессы вегетативного размножения.
2. Актуализация ранее полученных знаний о вегетативном размножении растений из дополнительных источников информации и личного опыта обучающихся. В целях активизации познавательной деятельности обучающихся учителю необходимо поставить проблемные вопросы, который помогут обучающимся мобилизовать имеющиеся знания и их практический опыт. Какое значение имеет размножение в жизни растений? Какие способы размножений растений вы знаете? Почему размножение растений называют вегетативным?

Размножение – это главный признак всех живых организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря размножению растения существуют на Земле миллионы лет. Вегетативное размножение растений — это способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из вегетативных органов: корней, стеблей, листьев их частей, а также групп клеток.

Вегетативное размножение широко распространено у диких растений, некоторые из таких растений редко размножаются семенами. Например, ландыш, мята, земляника и многие другие.

Какие вегетативные органы цветковых растений вы знаете?

3. Получение новых знаний в процессе демонстрации учителем форм вегетативного размножения растений, обсуждения докладов обучающихся, и презентации «Микроклональное размножение растений» в процессе поисковой беседы. В начале урока учителю можно продемонстрировать формы вегетативного размножения на примере комнатных растений.

Оборудование: горшки с подготовленной почвой, комнатные растения: сенполия (фиалка узамбарская), традесканция, хлорофитум, клубни картофеля, стаканы с водой.

Ход работы:

Размножение сенполии (фиалки узамбарской) с помощью листа.

1. Отрезать с помощью ножа лист фиалки, посадить в горшок с подготовленной почвой и полить. Размножение традесканции с помощью стеблевого черенка.
2. Отрезать с помощью ножа стеблевой черенок традесканции, посадить в горшок с подготовленной почвой и полить. Размножение хлорофитума с помощью усов (ползучих побегов).
3. Отрезать с помощью ножа ползучий побег хлорофитума, посадить в горшок с подготовленной почвой и полить. Размножение клубней картофеля путем деления.
4. Разрезать клубень картофеля таким образом, чтобы на каждой части оставалась неповреждённая почка. Посадить части клубня с почками в горшок с подготовленной почвой и полить.

Вывод по результатам наблюдений: вегетативное размножение осуществляется с помощью частей растений, вегетативных органов.

В сельскохозяйственной практике используют формы вегетативного размножения растений, которые не встречаются в дикой природе. Это размножение прививкой и микроклональным размножением растений Размножение растений можно осуществлять и с помощью прививки.

Прививка – это пересадка вегетативных частей одного растения на другое и сращивание их друг с другом. Растение, на которое прививают, называется подвоем, а растение, которое прививают – привоем.

В сельском хозяйстве прививка имеет большое значение, так как семена плодовых культур не сохраняют своих сортовых свойств.

Чаще всего используют два типа прививки: стеблевым черенком и одной почкой – глазком. Прививку глазком называют окулировкой. Для прививки глазком (окулировкой) важно чтобы срезанный глазок имел небольшой участок коры и камбиального слоя. Сращивание глазка с подвоем происходит через 10-15 дней.

Прививку черенком проводят весной, когда происходит активное сокодвижение. Черенки срезают у сильных здоровых растений, как правило, зимой. Хранят черенки до весны в прохладном месте, обычно под снегом.

Далее учитель предлагает обучающимся продемонстрировать краткие презентации (выступления), подготовленные заранее, о работах И. В. Мичурина по получению новых сортов культурных растений и их обсуждение.

Затем учитель демонстрирует презентацию о микроклональном размножении растений.

Микроклональное размножение растений – это размножение растений с помощью клеток или группы клеток (ткани), образовательной ткани, находящихся на верхушках побегов или на кончиках молодых корней и в некоторых других частях растений. В стерильных условиях их помещают в питательную среду в пробирки и создают благоприятные условия для деления клеток. Через некоторое время в пробирке появляются маленькие зачатки новых растений. То есть в процессе микроклонального размножения из одной или нескольких клеток образовательной ткани образуется новый организм, обладающий всеми свойствами растительного организма от которого были взяты клетки.

4. Выполнение комплексного задания «Прививка растений», обсуждение и анализ ответов обучающихся. Для закрепления и обобщения знаний обучающихся можно использовать на уроке комплексное задание по естественнонаучной грамотности, включающего элементы ролевой игры.

Рекомендуется использовать на уроке вопросы комплексного задания: «Прививка растений».

Постановка проблемы. Летом Максим был у своего друга и тот угостил яблоками. Яблоки оказались очень вкусными, и Максим решил посадить семечко этого яблока у себя на даче. Но папа сказал, что из семени, конечно, вырастит яблоня, но таких яблок она не даст. Максим решил узнать, почему выращенная из семени яблока яблоня, не даст таких яблок.

В справочнике Максим прочитал, что семена плодовых деревьев не сохраняют свои сортовые качества. Для того чтобы получить именно этот сорт яблок нужно взять саженец яблони, а затем привить на него почку или побег выбранного сорта яблок. Саженец, на который проводят прививку, называют подвоем, а прививаемая почка или побег привоем. Саженец или подвой — это основа для будущей яблони, поэтому он должен отвечать определенным требованиям. Через его корневую систему будет поступать вода с растворенными минеральными веществами.

Задание 1. Какие требования предъявляют к подвоям?

Выберите все верные варианты ответов.

1. Засухоустойчивость
2. Требовательность к почве
3. Сильная корневая система
4. Морозоустойчивость

Максим узнал, что прививка — это пересадка вегетативных частей одного растения на другое и сращивание их друг с другом. Прививка основана на способности дерева залечивать (заращивать) свои раны. Это происходит благодаря тонкому слою активных клеток – камбия. Максим подробно познакомился с внутренним строением стебля. Он также познакомился с тем, как правильно срезать почку (глазок) для прививки.

Задание 2. Объясните, почему почка (глазок) должна быть плотно прижата к подвою?

Максима интересовало, как правильно провести прививку яблони. Папа сказал Максиму, чтобы правильно провести прививку нужно соблюдать определенные правила на каждом этапе выполнения прививки.

Задание 3. Какие правила выполнения прививки сформулированы верно?

Выберите все верные варианты ответов

1. Соединить части растений
2. Сделать надрез на подвое до камбия
3. Плотно обвязать место прививки
4. Срезать почку (глазок) с ветки подвоя

Стояло лето и Максиму хотелось побыстрее привить понравившийся ему сорт яблок, но папа сказал, что сейчас не получится привить яблоню. Лучшее время для прививки весна до распускания почек.

Задание 4. Почему прививку проводят весной, до распускания почек?

Максим с папой решили провести эксперимент. Они заготовили два привоя: одну почку (глазок) взяли от понравившегося Максиму сорта яблони, а вторую почку (глазок) от понравившегося папе сорта груши. На даче у них росли две яблони. К одной яблони они привили почку (глазок) от понравившегося Максиму сорта яблони, а к другой яблони они привили почку (глазок) от понравившегося папе сорта груши.

Задание 5. Какую гипотезу поставили папа с Максимом в этом эксперименте?

Обсуждение результатов выполненных заданий

Задание 1. Формируемая компетенция: научное объяснение явлений. Формируемые умения применять соответствующие естественно-научные знания для объяснения явления. Обучающиеся актуализируют знания, которые они получили на данном занятии, а также личный опыт, о том, что подвой — это основа для будущей яблони, через его корневую систему будет поступать вода с растворенными минеральными веществами, поэтому он должен обладать сильной корневой системой и засухоустойчивостью и морозоустойчивостью. Выбраны ответы: 1 — засухоустойчивость; 3 — сильная корневая система; 4 – морозоустойчивость.

Задание 2. Формируемая компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов. Формируемые умения анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы. Учащимся необходимо проанализировать рисунок и таблицу внутреннего строения стебля. В тексте задания говориться, что прививка основана на способности дерева залечивать (заращивать) свои раны. Это происходит благодаря тонкому слою активных клеток – камбия. Обучающиеся актуализируют знания, которые они получили на занятии о том, что для сращивания привоя с подвоем почка должна быть плотно прижата к подвою. Ответ: Почка (глазок) должна быть плотно прижата к подвою для сращивания привоя с подвоем за счет деления клеток камбия.

Задание 3. Формируемая компетенция: научное объяснение явлений. Формируемые умения применять соответствующие естественно-научные знания для объяснения явления. Обучающимся необходимо применить знания, полученные на уроке об этапах выполнения прививки и выбрать верные ответы. Выбраны ответы: 1 — соединить части растений; 2 — сделать надрез на подвое до камбия; 3 — плотно обвязать место прививки.

Задание 4. Формируемая компетенция: научное объяснение явлений. Формируемые умения применять соответствующие естественно-научные знания для объяснения явления. В тексте к заданию говориться, о том, что лучшее время для прививки весна до распускания почек. Обучающиеся актуализируют знания, которые они получили на занятии, а также личный практический опыт, о том, что весной до распускания почек происходит активное сокодвижение. Ответ: Прививку проводят весной, до распускания почек, поскольку в это время происходит активное сокодвижение, и привой лучше срастается с подвоем.

Задание 5. Формируемая компетенция: применение естественнонаучных методов исследования. Формируемые умения выдвигать гипотезы и предлагать способы их проверки. Обучающиеся анализируют текст задания, а также актуализируют знания, которые они получили на занятии, о том, что на яблоню можно прививать не только разные сорта яблони, но и разные сорта груши. Ответ: гипотеза эксперимента: возможно ли привить грушу на яблоню.

5. Подведение итогов и рефлексия

Совместно с учителем делается вывод о том, что вегетативное размножение растений широко распространено в природе. Это естественный способ размножения и расселения растений. Вегетативное размножения дополняет половое размножение, а в некоторых случаях и заменяет его. Особенность вегетативного размножения состоит в том, что дочерние организмы почти полностью повторяют наследственные свойства материнского растения. Вегетативное размножение растений используется в сельском хозяйстве. При подведении итогов обучающиеся дают оценку ответов участников дискуссий, и проводят оценку собственной деятельности.

Занятие 14. Методические рекомендации по теме 5.4. «Физиология и жизнедеятельность растений»

На изучение темы отводится одиннадцать часов учебного времени. Изучение данной темы направлено на достижение обучающимися следующих образовательных результатов:

• • Личностных: развитие любознательности и интереса к изучению природы, осознание необходимости в формировании новых биологических знаний и готовности к разнообразной совместной деятельности при выполнении биологических исследований, повышение уровня экологической культуры.
  • Метапредметных: умение устанавливать причинно-следственные связи при изучении биологических явлений и процессов; делать выводы с использованием дедуктивных и индуктивных умозаключений, формулировать обобщения и выводы по результатам проведённого наблюдения или опыта, анализировать, систематизировать и интерпретировать биологическую информацию; сопоставлять свои суждения с суждениями других участников диалога.
  • Предметных: описывать строение и жизнедеятельность растительного организма (на примере покрытосеменных, или цветковых): поглощение воды и минеральное питание, фотосинтез, дыхание, транспорт веществ, рост, размножение, развитие; характеризовать процессы жизнедеятельности растений: поглощение воды и минеральное питание, фотосинтез, дыхание, рост, развитие; владеть приёмами работы с биологической информацией: формулировать основания для извлечения и обобщения информации из нескольких источников; преобразовывать информацию из одной знаковой системы в другую; создавать письменные и устные сообщения, грамотно используя понятийный аппарат изучаемого раздела биологии, сопровождать выступление презентацией с учётом особенностей аудитории сверстников; проявлять интерес к углублению биологических знаний и выбору биологии как профильного предмета на уровне среднего общего образования для будущей профессиональной деятельности в области биологии, медицины, экологии, сельского хозяйства, пищевой промышленности.

Основное содержание темы

Фотосинтез. Пигменты листа. Пластиды. Световая и темновая фазы фотосинтеза. Влияние условий на интенсивность процессов фотосинтеза. Значение фотосинтеза. Космическая роль зелёных растений (К. А. Тимирязев). Фотосинтез и урожай.

Влияние внешних условий на транспирацию. Взаимосвязь фотосинтеза и дыхания на уровне листа.

Транспорт неорганических и органических веществ по стеблю. Перераспределение и запасание органических веществ в стебле.

Минеральное питание растений. Поступление воды и минеральных веществ. Корневое давление. Элементы минерального питания (макро- и микроэлементы). Выращивание растений методом гидропоники. Обеспечение условий для дыхания корня.

Почва. Работы В. В. Докучаева о почве. Характеристика почвы. Разнообразие почв. Плодородие почвы. Удобрения. Нарушения минерального питания растений. Агротехнические приёмы обработки почвы.

Понятие о севообороте и его значении для выращивания сельскохозяйственных культур.

Жизнь растений в воде. Первые наземные растения. Освоение растениями суши. Этапы развития наземных растений основных систематических групп. Риниофиты — первые наземные сосудистые растения. Появление тканей и органов. Роль древних папоротниковидных. Появление семян. Появление цветков и плодов. Усложнение растительного мира в процессе эволюции. Вымершие растения.

Палеоботаника. Ископаемые остатки растений. Окаменелости. Отпечатки. «Живые ископаемые» среди современных растений.

Основные виды учебной деятельности обучающихся

Описание процесса питания и дыхания корня.

Объяснение необходимости воздуха для развития корней.

Наблюдение и анализ процесса поступления воды из почвы в корень, нагнетающего действия корня.

Исследование влияния воздуха на развитие корней.

Наблюдение и анализ передвижения растворов минеральных веществ в стеблях растений при их окрашивании тушью и чернилами (травянистые и древесные растения).

Обоснование причин транспорта веществ в растении.

Наблюдение за процессом выращивания растений на растворе минеральных солей (метод гидропоники).

Выявление и анализ признаков нарушения минерального питания у растений на основе визуальной диагностики.

Объяснение использования зелёных удобрений для роста и развития растений.

Установление взаимосвязей между строением и функциями корня.

Ознакомление с пигментами листа.

Раскрытие сущности световой и темновой фаз фотосинтеза.

Объяснение образования крахмала в зелёных листьях на свету (фигуры Ю. Сакса).

Установление взаимосвязи условий и интенсивности процесса фотосинтеза; влияние фотосинтеза на урожай.

Описание космической роли зелёных растений (К. А. Тимирязев).

Исследование и объяснение величины транспирации в зависимости от изменения факторов среды (температура, влажность, ветер).

Установление взаимосвязей между строением и функциями листа.

Описание этапов эволюционного развития растений на Земле.

Исследование ископаемых остатков растений и «живых ископаемых» современной флоры.

Урок. Минеральное питание. Гидропоника. (2 ч)

Тип урока: Урок открытия новых знаний, умений, навыков (урок – исследование).

Структура урока:

• • 1 – организационный момент;
  • 2 — актуализация ранее полученных знаний о минеральном питании, установления межпредметных связей с учебным материалом предметов: география, технология и личного опыта обучающихся;
  • 3 — получение новых знаний в процессе демонстрации учителем опыта и презентации «Минеральное питание растений», а также демонстрации эксперимента, проведенного обучающимися в процессе выполнения учебно-исследовательской работы, обсуждение полученной информации в процессе поисковой беседы;
  • 4 — выполнение комплексного задания «Вавилонские сады», обсуждение и анализ ответов обучающихся;
  • 5 – подведение итогов и рефлексия.

Цель урока: формирование понятий: минеральное питание; поступление воды и минеральных веществ; выращивание растений методом гидропоники; умение проводить наблюдения и эксперименты и делать выводы.

Используемые методы: проблемное изложение с элементами дискуссии и игровых ситуаций.

Оборудование: компьютер, электронная доска, оборудование для проведения демонстрационного опыта, презентация «Минеральное питание растений», презентация обучающихся по результатам проведенного эксперимента, таблицы.

Ход урока

1. Организационный момент. Учителю необходимо учитывать, что обучающиеся имеют некоторые представления о минеральном питании растений из дополнительных источников информации и их личного опыта. Учителю необходимо конкретизировать и расширить представления обучающихся о минеральном питании растений.
2. Актуализация ранее полученных знаний о минеральном питании растений из дополнительных источников информации и личного опыта обучающихся. В целях активизации познавательной деятельности обучающихся необходимо поставить проблемный вопрос, который поможет учащимся мобилизовать имеющиеся знания и их практический опыт. Подумайте, почему при выращивании сельскохозяйственных культур в почву вносят органические и минеральные удобрения несмотря на то, что в ней имеются все, необходимые для минерального питания растения вещества?
3. Получение новых знаний в процессе демонстрации учителем опыта и презентации «Минеральное питание растений», а также демонстрации опыта, проведенного обучающимися в процессе выполнения учебно-исследовательской работы, обсуждение полученной информации в процессе поисковой беседы. Знания о минеральном питании растений учащиеся должны получить на основе проведенного демонстрационного опыта, доказывающего поглощение корнями воды и минеральных солей. Для этого учителю можно продемонстрировать опыт с наблюдением за увядшим растением, после полива или наблюдение за корневым давлением (на срезанных стеблях бальзамина или другого растения).

В результате проведенного опыта учащиеся делают вывод о том, что корень поглощает воду. Далее перед учащимися ставится проблема, что поглощает корень из почвы вместе с водой?

Учителем демонстрируется презентация. С помощью корневых волосков растение поглощает из почвы воду с растворенными в ней минеральными солями, то есть осуществляется процесс минерального питания. В почве содержатся различные элементы, но не все они нужны организму. Какие же вещества необходимы для минерального питания растениям? Учеными были проведены многочисленные опыты по установлению веществ, необходимых для минерального питания растений. Оказалось, что растениям для минерального питания необходимы: азот, фосфор, калий и некоторые другие вещества.

Растения поглощают воду с растворенными в ней минеральными веществами, что истощает почву, то есть содержание различных минеральных элементов в почве снижается. В природе поглощенные растением минеральные вещества частично возвращаются в почву с опавшими листьями, плодами и другими частями растений. При выращивании сельскохозяйственных культур, человек собирает урожай, и минеральные вещества не возвращаются в почву. Для восполнения этого дефицита в почву добавляют органические и минеральные удобрения. К органическим удобрениям относятся: навоз, торф, компост и др. Внесение органических удобрений делает почву более рыхлой, она лучше удерживает воду, содержит больше воздуха и минеральных элементов.

К минеральным удобрениям относятся азотные, фосфорные и калийные удобрения и др. Эти удобрения требуются растениям в большом количестве. Кроме того, растениям нужны и другие минеральные элементы, но не в больших количествах. Такие удобрения называют микроэлементами. К ним относятся: калий, кальций, магний, железо, сера, фосфор и др.

Внесение органических и минеральных удобрений проводят в разные периоды роста культурных растений. Органические удобрения лучше вносить в почву до посева семян и посадки растений. Минеральные удобрения напротив важны растительному организму уже в период роста.

Таким образом, для лучшего роста и развития сельскохозяйственных культур вносят органические и минеральные удобрения.

На уроке используются элементы поисковой дискуссии, представление и обсуждение результатов проведенного эксперимента. Однако необходимо понимать, что постановка и проведение эксперимента требует достаточного большого количества времени, поэтому использование такого эксперимента в урочной деятельности затруднительно. Выполнение эксперимента возможно в процессе индивидуальной или групповой исследовательской работы с последующим обсуждением полученных результатов на уроке.

Учащийся демонстрирует проведенный эксперимент. Для эксперимента он взял три одинаковых луковицы, которые поместил в банки. В первую банку налил воду из-под крана, во вторую налил раствор гидрогеля, в третью налил дистиллированную воду. Все варианты выращивания лука находились на подоконнике в одинаковых условиях. Через 2 недели ученик получил результат.

Обсуждение результатов проведенного эксперимента

Цель данного эксперимента – показать эффективный способ выращивания лука. Учащимся нужно сравнить три способа выращивания лука и на основе полученных результатов сделать вывод об эффективности выбранного способа выращивания лука.

В результате эксперимента самым эффективным получился вариант с раствором гидрогеля. Вывод, который делают учащиеся: в варианте с гидрогелем растение хорошо растет и развивается, так как в растворе находятся все минеральные вещества, необходимые для питания растения.

Таким образом, если растение получает все необходимые ему минеральные вещества из питательного раствора, нужна ли им почва?

Какую функцию выполняет почва, кроме обеспечения растений питательными веществами? Она выполняет функцию закрепления растения. А, если растение закрепить или высадить в твердый субстрат (например, гравий) и снабжать его всеми необходимыми минеральными веществами, то станет оно расти и развиваться? Обратимся к опыту.

Вывод: Растение может произрастать, если оно закреплено или в любом субстрате (заменителе почвы), если соблюдается два условия: если оно получает все необходимые минеральные вещества, и его корневая система закреплена.

4. Выполнение комплексного задания «Вавилонские сады», обсуждение и анализ ответов обучающихся. Комплексное межпредметное задание «Вавилонские сады» содержит вопросы, связанные с содержанием курсов биологии, географии, истории, технологии. Задание можно используется на уроке для создания проблемных ситуаций при объяснении нового материала. Комплексное межпредметное задание состоит из четырех заданий от низкого до среднего уровня сложности.

Сюжет задания связан с необычным и интересным способом выращивания растений – гидропоникой. При выполнении этих заданий учащиеся могут опираться на знания из курса биологии (минеральное питание растений, факторы среды, строение и функции корня).

Постановка проблемы: Дима посмотрел фильм о Вавилонских садах, которые являются одним из семи чудес света. Он узнал, что Вавилонские сады выращивались на искусственной системе водоснабжения, которая подавала богатую кислородом и минералами воду из реки.

Он заинтересовался таким способом выращивания растений и решил узнать о нем больше. В энциклопедии он прочитал, что способ выращивания растений на искусственных средах называется гидропоникой. Корни растений при таком способе выращивания находятся во влажновоздушной, водной или твёрдой (керамзит, гравий) среде. Питание растение получает за счет специального водного раствора, в котором присутствуют все необходимые для роста и развития элементы питания.

Задание 1. Какая из перечисленных сред не используется для корней при выращивании растений с помощью гидропоники?

Выберите один верный ответ

1. Водная среда
2. Твердая среда
3. Воздушная среда
4. Почвенная среда

На сегодняшний день выращивание растений с помощью гидропоники получило всеобщее признание и успешно используется в некоторых странах мира. Выращивание растений этим способом эффективно, поскольку вода и минеральные вещества расходуются экономнее. Подача питательного раствора легко автоматизируется.

Задание 2. Объясните, почему выращивание растений способом гидропоники является перспективным в некоторых странах мира?

Многие передовые компании активно внедряют способ выращивания растений с помощью гидропоники. Применение этого способа дает хорошие результаты, а растения, выращенные с помощью гидропоники, находятся в экологически чистых условиях.

Задание 3. Какой из перечисленных результатов относится к способу выращивания растений с помощью гидропоники?

Выберите один верный ответ

1. Получение не высокого урожая
2. Отсутствие вредителей у растений
3. Отсутствие вредных веществ в растении
4. Отсутствие болезней у растений

Дима также узнал, что растения, выращиваемые способом гидропоники, быстрее растут и развиваются, чем растения, которые посажены в обычную почву.

Задание 4. Объясните, почему растения, выращиваемые с помощью гидропоники, лучше растут и развиваются, чем растения, выращиваемые в почве?

Обсуждение результатов выполненных заданий

На уроке учителю необходимо организовать совместное обсуждение комплексных заданий.

Задание 1. Формируемая компетенция этого задания — научное объяснение явлений. Формируемые умения применять соответствующие естественнонаучные знания для объяснения явления. Обучающиеся актуализируют знания о результатах демонстрационного опыта, а также анализируют представленный текст и делают вывод о том, что при выращивании растений способом гидропоники не используется почвенная среда. Ответ: 4. Почвенная среда.

Задание 2. Формируемая компетенция этого задания — научное объяснение явлений. Формируемые умения применять соответствующие естественнонаучные знания для объяснения явления. Обучающиеся актуализируют знания, которые они получили на уроке о минеральном питании растений, из курсов технологии о поливе растений, а также личный практический опыт. Ответ: Вода при выращивании растений с помощью гидропоники расходуется экономно, поэтому этот способ перспективен для стран, где есть проблемы с водой.

Задание 3. Задание формирует умение делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления, которое входит в состав компетенции научное объяснение явлений. Учащимся предлагается проанализировать представленный текст, а также использовать свой личный опыт и сделать предположение о том, что в растениях, выращиваемых способом гидропоники, отсутствуют вредные вещества. Учащиеся выбирают Ответ: 3. Отсутствие вредных веществ в растении.

Задание 4. Задание формирует умение делать и научно обосновывать прогнозы о протекании процесса или явления, которое входит в состав компетенции научное объяснение явлений. При ответе на задание учащиеся, опираясь на знания о факторах среды могут выдвинуть предположение, что растения, растущие в почве, часто испытывают недостаток минеральных веществ, необходимых для роста, а растения, выращиваемые способом гидропоники, получают все минеральные вещества в готовом растворе. Ответ: Растения, выращиваемые способом гидропоники, получают все минеральные вещества в готовом растворе, а растения, растущие в почве, часто испытывают недостаток минеральных веществ, необходимых для роста.

5. Подведение итогов и рефлексия. Совместно с учителем делается вывод о том, что делается общий вывод: при выращивании сельскохозяйственных культур, человек собирает урожай, поэтому минеральные вещества в почву не возвращаются. Для восполнения дефицита питательных веществ в почву добавляют органические и минеральные удобрения. Растения можно выращивать и без почвы, методом гидропоники. Растения, выращиваемые способом гидропоники, получает все необходимые для роста и развития минеральные вещества в готовом растворе. При подведении итогов обучающиеся дают оценку ответов участников дискуссий, и проводят оценку собственной деятельности.