МАТЕРИАЛЫ мастер – класса (интегрированного урока)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И ПО ДЕЛАМ МОЛОДЕЖИ КБР
ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЁННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ КОЛЛЕДЖ
Рассмотрено на заседании ЦМК
Естественно-математических дисциплин
Протокол № ____ от «_____» _____ 2014 г.
Председатель ______________ Карачаева Е.В.
МАТЕРИАЛЫ
мастер – класса
(интегрированного урока)
по УД «Биология» и «Информатика»
дата проведения: 10.02. 14 г.,
специальность: 23.02.03 - «Техническое обслуживание и
ремонт автомобильного транспорта»
«Статистические закономерности
модификационной изменчивости.
Построение вариационного ряда и
кривой с применением Microsoft Excel»
Методическая проблема: «Формирование внутренней мотивации и
активизация познавательной деятельности студентов на интегрированном
уроке»
Авторы:
преподаватель КБАДК
к.б.н., профессор РАЕ
Е.В. Карачаева
преподаватель КБАДК
Ж.Х. Эльмурзаева
НАЛЬЧИК, 2014 г.
2
План-конспект интегрированного урока
ТЕМА УРОКА: «Статистические закономерности модификационной
изменчивости. Построение вариационного ряда и кривой с применением Microsoft
Excel».
ТИП УРОКА: лабораторно-практическое занятие.
ЦЕЛИ УРОКА.
Образовательная:
 Построение вариационного ряда и графика изменчивости изучаемого признака с
использованием Microsoft Excel.
 Определение средней величины признака.
 Закрепление знаний о причинах появления изменчивости, о приспособительном характере
модификаций, их пределах – норме реакции.
 Закрепление знаний о способах визуализации числовых данных.
 Закрепление навыков работы с электронной таблицей.
 Решение информационных задач с помощью средств электронного процессора.
Развивающая:
 Развитие способности анализировать и обобщать изученный материал.
 Развитие навыков формализации при решении информационных задач с помощью средств
электронного процессора.
 Развитие памяти, способности действовать по алгоритму, умения делать выводы.
Воспитательная:
 Формирование восприятия компьютера как инструмента обработки информационных объектов.
 Формирование бережного отношения к окружающей среде, как основному фактору, влияющему
на жизнь и деятельность человека.
 Воспитание активности, способности слушать и слышать, доброжелательности.
ОБОРУДОВАНИЕ: компьютеры, проектор, электронная презентация, программное обеспечение
Microsoft Excel, учебные единицы.
МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ: биология, информатика, математика, ОБЖ.
ХОД УРОКА.
I этап.
Подготовка к лабораторной работе. Вводная групповая беседа. Инструктаж.
Преподаватель биологии. Здравствуйте ребята и уважаемые гости! Сегодня у нас необычный
урок информатики, интегрированный с биологией.
Преподаватель информатики. Информационные технологии дают совершенно новые
возможности для творчества, обретения и закрепления различных учебных навыков, позволяют
реализовать принципиально новые формы и методы обучения с применением моделирования явлений
и процессов.
Преподаватель биологии. Тема нашего урока: «Статистические закономерности
модификационной изменчивости. Построение вариационного ряда и кривой с применением Microsoft
Excel». Статистическая закономерность – это закономерность, которая проявляется при наличии
однородных явлений. Сегодня на уроке мы должны научиться строить вариационный ряд и график,
определять среднюю величину признака, в этом нам поможет информатика.
Для начала вспомним:
1.
Что такое модификационная изменчивость? (Фенотипическая (модификационная)
изменчивость – это изменение организмов под действием факторов среды и эти изменения не
3
наследуются. Эта изменчивость не затрагивает гены организма, наследственный материал не
изменяется.)
2.
Что такое норма реакции? (Пределы модификационной изменчивости.)
3.
Какие признаки фенотипа имею узкую, а какие – широкую норму реакции? Чем
обусловлена широта нормы реакции, и от каких факторов она может зависеть? (Количественные
признаки организма имеют широкую норму реакции, качественные признаки – размеры органов,
форма листовой пластинки у растений – узкую норму реакции. Норма реакции определяется
генотипом.)
Преподаватель информатики. Также на уроке мы должны научиться заполнять электронную
таблицу и строить диаграммы, на основе данных таблицы. Давайте вспомним основные понятия.
1.
Каково назначение Microsoft Excel? (Программа предназначена для обработки
структурированных данных представленных в табличной форме.)
2.
Какие типы данных могут храниться в электронной таблице? (Число, текст, формула)
3.
Что является основным элементом ЭТ? (Ячейка.)
4.
Группу ячеек, образующих прямоугольник называют: (Диапазоном ячеек.)
Преподаватель биологии. Модификационная изменчивость это результат взаимодействия
генотипа с условиями внешней среды.
Если мы измерим длину и ширину листьев, взятых с одного дерева, то мы увидим, что размеры
их варьируют в довольно широких пределах. Это результат разных условий развития листьев на
ветвях деревьев, при их одинаковом генотипе.
Рис.1. Вариационный ряд листьев лавровишни (цифрами показана длина листа)
Например, пшеница, растущая на
одном поле, может сильно отличаться
количеством колосьев и колосков в силу
различных
показателей
почвы,
увлажненности на поле. Сосчитав число
колосков в одном колосе и количество
колосьев, можно получить вариационный
ряд.
Вариационный
ряд
–
расположение особей в ряд по увеличению
измеряемого признака.
Рис. 2. Колосья пшеницы
Единичное выражение признака называют вариантой – (υ).
Число особей, соответствующих каждой варианте, называется частотой встречаемости
варианты и обозначается (р).
Вариационный ряд модификационной изменчивости пшеницы
Число колосков в одном колосе
14
15
16
17
18
(варианта)
Количество колосьев пшеницы
2 
7
22
32
24
(частота встречаемости каждой варианты)
19
20
8
5
4
На основе этих данных, можно построить диаграмму –
вариационную кривую.
Вариационная кривая – зависимость частоты
встречаемости вариант от их значения. Это графическое
выражение изменчивости признака, отражающее как размах
вариации, так и частоту встречаемости отдельных вариант.
Из кривой видно, что наиболее распространены средние
варианты проявления признака.
Кривая на графике, как правило, бывает симметричной,
особенно когда изучается большое число особей.
Это значит, что вариации, как большие, так и меньшие, Рис. 2. Вариационная кривая числа
отличающиеся от среднего арифметического на одну и ту же колосков в колосе пшеницы
величину, встречаются одинаково часто.
Отсюда следует, что минимальные и максимальные величины должны встречаться очень редко,
но с одинаковой частотой.
Ширина модификационной изменчивости будет зависеть от изменений условий существования,
т.е. причины вариаций – воздействие различных условий среды при развитии признака.
Важной величиной, характеризующей изменчивость изучаемого признака, является средняя
( p )
величина, которая вычисляется по формуле M  
; где М – среднее значение признака, ∑ –
n
знак суммы, υ – значение варианты, р – частота встречаемости данной варианты, n – общее число
вариант вариационного ряда.
В 2006 году Всемирная Организация Здравоохранения опубликовала таблицы по нормам роста
мальчиков и девочек.
Рост мальчиков от 15 до 17 лет (см)
Возраст
15 лет
16 лет
17 лет
Показатель
Очень
низкий
<154,6
<158,8
<162,8
Низкий
154,6-158,6
158,8-163,2
162,8-166,6
Ниже
среднего
158,6-162,5
163,2-166,8
166,6-171,6
Средний
162,5-173,5
166,8-177,8
171,6-181,6
Выше
среднего
173,5-177,6
177,8-182,0
181,6-186,0
Высокий
177,6-181,6
182,0-186,3
186,0-188,5
Очень
высокий
>181,6
>186,3
>188,5
Рост девочек от 15 до 17 лет (см)
Возраст
15 лет
16 лет
17 лет
Показатель
Очень
низкий
<150,7
<151,6
<152,2
Низкий
150,7-154,4
151,6-155,2
152,2-155,8
Ниже
среднего
154,4-157,2
155,2-158,0
155,8-158,6
Средний
157,2-166,0
158,0-166,8
158,6-169,2
Выше
среднего
166,0-169,2
166,8-170,2
169,2-170,4
Высокий
169,2-173,4
170,2-173,8
170,4-174,2
Очень
высокий
>173,4
>173,8
>174,2
Если ваш рост соответствует среднему показателю – идеальный рост.
Если показатель роста – ниже или выше среднего – не идеально, но показатель роста в пределах
нормы.
Если показатель роста – низкий или высокий, то это значит, что есть тенденция к отставанию
или к опережению, и хорошо бы посоветоваться с эндокринологом.
Если показатель роста – очень низкий или очень высокий – просто необходимо сходить к
эндокринологу.
Основными факторами нормального развития являются: 1. Полноценное питание (для
нормального роста нужно правильное питание – хорошо пережёвывать пищу, хорошо завтракать
5
утром, регулярно принимать пищу, рацион должен быть разнообразным, не злоупотреблять сладким и
солью, есть много сырых овощей, пить свежие соки). 2. Соблюдение режима сна (спать нужно ночью,
в темноте, не менее 8 часов). 3. Занятия физкультурой или спортом (неактивному, чахлому организму –
чахлое тело).
Причиной патологических изменений роста может быть как нарушение факторов нормального
развития подростка – нарушение эндокринной системы, так и генетическая предрасположенность.
Преподаватель биологии. Выполним лабораторно-практическую работу.
Преподаватель информатики. Мы с вами уже умеем вводить данные в ячейки электронных
таблиц, теперь мы должны научиться вводить формулы и строить графики. Кроме описанных
символов и тригонометрических функций в электронные таблицы включены математические функции
(сумма чисел, среднее значение, среднее арифметическое значение и т.д.), статистические, финансовые
и т.д. Различные версии могут иметь различные форматы данных функций. При описании функций
можно воспользоваться мастером функций, где поэтапно вводятся параметры функций, и мастер сам
задает формат выбранной функции.
Значения, используемые в функциях для выполнения операций или вычислений, называют
аргументами. В качестве аргументов можно использовать не только числовые значения, но и имена
других ячеек, диапазон ячеек, текстовые строки, ссылки на другие ячейки или листы, вложенные
функции. Для ввода функций можно использовать несколько возможностей: вручную, с помощью
мастера, с использованием кнопки «Изменить формулу».
Ввод вручную, когда название функции вводится с
клавиатуры, самый неудачный, потому что может повлечь за
собой неправильное написание функции и сложно будет
определить местонахождение ошибки. Мастер функций
запускается
командой
Вставка/Функция,
либо
с
использованием кнопки Вставка функции на панели
инструментов.
В появившемся окне можно выбрать категории:
математические, финансовые, статистические и т. д. А затем
выбрать нужную функцию.
Также можно изменить формулу с помощью кнопки
Изменить формулу, которое сразу вызывает диалоговое
окно, где в ячейке адреса отражаются функции наиболее
часто используемые на данном компьютере. Остальные действия аналогичны, как в случае работы с
мастером. Функции могут использоваться в арифметических выражениях.
Выполним данную практическую работу с использованием программы Microsoft Excel, в
которой построим вариационный ряд и вариационную кривую, опираясь на имеющуюся у вас
инструкцию. Помните о правилах по технике безопасности при работе с компьютером.
IIэтап.
Лабораторно-практическая работа.
«Статистические закономерности модификационной изменчивости. Построение вариационного
ряда и кривой с применением Microsoft Excel»
Цель: ознакомление учащихся со статистическими закономерностями модификационной
изменчивости, выработка умения строить вариационный ряд и график изменчивости изучаемого
признака.
Оборудование: компьютеры, программное обеспечение Microsoft Excel, список группы с
предварительно измеренными показателями роста учащихся группы.
Ход работы:
1. Возьмите подготовленные списки с показателями роста учащихся вашей группы.
2. Сгруппируйте полученные цифры, которые отличаются друг от друга на 5 см.
(например, 150-155 см, 156-160 см, 161-165 см.).
3. Подсчитайте количество учеников входящих в каждую группу и заполните таблицу:
6
Вариационный ряд модификационной изменчивости роста учащихся группы
Рост (см)-ʋ
156-160
161-165
166-170
171-175
176-180
181-188
Количество
учащихся - р
4. Постройте вариационный ряд в программе Microsoft Excel.
Для этого внесите полученные данные в ячейки таблицы.
5. Постройте диаграмму (вариационную кривую):
1. Выделить ячейки таблицы, по числовым данным которых строится диаграмма;
2. Выполнить команду Вставка — Диаграмма или нажать на кнопку Диаграмма на
панели инструментов. На экране появится окно Мастер диаграмм.
3. В левой части окна Мастера диаграмм определены 4 основных шага создания
диаграммы:
Шаг 1. Выбрать тип диаграммы (щелчок мыши по изображению диаграммы в окне Мастера
автоматически меняет её вид на экране);
Шаг 2. При необходимости внести изменения в диапазон данных (первоначально диапазон был
задан при выделении ячеек таблицы), задать построение данных в строках или столбцах —
изменения также сразу же появляются на создаваемой диаграмме;
Шаг 3. На этом шаге можно настроить диапазон данных для каждого ряда данных, добавить или
удалить ряды;
Шаг 4. Задать элементы диаграммы: заголовки, параметры сетки, расположение легенды.
Нажать на кнопку Готово.
6. Найдите среднее значение признака по формуле:
M 
 ( p) , где υ – рост студентов, р – частота встречаемости показателя данного
n
роста, n – общее число учащихся.
Шаг 1. Открыть документ (приложение 1.) в программе Microsoft Excel;
Шаг 2. Выделить диапазон ячеек со значением роста;
Шаг 3. В меню вставка выбрать функции (среднее значение).
7. Определите по графику, какой рост учащихся в вашей группе встречается наиболее
часто, какой наиболее редко?
ТЕКУЩИЙ КОНТРОЛЬ
А1. Программа Microsoft Excel предназначена для работы:
1) с текстовыми документами;
2) файлами и папками;
3) презентациями;
4) электронными таблицами.
А2. Строки на рабочем поле программы Ехсеl обозначены:
1) точками;
2) буквами;
3) цифрами;
4) рисунками.
А3. Столбцы на рабочем поле программы Ехсеl обозначены:
1) точками;
2) буквами;
3) цифрами;
4) рисунками.
А4. Признаки, проявление которых легко может быть словесно охарактеризовано,
называются:
1) качественными;
2) количественными;
3) соотносительными;
4) комбинативными.
А5. Зависимость частоты встречаемости вариант от их значения, называется:
7
1) вариационной прямой;
3) вариационной кривой;
2) вариантой модификационной изменчивости;
4) направленностью модификаций.
А6. Диапазон, в пределах которого генотип даёт различные фенотипы, называется:
1) нормой мутации;
2) нормой дифракции;
3) нормой реакции;
4) нормой модификации.
ОТВЕТЫ к текущему контролю
А1
4
А2
3
А3
2
А4
1
А5
3
А6
3
Домашнее задание: повторить тему 1.8.2. и приемы работы в Microsoft Excel
Подведение итогов.
Преподаватель биологии.
Итак, мы убедились, что в проявлениях модификационной изменчивости есть определённые
закономерности. Знание закономерностей модификационной изменчивости имеет также большое
практическое значение, так как позволяет предвидеть и заранее планировать максимальное
использование возможностей каждого сорта растений и породы животных. В частности, создание
заведомо известных оптимальных условий для реализации генотипа обеспечивает их высокую
продуктивность.
Такой подход в равной мере относится и к человеку. Каждый ребенок обладает определенными
способностями, иногда даже в нескольких областях. Задача психологов и педагогов состоит в том,
чтобы как можно раньше найти эту область и обеспечить максимальное развитие ребенка в этом
направлении (наряду с общим образованием), т.е. в пределах нормы реакции достичь максимального
уровня реализации его генотипа.
Преподаватель информатики: Мы с вами говорили, что информационные технологии дают
совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных учебных
навыков. Сегодня мы на конкретном примере рассмотрели, как информатика помогает решать задачи,
рассматриваемые в биологии. Электронные таблицы позволяют обрабатывать большие массивы
числовых данных. Их применение помогает визуализировать данные в виде диаграммы или графика,
что наглядно отображает зависимости между ними, облегчает восприятие и помогает при их анализе и
сравнении.
Список литературы и Интернет-ресурсов:
1. Общая биология: Учеб. Для 10-11 кл. сред. шк. Д.К. Беляев, А.О. Рувинский, Н.Н. Воронцов и др.
Под ред. Д.К. Беляев, А.О. Рувинского. – М.: Просвещение, 2008г.
2. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов/ Н.Д.
Угринович, - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.
3. http://klimenkoelenakaluga.narod.ru/p12aa1.html
4. http://steshenko.biz/yrok
5. http://www.child-psy.ru/kalendaremo/667.html
6. http://pedsovet.su/
8