Гіпотеза та теорія. Поняття про об’єктивність та суб’єктивність, методи досягнення об’єктивності.

УРОК 6

Тема: Гіпотеза та теорія. Поняття про об’єктивність та суб’єктивність, методи досягнення об’єктивності.

Мета: продовжити формувати уявлення про систему наукових знань; поглибити знання про наукові гіпотези та теорії; стимулювати активну дослідницьку діяльність; розвивати біологічну мову, увагу, уяву, пізнальну самостійність та пізнавальний інтерес, мислення; виховувати відповідальність та  дисциплінованість; встановлення зв’язків одержаних знань з практикою.

Тип уроку: засвоєння нових знань

Обладнання: підручники, мультимедійна презентація, роздатковий матеріал (картки)

ХІД УРОКУ

І ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ

Привітання, перевірка готовності учнів до уроку.

Оголошення епіграфу до уроку.

«Наука повинна бути весела, захоплююча і проста»

Петро Капіца

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Прийом "Ланцюжок ознак" («Впізнай за описом»)

Учитель описує наукове поняття, а учні визначають дане поняття:

1. Діяльність людини, спрямована на здобуття знань про навколишній світ (наука).

2. Встановлена подія або явище об’єктивної дійсності (науковий факт)

3. Теоретичне або практичне завдання, яке потребує вивчення або вирішення (проблема)

4. Спосіб наукового трактування явища чи процесу, основна точка зору (наукова концепція).

5. Сукупність понять, система знань у межах певної предметної сфери (теорія).

6. Наукове припущення (гіпотеза).

ІІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Технологія  «Сторітелінг»

Голандський натураліст Ян Баптист Ван Гельмонт вперше провів експериментальні дослідження процесу живлення рослин, які стали основою для так званої водної гіпотези живлення рослин. Виростивши гілку верби у бочці, він встановив, що майже 40-кратне збільшення її у вазі за 5 років не супроводжувалося скільки-небудь значним зменшенням ваги землі. Проте, Я. ван Гельмонт не був першим, хто провів подібний експеримент, відомо, що подібний дослід проводив Леонардо да Вінчі, використовуючи гарбуз.

Обговорення з учнями проблемних питань:

• На основі яких наукових фактів Ван Гельмонт побудував свою гіпотезу водного живлення рослин?
• Чи призвів експеримент Ван Гельмонта до появи нової наукової теорії? Чому?

Оголошення теми уроку.

ІV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Загальні відомості про гіпотезу  та теорію

Гіпо́теза — це припущення, яке перевіряють експериментально. Тобто  гіпотеза — прийом пізнавальної діяльності людини, форма мислення, що являє собою здогад, положення, яке тимчасово вважається можливо істинним, поки не встановлена істина.

У практичній площині гіпотеза може визначатися як форма розвитку знань, що являє собою обґрунтоване припущення, висунуте з метою з'ясування властивостей і причин досліджуваних явищ. Гіпотезу висувають на основі ряду спостережень.

Гіпотеза, що має відтворюване підтвердження явищ та механізмів і дозволяє спостерігачу прогнозувати наслідки дій чи зміни стану об'єкта спостережень перетворюється на теорію.

Тео́рія (від грец. θεωρία — розгляд, дослідження) — сукупність висновків, що відображає відносини і зв'язки між явищами реальності у вигляді інформаційної моделі.

Існує ряд визначень теорії. Оберіть найзручніше для вас:

1. Система вірогідних наукових знань про якусь сукупність об’єктів, яка описує, пояснює і передбачає явища певної предметної галузі. Сукупність узагальнених положень, які становлять певну науку чи розділ науки.
2. Логічне узагальнення практичного досвіду людей, яке ґрунтується на глибокому проникненні в суть досліджуваного явища та розкриває його закономірності.
3. Загальні міркування на противагу практичній діяльності.

Теорія лежить в основі вчення. Наприклад, еволюційне вчення базується на теоріі трансформізму, змінності видів.

Приклади визначних наукових теорій:

Біологія – Еволюційна теорія, Клітинна теорія.

Кліматологія – Теорія глобального потепління.

Фізика – Теорія відносності, Теорія струн.

Юриспруденція – Теорія держави і права.

 

2. Висунення гіпотез

Бесіда

• У яких випадках застосовується гіпотеза?

Коли відомих фактів недостатньо для пояснення причинної залежності явища, але є необхідність в тому, щоб його пояснити;

Коли факти складні і гіпотеза може принести користь, як узагальнення знань у даний час, як перший крок до їх роз'яснення.

• Як формуються гіпотези?

Накопичення матеріалу, висунення гіпотези;

Формування основної гіпотези та її обґрунтування;

           Перевірка отриманих результатів на практиці.

3. Біологічні гіпотези

Бесіда

• Пригадайте відомі вам біологічні гіпотези

Гіпотези виникнення життя на землі: абіогенезу, панспермії, Опаріна-Холдейна, гіпотеза РНК-світу,

Гіпотеза антропогенезу

Гіпотеза старіння

Гіпотеза походження еукаріотів

Гіпотеза інвазійності рослин

4. Поняття про об’єктивність і суб’єктивність

Користуючись матеріалом підручника:

• розмежуйте поняття об’єктивності і суб’єктивності;
• виділіть на їх відмінності;
• що сприяє обє’ктивності у накових дослідженнях?

VІ. ЗАКРІПЛЕННЯ МАТЕРІАЛУ, ВИВЧЕНОГО НА УРОЦІ

Складання схеми «Доведення гіпотези»

Використовуючи матеріал підручника учні створюють схему-логічний ряд за яким доводять наукову гіпотезу.

 

 

VІ. УЗАГАЛЬНЕННЯ  І СИСТЕМАТИЗАЦІЯ  ЗНАНЬ

Розв’язування біологічних задач шляхом висування гіпотез.

Учні отримують завдання на картках,  обговорюють у невеликих групах, презентують короткі відповіді у вигляді висунутих гіпотез.

КАРТКА 1

Задача «Молюски стежать за Місяцем». Конхіокультура (розведення молюсків) — одна з давніх і дуже прибуткових галузей культурного океанічного господарства. Приблизно через вісім днів після ікрометання устриць починається «роїння» їхніх личинок. Вони дуже недовго плавають, а потім осідають на твердий субстрат. У мулистому гирлі річки Шельди в Голландії устрицеводи збільшують свої «стада», укладаючи на морське дно черепицю, що слугує для личинок штучним субстратом. Цього не можна робити задовго до масової появи личинок, оскільки черепичини будуть швидко зайняті іншими організмами. Таким чином, від зоолога потрібно визначити, якщо це можливо, коли відбудеться «роїння». Молюски розмножуються в середині року, але така точність прогнозу недостатня. Прогноз ґрунтується на багаторічних спостереженнях і звучить дивно: «Основний максимум появи личинок варто очікувати щороку між 26 червня і 10 липня, приблизно через 10 днів після молодика чи місяця уповні». Це здається містикою, але є чистою правдою. Оскільки «роїння» відбувається через вісім днів після ікрометання, саме ікрометання слід очікувати через два дні після молодика чи повного місяця.

Назвіть фактор, що визначає час розмноження устриць. Запропонуйте гіпотези, що пояснюють механізм його дії.

Відповідь. Цим фактором є приплив, точніше момент збігу сонячного і місячного припливів, що буває один раз на місяць і супроводжується особливо високою хвилею. Як він впливає на устриць, ще невідомо, напевно, це пов'язано з тиском води, коливання якого максимальні саме під час припливів. Крім того, приплив викликає зміну освітленості на дні моря.

КАРТКА 2

Задача «Неприступна... огорожа». Існує проблема: як запобігти виходу диких звірів на автостради, щоб вони не зіштовхувалися з автомобілями і не забридали до міста. Різні пастки й огорожі малоефективні й економічно невигідні. Як бути?

ІКР: звірі самі не виходять на траси. (ІКР — ідеальний кінцевий результат (терм. ТРВЗ).)

Підказка. Розгляньте ресурси. Чого «за визначенням» бояться звірі? Що може їх зупинити?

Під час розв'язання доцільно знайти гаму розв'язків і оцінити ефективність. Наприклад, чи ефективно побудувати огорожу вздовж усього шосе? Важливо пам'ятати, що, оцінюючи розв'язання, ми не повинні оцінювати учня, щоб не скривдити його на очах усіх. Розв'язання повинне бути «іменним» лише в тому випадку, якщо воно правильне. Якщо ж воно погане — нехай воно буде «безіменним»...

Можлива відповідь 1. У Західній Німеччині почали розміщувати вздовж доріг і навколо міських окраїн предмети з пористої гуми, просочені речовиною, що імітує запах людини. Ці хімічні «опудала», виконані у вигляді, наприклад, листків, підвішуються на гілки. Для людського нюху вони злегка пахнуть лимоном, але тварини розрізняють у них запахи масляної кислоти, амоніаку й інших компонентів людського поту. Птахи не бояться цього запаху, але кабани, лосі, зайці, козулі й інші тварини перестають виходити на вулиці й дороги і так уникають зіткнення з машинами.

Можлива відповідь 2. Відомо, яка величезна кількість живності — їжаків, дрібних хижаків, жаб — гине під колесами автомобілів. Якщо прокласти під полотном дороги труби, то живі істоти швидко звикають до них і успішно користуються ними. На Алясці зробили тунель для лосів. Якщо раніше у цьому місяці відбувалося до 40 зіткнень, то тепер кількість їх скоротилася до 7. До того ж уздовж шосе встановлена триметрова сітка, посилена ілюмінацією над ділянкою дороги.

Можлива відповідь 3. Запропоновано встановлювати на машинах ультразвукові свистки, що видають звук тільки у разі наявності сильного потоку повітря. Коли машина рухається, напір повітря достатній для включення свистка. Люди його не чують, а тварини чують, і це попереджає їх про рух машини.

 

КАРТКА 3

Задача «Коли немає компаса». Є гіпотеза, що тварини чутливі до магнітного поля Землі, тобто здатні, наприклад, у ньому орієнтуватися. Магнітна чутливість птахів є одним з тих механізмів орієнтування, завдяки яким перелітні птахи долають величезні відстані й практично не збиваються з курсу. Запропонуйте серію експериментів для перевірки гіпотези.

Можлива відповідь. Експеримент 1. Магнітна чутливість комах. У термітнику комахи розташовуються впоперек силових ліній. Якщо термітник екранувати від зовнішнього поля, комахи розсіються. При відновленні поля вони знову «відновлять порядок». Отже, терміти чутливі до магнітного поля Землі.

Експеримент 2 Магнітна чутливість птахів. Група пташенят мухоловки вирощувалася в магнітному полі, «повернутому» щодо земного. З настанням осені вони летіли аж ніяк не туди, куди було потрібно.

КАРТКА 4

Задача «Нестандартні листки». Припустимо, на кущі шипшини ви побачили листок (або декілька) з нетиповою для цього виду будовою листкової пластинки. Спираючись на еволюційну теорію дайте відповіді на такі запитання: 1. Яким чином такий листок міг з’явитись? 2. Чи зможе у перспективі така форма листків витіснити вихідну листкову пластинку? 3. Чи є дане явище шкідливим або корисним для самої рослини?

Можлива відповідь. Це може бути проявом модифікаційної мінливості і є нормою реакції. Слід спостерігати за рослиною, щоб упевнитись, що це не мутація. Якщо ж виявиться, що це наслідок мутаційних змін, то мало ймовірно, що такі листки витіснять інші, оскільки мають меншу площу для фотосинтезу. Це може статися лише за умови суттєвих кліматичних змін, тоді такі листки можуть бути пристосуванням до жаркого та посушливого клімату.

КАРТКА 5

Задача «Загадкові мохи». Мохи поширені на всіх континентах, але дуже нерівномірно. У тропіках мохи зустрічаються переважно у горах. Зовсім немає мохів у пустелях і мало в степах. Більшість видів зростає в областях з помірним і холодним кліматом. Запропонуйте гіпотезу.

КАРТКА 6

Задача «Прадавні спорові рослини». Раніше серед папоротеподібних зустрічалися деревні рослини висотою в кілька метрів. Серед мохоподібних таких життєвих форм ніколи не було й немає. Чому? Запропонуйте гіпотезу.

VІІ. ПІДСУМОК УРОКУ

Прийом «Рюкзак»

Учні фіксують власний успіх на уроці, шляхом висловлювань, які кладуться в умовний рюкзак :

Сьогодні на уроці я розібрався з…

Я навчився відрізняти…

Я навчився висувати…

Я зрозумів алгоритм…

VІІІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Прочитати відповідний параграф підручника

2. Дати відповідь на питання після параграфу

3. Окремим учням: підготувати короткі повідомлення «Біологічні відкриття. Їх передумови»