Інноваційні технології. Тема «Інноваційні технології під час уроків біології. Технологія яскравих плям»

Тема «Інноваційні технології під час уроків біології. Технологія яскравих плям»

      Біологія, як наука, зародилася ще в глибоку давнину. Саме знання законів біології допомагали стародавнім людям виживати і зберігати своє здоров'я в умовах жорстокої боротьби за існування з іншими мешканцями планети і з чинниками неживої природи. В наш час є важливим уміння розумно та раціонально користуватися природними ресурсами в рамках сталого розвитку, усвідомлення ролі навколишнього середовища для життя і здоров’я людини,

здатність і бажання дотримуватися здорового способу життя. І для цього теж потрібні знання з біології.

          На жаль багато учнів  вважають, що в майбутньому житті знання з біології не знадобляться. Запитують: «Навіщо мені потрібна ваша біологія?» Щоб зацікавити учнів своїм предметом, кожен свій урок я намагаюсь починати з невеликого вступу в якості мотивації до теми. Це може бути проблемне питання, цікавий і незнайомий більшості учнів науковий факт, незвичайна історія, навіть казка, цитата когось із відомих письменників, політиків, вчених – так звана «яскрава пляма».

       Для відповіді на питання – навіщо вчити біологію? – я використовую саме прийом «яскравої плями». На початку вивчення біології в 6 класі запитую дітей – навіщо вчити біологію? Потім, отримавши всі відповіді,  ставлю учням несподіване запитання: «Діти,  чи дивилися ви фільм «Мумія?». Більшість учнів бачили цей фільм або чули про нього. Далі я прошу згадати головного героя і лиходія - Імхотепа. Якщо хтось не розуміє, про що річ, витрачаю хвилинку на пояснення.  Для учнів буде цікаво і повчально почути історію про видатного давньоєгипетського зодчого Імхотепа, що жив в третьому тисячолітті до нашої ери. Він був верховним сановником фараона, верховним жерцем Ра в Геліополі. Пізніше був обожнений і шанувався як бог лікування. Імхотеп вважається першим відомим у світовій історії архітектором і вченим. Він спроектував першу ступінчасту піраміду (піраміда фараона Джосера поблизу Мемфіса), а також комплекс архітектурних споруд, що оточують піраміду. Той факт, що піраміда стоїть досі, через майже п'ять тисяч років, найкращий доказ геніальності Імхотепа і як архітектора, і як будівельника, і як вченого. Але мало хто знає, що Імхотеп також є засновником єгипетської медицини. У результаті спостережень і фундаментальних досліджень в біології (на той момент невіддільних від медицини) Імхотеп створив кілька праць, записаних на папірусі, в яких вперше визначив реальні причини багатьох  хвороб. За деякими свідченнями своїх сучасників, Імхотеп для потерпілих на будівництві працівників особисто проводив операції з трепанації черепа, після яких люди не тільки виживали, а й продовжували далі успішно працювати на будівництві пірамід. Дотепер подібна операція є однією з найскладніших у світі. Крім цього, Імхотеп розробляв і встановлював протези кінцівок. Один зі знайдених в гробницях металевий протез ноги вразив вчених тим, що в ньому згиналися не тільки коліно та стопа, але і пальці. Для подібних операцій Імхотепу були необхідні знання насамперед з біології, а саме анатомія і фізіологія людини, біохімія. Така історія – яскрава пляма, яка надовго запам’ятовується учням та пов’язується потім з вивченням біології. Біологія – це цікаво. Біологія – це важливо. 

         Яскрава пляма під час вивчення бактерій у 6 класі. Приблизна кількість бактерій, що мешкають в організмі людини 10¹³ . Це в кілька разів більше, ніж людських клітин. Але клітини бактерій менші за розміром, тому їх загальна маса лише пара кілограмів.

         Вивчення екологічних груп птахів в 7 класі. Запитую: «Чому пінгвіни не мешкають в Арктиці, бо клімат там схожий с Антарктидою?» Діти висказують припущення. Правильна відповідь: «Пінгвіни як сімейство виникли в Південній півкулі. З холодними течіями вони можуть проникати аж до екватора, де живе пінгвін галапагоський. Однак, течій шо з'єднують одну полярну область з іншого, не існує. Тому тропічний пояс виявляється для птахів непереборною перешкодою.»

         Ще одним прикладом яскравої плями є застосування знань біології в технічних дисциплінах. Під час вивчення опорно-рухової системи людини у 8 класі я запитую – що таке робот? Чи можна домогтися того, щоб кінцівки робота рухались саме так, як у людини? Потім розповідаю про застосування синовіальної (суглобової) рідини. Ця рідина знаходиться в суглобовій сумці і не дає кісткам тертися один об одного під час руху суглоба. У разі втрати суглобом синовіальної рідини (наприклад при травмі), будь-який рух в суглобі доставляє сильний біль або зовсім стає неможливим. Численні дослідження в різних країнах світу показали, що для зменшення тертя і запобігання зносу металевих деталей кращим мастилом є саме суглобова рідина, яку для цих цілей синтезують штучно.  

        Під час вивчення дихальної системи запитую: «На вашу думку, якою є площа кабінету біології?» Учні висловлюють свою думку. Начебто, це питання ніяк не пов’язано з темою уроку. Але потім я кажу: «А тепер уявіть, загальна площа внутрішньої поверхні наших легень змінюється між видихом і вдихом від 40 м² до 120 м². Для порівняння, площа шкірного покриву людини дорівнює 1,5-2,3 м²». Такий приклад вражає учнів, вони намагаються зрозуміти – як це? Тоді переходжу до пояснення будови та функцій органів дихання.

   Вивчення будови ока. Ну що тут цікавого? Задаю питання – якого кольору у вас очі? А чи знаєте ви, що все розмаїття кольорів райдужної оболонки, в тому числі синій, сірий і зелений, створені пігментом меланіном? Від характеру розподілу пігментів в передньому та задньому шарах райдужної оболонки і залежить колір очей. Найглибший шар райдужки насичений меланіном. Якщо у зовнішніх шарах пігменту мало, то меланін, що просвічує крізь них, в результаті особливостей розсіювання світла має вигляд синім. Крім цього, мають значення судини і колагенові волокна райдужної оболонки, вони мають білуватий або сіруватий відтінок. Якщо щільність колагенових волокон зовнішнього шару вище, то колір буде вже не синій, а блакитний. Якщо щільність волокон зовнішнього шару ще вище, то утворюється сірий колір очей.

Цей приклад потім пригадуємо під час розв’язання задач з генетики.  Блакитний колір очей - це результат мутації в гені HERC2, через яку у носіїв такого гена знижено вироблення меланіну у райдужній оболонці ока. Такий є ген є рецесивним. Ще раз торкаємося цієї теми під час вивчення мутацій. У райдужній оболонці і в очах взагалі немає ні синіх, ні блакитних пігментів. Задаю питання – звідки тоді синій, голубий або сірий колір очей? Це є мутацією якого типу (геномна, хромосомна, генна)? За даними дослідження генетиків Копенгагенського університету, ця мутація виникла приблизно 6-10 тис. років тому. У всіх блакитнооких людей був один загальний предок

       На початку вивчення  теми «Над організмові біологічні системи» у 9 класі я розповідаю казку. Жив-був старий. Була в нього улюблена корова, багато молока давала. Старому на все вистачало - і на себе, і на базарі продати. Тільки от на горищі у старого жила сова. І сильно вона дідові заважала, ночами літає, крилами плескає, шумить. Вирішив старий сову прогнати. Заліз на горище, палицею махає: «Іди, сова, набридла ти мені!» Сова здивувалася, обурилася: «Ти що, старий, від мене ж така користь, не можна мене гнати!» А старий не вгамовується: «Іди, немає від тебе ніякої користі, тільки шум!» Прогнав старий сову, задоволений пішов у хату чай з молоком пити. Минуло кілька днів. Щось корова менше молока давати стала. Ще небагато часу пройшло і старому молока вже й на базар віднести не вистачає. Ще трохи, вже і старому самому молока немає, навіть чай забілити нічим. Прийшов старий до корови: «Коровушко, годувальниця, що не так? Турбуюсь я за тебе і плекаю, а молока чому немає?» «Хворію я, старий. Немає більш на лузі конюшини, а без цього і молока у мене немає». Задумався старий, пішов на луг конюшину шукати. А й справді - нема конюшини. Ходив-ходив старий, ледве знайшов одну кволу квіточку. Підійшов до неї дід, запитує: «Конюшинко-сестра, де ж всі твої друзі поділися? Чому конюшини на лузі більше немає? » « Джмелі відлетіли всі, жодного не залишилося. А без джмелів нікому запилювати конюшину. Ось і не залишилося нікого з нас на лузі ». Подумав старий і побіг шукати джмелів. Довго шукав, далеко-далеко зустрів – летить джміль, і за ним біжить дід і кричить: «Джміль, сусіде, постривай, не відлітай. На луг мій повернися. Без джмелів конюшина зовсім гине. А без конюшини корові моїй погано ». Джміль навіть зупинятися не став. Прогудів на льоту; «Не повернеться рід мій на твій луг, старий. Миші у тебе там розвелися, спасу немає. Гнізда наші розоряють, личинок наших поїдають». «Почекай, сусіде-джміль! А хто тих мишей прогнати може?» Відповідає джміль: «На лузі миші тільки сов бояться. А ти свою сову прогнав, старий». Ця казка – «яскрава пляма» – показує не тільки взаємозв'язок між різними компонентами живої природи, але також і пояснює, чому нам, людям, необхідно ці взаємозв'язки знати і враховувати у своїй діяльності.

       Також у 9 класі для пояснення того, як застосовувати екологічні знання у практичній діяльності людини в темі «Захист та збереження біосфери» використовую «яскраву пляму» – вислів англійського філософа Френсіса Бекона: «Ми не можемо керувати природою інакше, ніж підкоряючись їй».

       У темі «Хімічний склад живих організмів», 9 клас, як епіграф можна процитувати відомий вислів Геракліта Ефеського: «З різноманітності виникає гармонія».

       Зв'язок з життям - лейтмотив нашої педагогічної діяльності. Учні повинні розуміти, як знання з біології пов'язані з повсякденним життям.

        Наприклад, при вивченні в 9 класі цитоплазми клітини і клітинних включень можна розповісти про оксалати - нерозчинні кристали щавлевої кислоти. При порушенні харчування, оксалати накопичуються в нирках і утворюють ниркові камені. Така «яскрава пляма» надовго запам’ятовується.

       При вивченні теми «Ферменти», теж 9 клас, ставлю несподіване запитання: «Як ви вважаєте, чому народи семітської групи (араби і євреї) не їдять свинину?» Відразу багато учнів відповідають: «Релігія забороняє!» Але чому виникла така заборона? Щоб відповісти, треба знати, що таке амінокислоти, первинна структура білка, як проходить процес розщеплення білкової їжі на амінокислоти в кишечнику. У кожної людини є свій набір ферментів для розщеплення тієї їжі, яка зустрічається на даній території. Саме тому у багатьох дітей на нашій території виникає алергія на цитрусові та шоколад – ці продукти є для нас чужими. Не у всіх є в організмі ті ферменти, які зможуть розщепити певні комбінації амінокислот, що містяться в какао-бобах або цитрусових. Також і семіти - племена кочівників. У них ніколи не було свиней, відповідно і не було необхідності у ферментах, здатних повністю розщепити свинячі білки. При поїданні свинини може виникнути вже не банальний висип, як у дітей на шоколад, а серйозні проблеми з нетравленням кишечника.

     Таким чином, знання з біології допомагають зрозуміти чужі звичаї, релігійні заборони, виникнення харчової алергії та інші повсякденні явища. Авіцена, який жив тисячу років тому, був правий, сказавши: «Основний скарб у житті - це здоров'я, і ​​щоб його зберегти, потрібно багато чого знати». І такий вислів є теж яскравою плямою, нагадувати про здоров’я можна у будь- якому класі при вивчені будь-якої теми з біології.