Химизация сельского хозяйства. За или против?

«Современный урок: кейс-метод»
Класс- 10
Время занятия – 3 часа
Вид кейса – обучающий
Тип кейса – эвристический
Проблемное задание: химизация сельского хозяйства: за или против?
Содержание кейса: в качестве источника информации для кейса предлагается
учебное пособие «Химия в технологиях агробизнеса: 8–11 классы» / авт.-сост.: Е.С.
Симбирских, Л.П. Петрищева, Е.Е. Попова и др. – Мичуринск: ФГБОУ ВПО «МичГАУ»,
2012. – 92 с.
Цель урока: выяснить положительные и отрицательные стороны химизации сельского
хозяйства, раскрыть роль биологически активных веществ для сельскохозяйственного
производства.
Задачи:
1. Обучающие: сформировать у учащихся представление о витаминах, ферментах,
гормонах как биологически активных соединениях, рассмотреть их классификацию и
обозначения, применение в сельском хозяйстве; ввести понятия об авитаминозах, гипер- и
гиповитаминозах, ауксины, гиббереллины, цитокинины, ретарданты и морфактины.
2. Воспитательные: воспитание ответственного отношения к сохранению своего
здоровья и здоровья окружающих людей; уметь распределять обязанности в группе,
регулировать свои эмоции, защищать групповой продукт работы; толерантно относиться к
товарищам, переключаться с одного вида деятельности на другой; прививать интерес к
изучению химии в рамках реализации непрерывного агробизнес – образования.
3. Развивающие: развитие логического мышления, умений наблюдать, делать
выводы, обобщать и сравнивать; развитие навыков исследовательской деятельности
учащихся.
Работа с кейсом:
За несколько дней обучающимся озвучивается тема занятия «Биологически активные
вещества в сельскохозяйственном производстве». Также проговаривается о том, что
занятие будет проводиться в режиме кейс-метода. Обучающиеся самостоятельно находят
информацию по данной теме и знакомятся с ней.
Сам кейс предоставляется ученикам непосредственно на занятии. Занятие делится на две
части: сначала изучаем классификацию БАВ, их применение в сельском хозяйстве, а затем
обсуждаем поставленную проблему. На первую часть отводится 45 минут.
Затем организуется работа в группах по поиску решения поставленной проблемы.
Преподаватель консультирует учеников, ученики в подгруппах обсуждают варианты,
объясняют непонятные моменты друг другу. Этот этап занятия имеет длительность около
45 минут.
На следующем этапе организуется обсуждение вариантов решений групп, что занимает по
времени также около 60 минут.
Итоговая часть занятия занимает около 30 минут и посвящена подведению итогов,
обобщению полученных результатов. Итоговую часть занятия проводит преподаватель.
Ролевая организация работы групп: класс делится на три группы, на начало работы в
группах выбираются ведущие групп, он знакомится со своими обязанностями:
 организовать работу группы и следит за соблюдением правил работы в группе;
 вовлекает всех членов группы в работу, координирует деятельность членов группы
между собой;
 организует само- и взаимооценку работы членов группы.
- ведущий группы выбирает помощника, у которого ответственная обязанность
фиксировать предложения, идеи, делать записи всего того, что обсудит и решит группа;
- за работу группе после представления результатов выставляется общая отметка,
индивидуальные отметки члены группы определяют сами в зависимости от участия в
работе по выполнению задания, но не выше общей.
Критерии оценивания
№
п/п
Наименование критерия
Группа
Группа
Группа
№1
№2
№3
Количество
баллов
1.
Краткость и четкость
изложения проблемы
5
2.
Новизна и неординарность
решения проблемы;
5
3.
Точность критериев
решения проблемы
5
4.
Профессиональность,
грамотность решения
проблемы
5
5.
Краткость и четкость
презентации результатов
кейса
5
6.
Активность работы всех
членов группы
5
7.
Этика ведения дискуссии
5
Итого:
35
Содержание кейса
Материал урока рассчитан на обучающихся 10 класса по курсу органической
химии. Данный урок входит в модуль «Химия в технологиях агробизнеса». Этот модуль
входит в рабочую программу по химии для 10 класса, т. к. наша школа является
региональным ресурсным центром агробизнес – образования «Школа агробизнеса
Тамбов». В школе реализуется система непрерывного агробизнес – образования в
Тамбовской области.
Урок по теме «Биологически активные вещества в сельскохозяйственном
производстве» проводится в конце изучения курса органической химии по программе
О.С. Габриеляна.
Одним из условий рентабельного ведения животноводства и растениеводства
является грамотная химизация. Одним из основных направлений химизации
сельскохозяйственного производства является использование биологически активных
веществ, то есть стимуляторов роста, а также препаратов, обеспечивающих ускоренное
созревание продукта, использование кормовых добавок. Изучение данного вопроса
является актуальным для успешного ведения агробизнеса в регионах.
Проблемное задание.
Основной задачей современного сельскохозяйственного производства является получение
высокоурожайной экологически чистой продукции с её низкой себестоимостью.
Ни для кого не секрет, что урожайность сельскохозяйственных растений в практике
современного полеводства зависит почти на 50–70% от применения химических веществ.
На сегодняшний день для интенсификации процесса выращивания сельскохозяйственной
продукции активно применяются различные биологически активные вещества.
Одним из основных условий, от которых зависит наращивание мясных ресурсов в стране,
по-прежнему является полноценное кормление животных и птицы. Отсутствие и
недостаток
в
их
рационе
жизненно важных
биологически
активных
веществ,
отрицательно сказывается на состоянии здоровья, продуктивности и конверсии корма.
Для ускорения откорма скота и птицы, повышения их плодовитости и улучшения качества
продукции в последнее время всё более широкое применение находят биостимуляторы,
витамины, гормоны, ферменты, антибиотики и тканевые препараты. Применение
витаминов и других стимуляторов роста обеспечивает увеличение суточных привесов
крупного рогатого скота, овец, свиней и цыплят на 10 – 15 % при уменьшении расхода
кормов на 0,5 – 2,5 кормовые единицы. Себестоимость 1 ц. мяса снижается на 5 – 15 %. На
3 – 8 % сокращаются заболеваемость молодняка. Чаще всего биологически активные
вещества даются в виде смеси микроэлементов, витаминов, ферментных препаратов,
антибиотиков. Окупаемость дополнительных затрат на использование биологически
активных веществ при выращивании яблонь довольно высока. В варианте с применением
препарата Циркона на 1 руб. дополнительных затрат получают дополнительно 14,0 руб. за
счет реализации прибавки урожая, а в вариантах с препаратами Агат-25К и Рибав –
соответственно 9,8 и 6,9 руб.
Прибавка к урожаю подсолнечника, полученного с применением стимулятора роста
крезацина, составляет 3,6 ц/га, или 18 %.
Благодаря действию ферментных препаратов фактическая питательность рациона
возрастает на 5–8%, повышается продуктивность, снижаются расходы кормов на единицу
продукции на 3–8%, появляется возможность замены дорогих кормов (кукурузы, соевого
шрота) на более дешёвые (рожь, ячмень, пшеничные отруби, подсолнечный жмых).
Вопросы:
1. Почему БАВ имеют важное значение в сельскохозяйственном производстве?
2. Какие аргументы можно привести в пользу использования БАВ? А против
использования? Подготовьте эти аргументы.
3. Какие биологически активные вещества вы бы посоветовали применять жителям
села в своем хозяйстве?
4. Химизация сельского хозяйства: вы «за» или «против»? Аргументируйте свой
ответ.
Информационный материал к кейсу.
Использование
ферментов
в
сельском
хозяйстве
необычайно
широко
и
разнообразно. В растениеводстве селекция многих сельскохозяйственных культур
направлена на создание сортов, обогащённых определёнными ферментами. Это имеет
значение и для скорости созревания культур, и для получения более высококачественной
продукции, и для повышения устойчивости растений к изменению погодных условий, к
болезням, к действию вредных насекомых.
Специальный
интерес
представляет
использование
ферментов
в
кормопроизводстве, где их роль, как и в пищевой промышленности, особенно
значительна. Ферментативные препараты для производства кормов получают из
плесневых грибов и бактерий, но задачи здесь ставятся иные. Для повышения усвояемости
грубых кормов необходим фермент целлюлоза, гидролизирующий клетчатку и
повышающий возможность её переваривания и усвоения, особенно у таких животных, как
свиньи, которые переваривают клетчатку хуже, чем крупный рогатый скот.
Использование ферментов в кормах позволяет снизить нагрузку на окружающую
среду. Когда животное лучше усваивает корм, оно оставляет меньше отходов.
Результатом этого является снижение количества навоза почти на 20 % и снижение
выделения азота на 15 % у свиней и на 20 % у домашней птицы. Кроме этого, ферменты
позволяют снизить выбросы фосфора.
Благодаря действию ферментных препаратов фактическая питательность рациона
возрастает на 5–8%, повышается продуктивность, снижаются расходы кормов на единицу
продукции на 3–8%, появляется возможность замены дорогих кормов (кукурузы, соевого
шрота) на более дешёвые (рожь, ячмень, пшеничные отруби, подсолнечный жмых).
Глубокие исследования в области энзимологии позволили выделить ферменты в
чистом виде и применить их в народном хозяйстве. Знание биологических свойств
ферментов дало возможность использовать последние как экзогенные катализаторы в
пищеварении сельскохозяйственных животных, так как в их пищеварительном тракте
поддерживаются условия среды, близкие к оптимальным для многих ферментов. Так, в
рубце жвачных температура находится в пределах 38–42°С, концентрация водородных
ионов (рН) поддерживается в пределах 6,5–7, что обеспечивает благоприятные условия
для каталитического действия экзогенных ферментов, а наличие в кормах солей
микроэлементов положительно влияет на проявление их активности.
Витаминное питание животных – восполнение содержания витаминов в организме
животных, использованных в процессе обмена веществ и энергии, за счёт витаминов
корма. Недостаточное количество или отсутствие одного или нескольких витаминов в
рационе приводит к потере аппетита, слабости, истощению, что снижает продуктивность
и воспроизводительную способность животных, вызывает специфические заболевания –
гиповитаминозы. Наибольшая потребность в витаминах наблюдается у молодняка,
беременных и лактирующих самок, высокопродуктивных и племенных животных.
Значительно повышается потребность в витаминах при стойловом содержании животных,
у некоторых животных и при одностороннем кормлении (например, у коров – в витамине
А при силосном кормлении, так как биологическая ценность каротина силоса ниже, чем
сена). В потребность животных в витаминах входят и показатели норм кормления.
Некоторые витамины синтезируются в организме животных из провитаминов,
например, витамин А – из каротина, витамин D – из стерина. Микрофлора
пищеварительного тракта жвачных синтезирует витамины С, К, группы В, благодаря чему
взрослые жвачные почти полностью обеспечены этими витаминами и нуждаются в них
при повышении продуктивности или при содержании на очень бедных рационах (солома,
веточный корм и др.), не обеспечивающих нормальной деятельности микрофлоры рубца.
Однако рационы жвачных постоянно контролируют по содержанию каротина, витаминов
Е и D. Потребность в витамине D зависит также от содержания и соотношения в рационе
Са и Р. Синтез витамина В12 в организме жвачных происходит только при наличии в
корме
микроэлемента
кобальта,
синтез
никотиновой
кислоты
–
при
наличии
аминокислоты триптофана, витамина С – при достаточном содержании в рационе
каротина.
Биологическая
активность
витаминов
проявляется
при
достаточном
обеспечении ими животных и в комплексе с необходимым количеством доступных для
усвоения питательных веществ – протеина, жиров, углеводов, минеральных веществ.
На потребность сельскохозяйственной птицы в некоторых витаминах влияет
аминокислотный состав корма (если в белковых веществах корма содержится достаточно
метионина, уменьшается потребность в пантотеновой кислоте, при наличии в белке
триптофана – в никотиновой кислоте). Использование организмом витаминов снижается
при наличии в кормах антивитаминов – антагонистов витаминов, мешающих проявлению
их биологической активности, а также при нарушении всасывания из пищеварительного
тракта. Правильность витаминного питания контролируют по содержанию витаминов в
кормах, в крови или моче животных, в продукции (молоке, яйцах и др.). Для обогащения и
сбалансирования рационов промышленность выпускает витаминные кормовые добавки, а
также премиксы.
Гормоны – специфические вещества, которые вырабатываются в организме и
регулируют его развитие и функционирование. В переводе с греческого «гормоны»
означают «двигаю, возбуждаю». К фитогормонам относятся ауксины, гиббереллины,
цитокинины.
Ауксины активируют рост стеблей, листьев и корней, обеспечивая реакции типа
тропизмов, а также стимулируют образование корней у черенков растений.
Гиббереллины. Гиббереллины содержатся в незрелых семенах и плодах,
проростках, развёртывающихся семядолях и листьях. Они ускоряют деление клеток в
зоне, непосредственно примыкающей к верхушке стебля, и рост в фазе растяжения.
Причем действие гиббереллинов, стимулирующее рост, значительно сильнее, чем
ауксинов. При определенных условиях они могут ускорять рост листьев, цветков и
плодов. Гиббереллины стимулируют развитие растений, зависящее от температуры; а
образованию гиббереллинов в тканях растения способствует свет. Отсутствие или
избыток гиббереллинов определяют такие отклонения, как карликовость или чрезмерный
рост. В растениеводстве гиббереллины применяются для увеличения урожая, повышения
интенсивности роста, стимуляции прорастания семян (стратификации семян) и т. д.
Следует знать, что ускорение роста зелёной массы растений должно сопровождаться
усилением питания – гиббереллины не заменяют удобрения.
Цитокинины стимулируют клеточное деление (цитокинез), заложение и рост
стеблевых почек, как у целых растений, так и у недифференцированных каллюсов, а
также продлевают жизнь и поддерживают нормальный обмен веществ у изолированных
листьев, вызывают их вторичное позеленение.
Из природных ингибиторов роста известны кумарин и его производные, абсцизовая
кислота и др. Они тормозят рост растений при переходе их в состояние покоя.
К группам синтетических регуляторов относятся также ингибиторы: ретарданты –
препараты, уменьшающие длину и увеличивающие толщину стеблей, и морфактины –
соединения, вызывающие аномалии в точке роста и появление уродливых органов у
растений.
К веществам, обладающим резко ингибирующим действием, относятся гербициды,
уничтожающие сорную растительность. Синтетические ингибиторы, в отличие от
природных, способны более резко подавлять ростовые процессы; они длительный период
не поддаются инактивации растительными тканями; характер их действия часто связан не
только с ростом, но и с нарушением морфогенетических процессов.
Под воздействием ретардантов повышается устойчивость растений к засухе,
холоду и загрязнению воздуха. У некоторых культурных растений (яблонь, азалий) они
стимулируют зацветание и тормозят вегетативный рост.
Дормины возвращают активно растущие вегетативные почки в состояние покоя,
что часто бывает необходимо при резких потеплениях в конце лета и осенью.
Применение регуляторов роста преследует многие цели, связанные с задачами
защиты растений.
Эти вещества малотоксичны для человека, животных, растений и полезной
микрофлоры, эффективны, с низкими нормами расхода. Однако ни один из препаратов не
является панацеей от всех напастей. Конечно, биорегуляторы повышают устойчивость
растений к неблагоприятным внешним воздействиям, но надо помнить, что постоянное
выращивание растений в экстремальных для них условиях рано или поздно приведет к их
гибели.
В
связи
с
этим
химические
препараты
должны
использоваться
как
вспомогательные средства, а не как альтернатива заботливому уходу.
Гормоны находят применение в зоотехнике – для повышения продуктивности
сельскохозяйственных животных. Так, гормон щитовидной железы или заменяющий его
препарат
иодированного
белка
(казеина),
по
некоторым
данным,
способствует
повышению удойности коров. Применяется в ветеринарии и животноводстве для
стимуляции развития и роста животных, улучшения многоплодия, усвояемости кормов,
ускорения полового созревания, регламентации сроков беременности и т. д. Ряд
гормональных препаратов располагает ярко выраженной анаболической активностью,
употребляется в связи с этим для откорма птицы и скота: полипептидные и белковые
гормоны, такие как соматотропин, инсулин и др.; производные аминокислот –
стероидные, тиреоидные гормоны, их аналоги и производные.
Рекомендации по работе с кейсом.
1. Прочитайте внимательно кейс.
2. Обсудите его в группе, выдвиньте ключевую проблему и запишите её в тетрадь.
3. Письменно дайте краткие ответы на вопросы после кейса, оставляя место для
возможного другого варианта ответа.
4. Если затрудняетесь ответить, можете использовать текст информационного
материала.
5. Каждая группа выбирает представителя, который будет выступать с ответом.
6. Остальные группы внимательно слушают и записывают те варианты ответов,
которых у них нет.
7. После выступления всех групп, мы должны сделать общий вывод и записать его.
Этапы урока
Организационный
момент
I. Стадия вызова
Ход урока
Содержание этапа
Деятельность учителя
Деятельность ученика
Приветствие.
На вашем столе лежат материалы
кейса,
который поможет изучить тему
урока.
Какие БАВ вы знаете?
Внимательно слушают,
приветствуют друг друга.
Витамины, ферменты,
гормоны.
Приём «Корзина» идей,
понятий.
Систематизируют известную
им информацию до изучения
нового материала, задают
вопросы, на которые хотят
получить ответы (можно на
доске их записать).
Дать характеристику БАВ и
рассмотреть их применение в
сельском хозяйстве.
Постановка учебной
задачи.
Проблемный вопрос
Что вы знаете о БАВ? Используют
ли их при химизации
сельскохозяйственного
производства?
Какова же цель нашего урока?
Химизация сельского хозяйства:
«за» или «против»?
II. Стадия
осмысления
Пояснения хода
работы.
Работа проходит в трех группах.
Каждая группа изучает и обсуждает
материалы кейса. Отвечает на
вопросы кейса.
Работа с текстом § 10 учебного
пособия «Химия в технологиях
агробизнеса 8 – 11 класс»,
дополнительным материалом
энциклопедиями, справочниками.
Затем лидеры знакомят всех с
принятым решением по проблеме
кейса.
Каков общий вывод по кейсу?
Открытие новых
знания и первичное
закрепление
III. Рефлексия
Каждая группа составляет свой
опорный конспект.
Выступление лидеров групп.
Отвечает каждая группа.
Вопросы.
1. Какие вещества называют
биологически активными?
2. Какие группы веществ можно
отнести к биологически
активным?
3. Что такое фитогормоны?
4. Какое влияние они оказывают
на растительный организм?
5. Назовите известные вам
фитогормоны.
6. Что такое витамины?
7. Каким образом используются
витамины в
сельскохозяйственном
производстве?
8. Что такое ферменты?
9. Назовите преимущества
использования ферментов при
добавлении их в корма
животных.
Говорят ответы.
А) Приём «Оратор».
за 1 мин убедить, что изучаемая
Ответы обучающихся.
тема просто необходима.
Б) Приём «Синквейн».
Оценка своей работы
на уроке
Раздать пульты для голосования
(вопросы даны ниже).
Работают с системой
голосования.
Домашнее задание
§ 29 – 31 учебника, § 10 учебного
пособия.
Написать статью
в газету
«Использование
БАВ
в
сельскохозяйственном
производстве».
1.
2.
3.
4.
5.
Вопросы для системы голосования.
На уроке я работал …
А) пассивно
Б) активно
Своей работой на уроке я …
А) доволен
Б) недоволен
Урок для меня показался …
А) коротким
Б) длинным
Моё настроение стало …
А) стало лучше
Б) стало хуже
Материал урока мне был …
А) полезен
Б) бесполезен