Всероссийский открытый конкурс «Педагогические инновации». ОСМОС – КАК ОДИН ИЗ ВИДОВ ТРАНСПОРТА ВЕЩЕСТВА В БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ. Автор: Хабарова Светлана Рудольфовна, почетный работник общего образования РФ, предмет преподавания - физика, учитель физики, МОУ «СОШ №1 г. Наръян-Мар». Адрес МОУ: ул. Ленина, 23б, тел. 88185342212. Адрес автора: г.Наръян-Мар, ул. Ленина 41 «А», кв.1, тел.881853 41303. 2009 г. 1 Актуальность внедрения интеграции. Научить ребёнка видеть мир целостным и свободно ориентироваться в нём можно, осуществляя интеграцию школьных предметов. Интеграция актуальна в современной школе, перед которой стоит задача формирования всесторонне развитой личности, способной интегративно мыслить, решать комплексные проблемы с привлечением знаний из различных наук. Мы живем за полярным кругом, где зима с октября по апрель, полярная ночь и полярный день, где остро ощущается нехватка солнечной энергии. Ребёнок быстро утомляется, его внимание становится рассеянным, появляется апатия, в таких условиях внедрение тематической интеграции преследует цель разгрузить ученика. Например, тема «Электролитическая диссоциация. Электролиз» изучается в химии и в физике в разное время, ребята не переносят знания из одного предмета на другой. Много лет работая в техникуме, проводила совместные уроки с учителем химии не только по этой теме, но и по темам «Строение атома. Ион»; «Электрон. Электронные оболочки»; «Твердые тела. Кристаллическая решётка». Опыт показывает, все эти вопросы должны изучаться интегративно, что способствует более полному пониманию и дает выигрыш во времени. В школе не все учителя готовы пустить на свой урок другой предмет, это требует не только осмысления своего предмета через другой, но и больших затрат времени при подготовке урока. В некоторых случаях мы затрудняем работу учащихся, не объединяя понятийноинформационную сферу учебных предметов. Например, в биологии дают определение «Воздушная масса – это большой объем воздуха». На уроках физики в 7-ом классе учащиеся определяют массу, как объем, что является ошибкой. В химии молярную массу дают в граммах на моль или в килограммах на киломоль, в физике возникает проблема с переводом молярной массы в международную систему единиц СИ килограмм на моль. Не согласованны и буквенные обозначения, что приводит к путанице, так в химии n - количество вещества, а в физике концентрация, тогда как количество вещества обозначается буквой ν. Глубокая связь физики прослеживается с наукой о жизни – биологией. «Физика не только может, но и должна глубоко вторгаться в биологию, как своими средствами исследования, так и свойственными ей теоретическими представлениями» - это слова академика Л.А.Арцимовича. Человек часть природы – этого мнения придерживались Гёте, Сеченов, Менделеев, Циолковский. Человек выступает объектом физического познания, он состоит из тех же частиц, что и окружающие его тела. Мир един. Где грань между макро и микро миром, между Человеком и Вселенной? На человека можно взглянуть через призму молекулярно-кинетической теории вещества и термодинамики. Циолковский К.Э., рассматривая возможность жизни человека в космическом пространстве, пришёл к выводу, что основные процессы жизнедеятельности организма обусловлены физическими процессами капиллярностью и осмосом. Капиллярность рассматривается в курсе физики 10 класса в ознакомительном плане, а осмос не рассматривается в школьном курсе. В связи с этим автор предлагает разработку урока: «Осмос – как один из основных видов транспорта веществ в биологических системах». Это интегрированный урок-исследование в 9-ом классе, который проводился совместно учителями физики и биологии. Когда эти ребята были в 8 классе, они стали участниками бинарного интегрированного урока: «Энергетический обмен человека». Отзывы о таких уроках учащиеся дают очень хорошие. Система бинарных уроков помогла ребятам определиться с выбором профиля в 10 классе, все ребята выбрали физико-математический профиль. 2 Осмос – как один из видов транспорта биологических веществ. ЦЕЛИ УРОКА: Дидактическая: Формировать представление о единстве физических и биологических явлений, протекающих в живых организмах, на примере осмоса Развивающая: Развивать умения переносить знания из физики в биологию и из биологии в физику Воспитательная: Воспитывать аккуратность при выполнении лабораторной работы ЗАДАЧИ УРОКА: Дать понятия плазмолиза, деплазмолиза и осмоса, как физического явления, протекающего в биологических системах Развивать умение логически мыслить, делать самостоятельные выводы при выполнении лабораторной работы и формулировании темы урока Показать связь физического явления осмоса и биологических явлений плазмолиза и деплазмолиза Показать связь физики и биологии с жизнью, опираясь на субъективный опыт учащихся. ОБОРУДОВАНИЕ: мультимедиа-проектор, интерактивная доска ACTIVboard микроскопы, покровные и предметные стекла, стаканы с соленной и пресной водой, пипетки, пинцеты, фильтровальные бумаги, кожица лука, соль, сахар, кусочки сухой рыбы, сухие грибы, сухофрукты, горячая вода рабочие карты флипчарты: слова академика Л.А.Арцимовича, тема лабораторной работы, цель работы, оборудование; ключевые слова; вывод по лабораторной работе; тема урока; портрет К.Э.Циолковского. 3 Методический комментарий. Интеграция физики и биологии в нашей школе становится традиционной и преследует, прежде всего, цель формирования единой картины мира. Подготовка урока требует взаимопонимания между учителями физики и биологии, умения находить точки соприкосновения данных наук. Мотивация на уроке обеспечивается созданием проблемной ситуации, которую создает учитель биологии, он ставит простейший эксперимент: кусочки лимона посыпает сахаром, кусочки свежего огурца – солью и замачивает сухие грибы, сухофрукты, сушенную соленую рыбу. Результат эксперимента ожидаем, а объяснить наблюдаемые процессы с научной точки зрения ребята смогут только в конце урока. Актуализация знаний осуществляется учителями биологии и физики на соответствующих этапах урока. Первый этап урока - лабораторная работа: «Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза в живой растительной клетке». Используя микроскоп (прил.1), учащиеся должны установить проявление физического явления в биологической системе – растительной клетке. Перед началом работы учитель напоминает о правилах техники безопасности при работе с оптическими приборами. Работа выполняется с использованием методических карт (прил. 2, 3), учитель комментирует каждый этап лабораторной работы (прил. 4). Учитель биологии проводит анализ результатов на каждом этапе выполнения работы: Подготовка препарата Наблюдение плазмолиза Наблюдение деплазмолиза Ребята формулируют вывод, исходя из цели лабораторной работы, и выделяют основные термины, понятия: диффузия, транспорт, биологическая система вещества. Учащимся предлагается, используя данные сигнальные слова, сформулировать тему урока. В ходе беседы, сравнивая темы предложенные учащимися и учителями, ставим цели урока: Дать понятие осмоса 4 Выяснить, как осмос проявляется в биологических системах На втором этапе урока учитель физики вводит понятия: концентрация; гипертонический, гипотонический и изотонический растворы; осмос. На уроке использованы заранее заготовленные флипчарты (прил. 5). Объясняя материал, учитель физики ведет записи на доске (прил. 6), ребята - в методических картах. На уроке получен вывод о том, что осмос – это пассивный транспорт не требующий затрат энергии, осмос наблюдается во всех биологических процессах, клетка должна находится в изотоническом растворе. В заключение рассматриваем сделанные в начале урока заготовки, обнаруживаем ожидаемый результат: лимон и огурец выделили сок, а сухие продукты набрали влаги (прил. 7). Учащиеся понимают, где мы наблюдаем плазмолиз и деплазмолиз, в каком направлении протекал осмос. Цели урока достигнуты. 5 Список литературы 1. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования/Под ред. Е.С.Полат – М., 1999. 2. В.С.Рохлов, Л.В.Рублёва, Д.Д.Утешинский. Биология. Человек: Учебное пособие. 9 класс. – Ч.2. – М., 2005. – 248с.: ил. 3. Ю.А.Храмов. Физики. Биографический справочник/М.: «Наука» Главная редакция физико-математической литературы, 1983. – 400с. 4. М.В.Чулановская. Курс физики для биологов. Часть 1/Изд-во Ленинградского университета, 1972. – 248с. 6 Приложение 1. Приложение 2. Приложение 3. Рабочая карточка. Лабораторная работа. Тема: «Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза в живых растительных клетках». Плазмолиз – отделение пристеночного слоя цитоплазмы от оболочки растительной клетки. Деплазмолиз – обратный процесс плазмолизу. Цель: Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза. Приборы и материалы: предметное стекло, покровное стекло, стакан с пресной водой, стакан с соленной водой, пипетка, фильтровальная бумага, пинцет, кожица лука. 1 этап: Подготовка микропрепарата. Нанести каплю воды на предметное стекло. Снять пинцетом кожицу лука и поместить её в каплю воды на предметном стекле. Накрыть препарат покровным стеклом и рассмотреть его под микроскопом. Сравнить препарат с готовым микропрепаратом. 2 этап: Наблюдение явления плазмолиза в растительной клетке. С одной стороны покровного стекла с помощью салфетки «оттянуть» воду из приготовленного препарата. С другой стороны покровного стекла с помощью пипетки нанести раствор натрий хлора. Рассмотреть препарат. Сравнить с готовым микропрепаратом. 3 этап: Наблюдение явления деплазмолиза в растительной клетке. Заменить соленую воду на пресную, так же, как во втором случае. Рассмотреть препарат под микроскопом. 7 Приложение 4. 8 Приложение 5. 9 Приложение 6. 10 Приложение 7. 11