Дослідницька робота в біології

Управління освіти ,культури,молоді та спорту

Лозуватської сільської ради

КЗ «Христофорівська гімназія»

Для тих, хто викладає біологію

Дослідження на уроках біології

 Вчитель біології Мотуз Л.О.

2024

В серії посібників   «Для тих,  хто викладає   біологію (ботаніка) » розміщені матеріали, що стануть в нагоді вчителям для  активізації пізнавальної діяльності школярів на різних етапах уроку та в позаурочний час. У  посібнику наведено зразки можливих форм роботи:

навчальні дослідження, схеми,  опори, міжпредметні  зв`язки, традиційні та нетрадиційні уроки ,тести,  біологічні диктанти та вікторини.

Сучасна школа вимагає творчого підходу до викладання шкільного курсу біології, що створило б якісні передумови для підвищення зацікавленості учнів матеріалом.

  Усім відомий давньогрецький вислів: «Учень – не чаша, яку необхідно наповнити, а факел, який потрібно запалити». В наш час існують технології,  які можуть розбудити в дитині інтерес,  дати особистості можливості для розвитку і самореалізації.

         Зараз вчителів турбує проблема суспільної пасивності більшості школярів. Захоплення комп’ютерними іграми призводить до зниження інтересу до здобуття знань, зменшення активності учнів на уроці та в позаурочній діяльності .Даний  посібник може стати в нагоді вчителю, що бажає підняти інтерес до здобуття знань учнями,  що вивчають ботаніку.

Щоб активізувати пізнавальну діяльність учнів у процесі оволодіння знаннями я шукала більш ефективні форми, методи і засоби навчання. Великого значення в організації та удосконаленні навчального процесу на уроках біології посідає дослідницька діяльність, яка була б тісно пов’язана міжпредметними зв’язками з іншими дисциплінами.

           Дослідницький метод – це спосіб організації найвищого рівня пізнавальної самостійності учнів, тобто їх пошукової , творчої діяльності по вирішенню проблем та проблемних завдань.

            Вибір дослідницького методу залежить від конкретних обставин та умов протікання навчально – виховного процесу :

- часу, відведеного на вивчення того чи іншого матеріалу ;

- вікових можливостей учнів ;

- рівня підготовки учнів ;

- матеріального оснащення закладу ;

- можливостей та особливостей вчителя, рівня його теоретичної та практичної підготовленості, методичної майстерності та особистих якостей. Найбільше часу на навчальні дослідження відводиться в курсі біології рослин. Біля третини уроків у цьому класі частково або повністю побудовані на матеріалі дослідів та спостережень. Важливою особливістю навчальних дослідів з ботаніки класі є те, що вони дають початкові уявлення школярам про біологічне дослідження,  формують ряд спеціальних та загальнопізнавальних понять: експеримент, дослід, контроль, мета досліду, порівняння, аналіз, результат досліду, висновок досліду і т.д.

 Дуже важливо  вчити учнів аналізувати дослід та робити з нього висновки, формувати навички логічного мислення.

 За допомогою дослідів діти вивчають складні процеси життєдіяльності рослин, для розуміння яких в учнів ще недостатньо знань з фізики, хімії. Тому біологічний дослід у цьому класі обмежується вивченням зовнішньої сторони явищ (виявлення явища, з’ясування необхідних для  нього умов, встановлення залежності явища від зміни умов зовнішнього середовища), без з’ясування суті і механізму процесів.

 Для того, щоб допомогти учням зрозуміти дослід і отримати з нього знання, насамперед слід використовувати досліди з простою для розуміння методикою. Учитель повинен чітко уявляти ідею всіх дій в досліді, щоб бути готовим відповісти на всі запитання учнів.

 Важливою особливістю більшості дослідів з рослинами є їх відносно довгий термін проведення. У зв’язку з цим необхідно передчасно спланувати роботу по підготовці дослідів до певних уроків.

 Тематика дослідів, звичайно, визначається програмою, але бажано розширювати її за рахунок проведення дослідів, які показують застосування знань про явища, що вивчаються у виробництві (наприклад, гідропонне вирощування рослин, використання ростових речовин для укорінення рослин).

Дослідницька діяльність на уроках ботаніки.             

Розв’язуючи проблемне питання чи завдання дослідницького характеру, учень шукає шляхи їх розв’язання : висуває гіпотези, дослідом, експериментом, спостереженням доводить або спростовує їх. Саме в такій діяльності учень поглиблює свої знання, відкриває щось нове, вчиться лаконічно висловлювати  свої думки, формулювати свої відповіді і висновки         

У вирішенні винахідницьких питань можна виділити кілька етапів :

1. Вибір теми дослідження, формулювання його мети. Назва теми повинна бути зрозумілою і короткою. Мета – точно сформульованою.

2. Збір попередніх даних про об’єкт вивчення. Для кращого виконання роботи можуть використовуватися такі засоби навчання :

- натуральні об’єкти ( гербарій, вологі препарати, живі об’єкти ) ;

- зображувальні ( таблиці, муляжі, слайди ) ;

- науково – популярні фільми ;

- друковані джерела ( журнали, газети, енциклопедії, словники, довідники, визначники ) .

3. Установлення послідовності робіт, складання плану, проектування експерименту.

4. Підбір необхідного устаткування, створення умов для досягнення поставленої мети

5. Виконання і реєстрація ходу робіт і спостережень. Роль вчителя на цьому етапі є направляючою і керуючою. Потрібно контролювати хід дослідження, результати спостережень, надавати консультації, усіляко заохочувати ініціативу учнів.

6. Формулювання висновків і складання звіту. Висновки повинні бути стислими.

7. Список використаних джерел. Нумерацію джерел проводять за алфавітом, або в порядку посилань у тексті.

8. Оформлення результатів. В залежності від мети завдання обсягу і характеру зібраного матеріалу, пропоную такі види оформлення результатів дослідницької роботи :

- доповідь ;

- повідомлення ;

- реферат ;

- фотоальбом ;

- стінгазета ;

- оформлення гербарію, колекції ( комах, насіння ) ;

- мультимедійна презентація.

  Найбільш простими для проведення  є досліди по вивченню впливу абіотичних факторів (температури, вологості, освітлення, мінерального живлення) на ріст і розвиток рослин. Цікавими є досліди по вивченню фотоперіодизму у рослин, так як це явище має велике значення у практиці сільського господарства. Особливу увагу слід приділити дослідам по вивченню впливу різних токсичних речовин (газів, солей важких металів та ін.) на рослини. Результат дослідів використовуються при вивченні питань забруднення  оточуючого середовища, його охорони та збереження різноманітності видів.

 Досвід показує, що в умовах школи можна провести слідуючі досліди:

Вплив умов середовища на ріст рослин.

 Метою досліду є:

 показ впливу зовнішніх чинників – температури та освітленості – на ріст рослин. Об’єктами досліду є 2-3 кімнатні рослини (бажано з одним нерозгалуженим пагоном).

Постановка досліду.

 Вимірюють і записують загальну висоту кожної рослини (від рівня грунту до верхівкової бруньки) і довжину самого верхнього меживузля. Одну рослину ставлять на сонячне  вікно, іншу – в слабо освітлене (затемнене) місце, третю розміщують між рамами вікна. В ході досліду підтримують належну вологість грунту. Через 5-10 днів вимірюють загальнувисоту рослин і довжину верхнього меживузля. Визначають приріст пагона за час досліду, описують зовнішній вигляд рослини.

З досліду випливають висновки:

          1. зовнішні умови впливають на ріст рослин.

 2. ріст пагонів в умовах слабкого освітлення або в темноті  відбувається швидше ніж на світлі, але пагони виростають тонкі, бліді, жовтуваті, зі слабо розвиненою механічною тканиною (чому?).

Вирощування рослин на розчинах мінеральних

речовин різного складу.

  Метою досліду є:

 показати, що для росту і розвитку рослин потрібне мінеральне живлення.

 Об’єкти досліду: 4 банки з рослинами бальзаміну вирощеними гідропонним методом.

  Постановка досліду: в банку № 1 вносять калійну і фосфорну сіль, в банку № 2 – фосфорну і азотну, в банку № 3 – калійну і азотну сіль. Рослини четвертої банки будуть вирощуватись у воді без солей.

 Для отримання вихідних розчинів мінеральних солей слід розчинити 2 грами нітрату натрію в 40 мл  кипяченої води (розчин азотної солі), 0,5 г хлориду калію в такій же кількості води (розчин каліної солі), 10 г гранульованого суперфосфату – в 80 мл гарячої води.  Після охолодження 20 мл отриманого розчину змішують з 180 мл кип’ячевої води (розчин фосфорної солі). Вихідні розчини вносять по схемі: азотний – 1 мл на 0,2 л води, калійний і фосфорний – 0,5 мл на 0,2 л води.

 Питання для осмислення методики досліду:

 Чому рослини в даному досліді вирощують на воді?

 Які умови однакові в усіх рослин досліду?

 Які умови відрязняються ?

 Чому рослини в досліді  позбавляють якої-небудь однієї  солі , а не двох?

 Що доводить дослід?

 У висновках до досліду сліж звернути увагу на те, що повна відсутність однієї  з необхідних речовин практично рівносильна відсутності всіх;  Пояснити факт відмирання листків при мінеральному голодуванні.

Виявлення нітратів дифеніламіновим методом

 Мета досліду:

 Виявлення нітратів у рослинах.

  Об’єкти досліду: листки капусти, коренеплоди моркви, бульби картоплі та інше; розчин дифеніламіну в сірчаній кислоті (0,1 г на 10 мл). Постановка досліду.

 З зовнішнього та внутрішнього листків качана капусти добувають сік методом розтирання листка в ступці. Краплі цього соку поміщають на предметне скло і додають до них трохи дифеніламіну. Про наявність нітратів судять по зміні забарвлення. При невеликій їх кількості крапля соку стає голубою, при великій – синьою. Учні роблять висновок, що в зовнішніх листках капусти вміст нітратів значно вищий ніж у внутрішніх. (Чому?).

 Звертають увагу на  взаємозв’язок кількостей солей та умов вирощування. Наголошують на шкідливості нітратів на здоров’я (Чому?).

                                Виявлення свинцю в листках рослин

Мета досліду: 

 довести, що в придорожніх рослинах збільшується вміст свинцю.

 Постановка дослідуБеруть чотири проби в листків рослин одного виду, які ростуть:

 1. біля автостради

 2. в 10 метрах від автостради

 3. в 50 м від автостради

 4. в лісі.

 Рослинний матеріал однакової маси обвуглюють до попелу. До водного розчину солей попелу можна додати хромат калію або розчин сірководню. Розраховують відсоткове відношення вмісту осадів, що утворюються до маси попелу. Роблять висновки про вміст свинцю в листках рослин, які знаходились в різних умовах забруднення.

 Крім свинцю в рослинах, які ростуть біля доріг, можна провести виявлення кадмію. Методика  аналогічна методиці виявлення свинцю. У водний розчин додають концентрований Na OH. У результаті випадає білий студенистий осад.

 Запитання для осмислення досліду:

 Як потрапляють в рослини важкі метали?

 Яку шкоду вони завдають олорганізму людини?

 Як потрапляють в організм?

Тематика польових дослідів на пришкільній навчально-   дослідній  ділянці.

                Вплив абіотичних факторів на ріст і розвиток рослин

 Мета досліду: вивчити вплив абіотичних факторів на ріст і розвиток рослин.

 В процесі досліду учні виявляють особливості росту і розвитку рослин, цвітіння, утворення плодів і насіння під впливом:

 - температурного фактора: значення показників температури грунту й повітря в період висівання насіння, прогрівання насіння перед посівом, вплив мульчування на розвиток багаторічників

- світлового фактора:  вплив прямого і розсіяного сонячного проміння на тіньовитривалі й світлолюбні рослини; довжини світлового дня на терміни цвітіння, розміщення рядків посіву відносно сонячного проміння

 - грунтового фактора: вплив структури грунту на ріст і розвиток кореневищних рослин.

                    Вплив біотичних факторів на ріст і розвиток рослин

Мета досліду: вивчити вплив біотичних факторів на ріст і розвиток рослин.

У процесі досліду учні вивчають:

 - вплив фітонцидоносних рослин (нагідки, часник) на розвиток інших рослин;

 - вплив густоти посіву на розвиток одного виду;

 - визначення взаємного впливу рослин у разі висівання двох і більше видів рослин.

         Вплив антропогенних факторів на ріст і розвиток рослин

 Мета досліду: вивчити вплив антропогенних факторів на ріст і розвиток рослин.

 У процесі досліду учні вивчають:

 - вплив витоптування на ріст, розвиток, зоінішній вигляд рослин; - вплив частоти і глибини розпушування міжрядь;

 - вплив щтучного зрошення на врожай;

 - вплив обрізки і пасинкування на процес цвітіння і розвитку вегетативних органів рослин;

 - вплив викошування на ділянці лучної  рослинності.

                       Розмноження рослин стебловими живцями

 Мета досліду: показати  та навчити учнів прийомам розмноження рослин стебловими живцями.

 Обладнання: традесканція, горщики, грунт, склянка для накривання живців.У процесі досліду учні розмножуть традесканцію для використання її в озелененні приміщень школи.

 Результати досліду із живцювання стеблом традескації учні демонструють на уроці відповідної теми і пояснюють як вони провели цей дослід і як стежили за вирощуванням молодих рослин із живців.

                  Вплив глибини загортання насіння на його проростання

 Мета досліду: з’ясувати, яке значення має глибина загортання для проростання насіння.

 У стелажі шкільної теплиці учні висівають насіння на різну глибину. Спостерігають коли з’являються проростки, як вони пробиваються крізь шар грунту, як ростуть окремі їх органи на певній глибині. Результати досліду учні обговорюють під час вивчення теми «Проростання насіння», «Корінь. Живлення рослин із грунту»

                        Вигонка цибулинних рослин

 Мета досліду: навчити учнів методики вигонки цибулинних рослин на прикладі нарцисів і тюльпанів.

 Даний дослід проводиться в зимово-весняний період, висаджуючи у ящики з грунтом цибулини тюльпанів ранніх термінів цвітіння.

 Завдання досліду:

            Вигонка до визначеного календарного строку (8 березня) тюльпанів одного сорту  або різних сортів.

1. Вплив температурного режиму на підготовку цибулин до цвітіння (постійна температура, перемінна ).
2. Вплив освітленості в теплиці на цвітіння (короткий світловий день, довгий світловий день).

Вплив різних стимуляторів на цвітіння тюпанів. Тема. Плоди і насіння.

Тема досліду: ”Визначення схожості насіння”.

Цей дослід можна проводити в школі і дома (закладається за 4 – 5 днів до потрібного уроку).

^ На зволожену тканину або вату викласти 100 насінин (пшениця, ячмінь). Посуд із насінням поставити у тепле світле місце для проростання, регулярно зволожувати.

Мета досліду:  Визначити схожість насіння злакових культур, визначити якість посадкового матеріалу.

 Кількість пророслого насіння

Схожість насіння = ------------------------------------------- х 100 %

Загальна кількість насінн

 Плоди і насіння.

Тема досліду:”Живлення і ріст проростків”

Дослід виконується дома. В 4 стаканчики висаджують насіння квасолі: в перший – цілу насінину, в другий – одну сім’ядолю, в третій – четверту частину сім’ядолі з зачатковими корінцем і листками, в четвертий – зачатковий корінець з листками.

^ Завдання: Визначити, яке значення мають сім’ядолі і запас поживних речовин для проростків.

Тема досліду.” Глибина загортання насіння і його значення”

Для виконання цього досліду беруть насіння середніх розмірів. Насіння висаджують на різну глибину: на поверхні грунту, на потрібну глибину і на глибину, що більша за норму.

^ Завдання: Визначити, як впливає глибина загортання насіння на розвиток і ріст проростків.

Тема досліду: Функції стебла.

Дослід.” Рух поживних речовин по стеблу”

Для виконання досліду слід взяти пагін тополі, бузку або кімнатної рослини бальзаміну. 2 – 3 пагони поставити у чисту воду ( контроль ), а інші 2 – 3 пагони поставити у зафарбовану воду. Так як дослід довготривалий, його слід закласти за 7 – 10 днів до проведення уроку.

^ Мета досліду: Визначити, як пересуваються по стеблу поживні речовині речовини, роль флоеми і ксилеми.