Поурочний план уроку з біології в 8-му класі. Тема: Кістка як орган скелетної системи. Будова кістки та будівельна механіка.

Поурочний план уроку з біології в 8-му класі.

Вчитель: Клевець Ольга Володимирівна

Тема: Кістка як орган скелетної системи. Будова кістки та будівельна механіка

Мета:

Формування ключових компетентностей:

• Спілкування державною мовою (використовувати в мовленні біологічні  терміни, поняття, сучасну українську наукову термінологію;  формулювати відповідь на поставлене запитання; аргументовано описувати хід і умови проведення дослідів; обговорювати результати дослідження і робити висновки).
• Спілкування іноземною мовою ( використовувати та розуміти біологічні терміни на латинській та англійській мовах, знати їх переклад)
• Математична компетентність (оперувати метематичними величинами під час характеристики будови кістки; застосовувати математичні методи для розв‘язування біологічних завдань; використовувати логічне мислення, зокрема, для розв’язування розрахункових і експериментальних завдань).

 

• Основні компетентності у природничих науках і технологіях (проводити досліди з кістками з урахуванням їхніх фізичних властивостей; виконувати експериментальні завдання і проекти, використовуючи знання з інших природничих предметів).

 

• Інформаційно-цифрова компетентність (використовувати сучасні пристрої для пошуку біологічної інформації, її оброблення, збереження і передавання; дотримуватись авторського права, етичних принципів поводження з інформацією).
• Уміння вчитися впродовж життя (організовувати самоосвіту з біології;  спостерігати за біологічними перетвореннями живих організмів, на прикладі людини; виконувати навчальні проекти біологічного змісту; цікавитися подіями в біологічній науці та технології).
• Полікультурна компетентність. Знайомство учнів з діяльністю вчених різних держав та національностей. Використання в процесі викладання біології елементів народознавства. Проведення інтегрованих уроків, використання художньої літератури,  що містить описи певних біологічних об'єктів  чи явищ.
• здоров’язбережувальна компетентність - здатність учня застосовувати в умовах конкретної ситуації сукупність здоров’язбережувальних компетенцій, дбайливо ставитися до власного здоров’я та здоров’я інших людей;

Формування предметних компетентності:

• Сформувати в учнів поняття про кістку як орган опорно-рухової системи, надати знання про хімічний склад та будову кісткової тканини.
• Розвивати навички дослідницької роботи, логічне мислення; формувати науковий світогляд, вміння використовувати отримані знання при вивченні інших дисциплін.
• Виховувати бережне ставлення до власного здоров’я, зацікавленність до наукової творчості.

 

Очікувані результати:

Учні мають уміти відрізняти типи кісток, знати їх будову та властивості.

Розуміти які хімічні речови  необхідні у формувані скелету. Навчитися правель складати свій раціон.

 

 Базові поняття і терміни: кістка, остеон, окістя, хрящова кістка, костна кістка, губчаста кістка.

 

Обладнання: мультимедійне обладнання, колекція «Розпили кісток», кістки тварин, мікропрепарати «кісткова тканина», портативний мікроскоп «Мікрон Mobile», стаціонарний мікроскоп «Оптика».

 

Тип уроку: урок розвитку компетентностей.

 

Міжпредметні зв’язки: основи здоров’я, медицина, хімія, фізика, техніка, історія.

 

Основні методи навчання: «Кольорові питання» (вправа з використанням мультимедійної дошки), Робота з мультомедійною доскою. Вправа learning apps  «Будова скелета», Розповідь вчителя з елементами бесіди, заповнення кейса,  Робота груп «Біохіміки» та «Архетекторів», показ презентацій та відео, робота з електроним мікроскопом, будування макету кістки з сирників.

 

 

                                                ХІД УРОКУ:

І. Організаційний етап.                                                                            (1хв.)                                  

Організація класу, перевірка відсутніх, налаштування на роботу.    

ІІ. Актуалізація опорних знань.                                                            (2хв.)                                      

«Кольорові питання» (вправа з використанням мультимедійної дошки) 

«Опорно-рухова система»

1. Сукупність кісток і хрящів, що з’єднуються у відділи для забезпечення життєдіяльності організму. (скелет)
2. Сполучнотканинна оболонка, що вкриває кістку ззовні. (окістя)
3. Рухоме з’єднання кісток. (суглоб)
4. Частина скелета, що є головною віссю та опорою тіла. (хребет)
5. Частина скелета, що забезпечує переміщення тіла. (кінцівка)
6. Життєва функція, що забезпечує збереження форми тіла. (опора)
7. Орган скелетної системи. (Кістка)

Повідомлення теми уроку. Спільне визначення мети уроку.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.                                                        (2 хв.)

У мене на столі чарівна скриня, в якій зараз лежить найцінніший скарб планети Земля. Хто з вас хоче побачити його? Може зазирнути, але поки що не розповідайте іншим, що ви там побачили. Всі по черзі зазирають у скриню і дивуються. Коли остання учень дізнається про вміст скриньки, спитайте: « То кого ви побачили ? Себе!! Адже на дні скриньки лежить дзеркало.  Так, людина і є найцінніший скарб на планеті. Кожен із нас – неповторна особистість. І саме такої людини більш на цій Землі немає!

І сьогодні ми розглянемо внутрішню будову найціннішого скарбу Землі – людину! 

 

Кістки людини влаштовані таким чином, що будучи надзвичайно легкими, вони мають найбільшу міцність.

П.Ф. Лесгафт

 

 

 

 

 

 

 

 

Вчитель:

СКЕЛЕТ – це сукупність кісток і хрящів, з'єднаних між собою.        

 

Кістка — це основна структурна одиниця скелета людини.

 Це цікаво!

Кістка людини міцніша за граніт, за міцністю наближається до міді і заліза, за пружністю переважає дуб. Так, стегнова кістка людини у вертикальному положенні може витримувати вантаж масою майже 1500 кг., хоча її власна маса становить лише 200 г.

Робота з мультомедійною доскою. Вправа learning apps  «Будова скелета»319

 

Діти заповнюю кейс (1 стр. Будова внутрішня кістки)

               

                      

Проблемне питання. Які ж особливості хімічного складу й будови зумовлюють таку міцність кісток?

ІV. Вивчення нового матеріалу.                                                                  (25 хв)

1. Хімічний склад кістки.

Розповідь вчителя з елементами бесіди.

До складу кістки входять вода (25 %), органічні (25 %) та мінеральні (50 %) речовини. Основною органічною речовиною кістки є дуже еластичні волокнисті білки колаген та осеїн, які надають їй пружності. З мінеральних речовин у кістках найбільше солей Кальцію і сполук Фосфору.

Робота груп ««Біохіміки»

(Учнів було поділено на дві дослідницькі групи, завданням яких було, за допомогою простих дослідів, встановити значення органічних та мінеральних речовин у кістках. Дослідження проводили у позаурочний час із допомогою вчителя )

Група № 1. Мінеральні речовини, що входять до складу кістки та їх значення.

Завдання. Свіжу трубчасту кістку, дотримуючись правил безпеки, на 2 тижня  занурити у оцетову кислоту. Результати оформили у вигляді звіту.

 

Презентація роботи дослідницької групи №1

Для дослідження було взято свіжу свинячу кістку, яку на 2 тижня занурили в оцетову кислоту. Візуально спостерігаємо на початку досліду виділення бульбашок вуглекислого газу та денатурацію білків крові, яка залишалась в кістці .

Основною мінеральною складовою кісток є нерозчинна сіль – Са₃(PO₄), яка реагуючи із хлоридною кислотою утворює розчинну сіль – хлорид кальцію та ортофосфатну кислоту.

Після дослідження поверхня кістки стала м’якою, що свідчить про втрату мінеральних речовин, які надавали кістці міцності.

Відео: вплив соляної кислоти на мінеральні речовини кістки. Розповід дітей.

Група № 2. Органічні речовини, що входять до складу кістки та їх значення.

Завдання. Свіжу трубчасту кістку, дотримуючись правил безпеки, рівномірно прожарити над полум’ям,або розжареним вугіллям. Результати оформити у вигляді звіту.

Презентація роботи дослідницької групи №2

Для дослідження було взято свіжу свинячу кістку масою 180 грам. Протягом 10 хвилин її прожарювали на полум’ї бензинової лампи. За цей час вага кістки зменшилась на 84 грами. Можна зробити висновок, що вода, яка входила до складу кістки, випарувалась, а органічні речовини згоріли. Кістка обвуглилась і почорніла, зберегла свою форму, але при невеликому навантаженні вона легко розламалася на декілька дрібних частин. При відсутності органічних речовин кістка стала крихкою. Отже органічні речовини надають кісткам гнучкості.

               Відео: кістка, позбавлена органічних речовин.  Розповідь дітей.

 

2. Рекомендації

Вчителя:  Властивості живої кістки в організмі залежать від кількості в ній органічних і мінеральних речовин. Кістка дорослої людини містить дві частини солей на одну частину органічної речовини. При такому складі вона найміцніша і в той же час має деяку пруж­ність. Чим молодша людина, тим більше в її кістках органічних речовин, тому кістки дітей дуже гнучкі, але не досить тверді і міц­ні. Під старість збільшується кількість солей, і кістки стають лам­кими.

Завдання.

Опираючись на результати досліджень, складіть рекомендації для дітей, щоб їх кістки не викривлялись і нормально розвивались.

Приклади можливих рекомендацій:

• Дітям не можна піднімати велику вагу.
• Треба, щоб при перенесенні різ­них предметів діти рівномірно розподіляли їх вагу на обидві руки.
• Сидіти за партою треба вільно, без напру­ження і прямо, спираючись на спинку лави і не торкаючись грудьми стола.
• Не можна носити взуття тісне і на високому каблуку, бо від цього неправильно розвивається таз, а також і стопа (плоскостопість, викривлення пальців).

                         Проектування зображення на мультимедійну дошку

                                 

     3.    Знайомство з типами кісток.  Виконання вправ 578

   

 4.Мікроскопічна будова кісток.

Дослідження  будови кісткової тканини. Мікроскопічна будова кісткової тканини

   

Вчитель:

Завдання.

• За допомогою мікроскопа дослідіть мікропрепарати кісткової тканини.
• Зверніть увагу на особливості будови.
• Замалюйте та підпишіть структурні компоненти (робота з кейсом).

Дослідження будови кісткової тканини за допомогою електроного мікроскопа.

Міцність кісток скелета людини зумовлена не лише їхнім складом, а й будовою. Довгі трубчасті кістки (плеча, передпліччя, стегна, гомілки) порожнисті, а на кінцях мають потовщення. Така будова забезпечує легкість і водночас міцність (пригадай: металева трубка практично така ж міцна, як і суцільний стрижень). Головки трубчастих кісток наповнені губчастою речовиною, кісткові пластинки якої розміщені в напрямках найбільшої деформації кістки. Така особливість теж забезпечує міцність і легкість кісток.

 

                        

 

5.Кістка – живий прототип в архітектурі.

Знаменита трьохсотметрова Ейфелева вежа, символ Парижа, вразила наприкінці ХІХ століття світ своєю ажурністю. Конструкція вежі на той час – це навіть не межа інженерної думки, а стрибок вище голови – нічого схожого інженери не могли придумати ані раніше, ані десятиліття після Ейфеля. Здивовані архітектори і біологи зробили несподіване відкриття: вишукана конструкція Ейфелевої вежі повторює (співпадають навіть кути несучих конструкцій) будову великої гомілкової кістки, яка легко витримує вагу нашого тіла  Рішення, яке свідомо шукала допитлива думка інженера, створила Природа у відшліфованому впродовж тисячоліть живому організмі.

Рис.. Будівельна механіка Ейфелевої вежі.  

              

Ця ідея природи (максимальна міцність споруди за найменшої затрати матеріалів і її легкість) лягла в основу принципу будівельної механіки та металічних конструкцій, деталей машин, верстатів (фермові та рамні конструкції).

Зростання кількості населення на нашій планеті, окрім проблем із доступом до питної води та забезпечення їжею, призводить до браку вільного місця, яке можна використати під забудову. Вирішенням цієї проблеми є спорудження висотних будівель, які при невеликій площі своєї основи можуть розмістити велику кількість людей, при цьому витримуючи не лише власну вагу, а й корисне навантаження. Архітектори знову ж таки вдаються до вже відомої «ідеї Природи»: використання рамних та фермових конструкцій, які дозволяють рівномірно розподілити навантаження на всі елементи будівлі.

 

Робота групи «Архітектори»

Експериментальне дослідження доцільності побудови споруд по аналогії будови кістки.

Обладнання: Зубочистки, пластилін, тягарці різної ваги.

Завдання.

Вчитель:

Уявіть, що Ви інженер, якому потрібно сконструювати макет висотного будинку, який при мінімальних затратах матеріалів буде витримувати максимальні навантаження. Використовуючи запропоновані матеріали спробуйте створити таку конструкцію та визначте максимальну допустиму  вагу.

Фото  Створення моделей будинків.

                                                      

                                 1                                    2                                    3

Фото 2.15. Зразки конструкцій: звичайна каркасна (1)

та фермові конструкції, зроблені по аналогії будови губчастої речовини кістки (2,3).

Відео: результати експерименту. 1

Результат.

Для перевірки міцності на кожну конструкцію ставили почергово тягарці масою 100, 200, 500, 700 г.

Найвитривалішою виявилась конструкція № 2.

Просторове розміщення елементів конструкції дозволило їй витримати навантаження 700 г., при власній вазі 12 г.

Найменше навантаження витримала конструкція № 1 – 200 г., при власній вазі 9 г.  Конструкція № 3 витримала навантаження 500 г.

Відео: результати експерименту.2

Вчитель:

Окрім міцності, легкості, та здатності витримувати навантаження, сучасні будівлі повинні витримувати ще й різноманітні вібрації (починаючи від міського шуму і закінчуючи землетрусами різної потужності). Це питання є дуже вагомим сьогодні. Сейсмічні катастрофи 1999 року в Туреччині, Греції, на Тайвані принесли незлічимі нещастя – загибель десятків тисяч людей і економічний збиток більш 50 млрд. доларів. Особливо уразливими виявилися залізобетонні каркасні будинки.

Каркас будівлі призначений для сприйняття тільки вертикальних навантажень (власна вага, корисне навантаження), а зусиллям, що виникають при землетрусах, повинні протистояти жорсткі стінки (діафрагми).

Це означає, що сейсмостійкість будівлі забезпечується тільки діафрагмами жорсткості, подібне просторове розміщення пластинок губчастої речовини кістки також дозволяє витримувати значні коливання та вібрації.

Форма будівлі в ряді випадків має велике значення, так як від форми залежить робота всієї системи. Зокрема, коло є найкращою формою будівлі, що знову ж таки опирається на будову трубчастої кістки, але не завжди відповідає вимогам планування. Найкращою альтернативою є квадрат.

 

 

         

 

V. Узагальнення і закріплення знань                                                      (10 хв)

     Заповнити таблицю

     Таблиця 2.4.                                  Хімічний склад кістки

Речовина	Вміст, %	Значення
Вода (Н2О)
СаPO4
Mg
Na
Осеїн
Колаген

 

     Будова кістки підписати.

                

 VІ. Підбиття підсумків уроку                                                                     (3 хв)

 Рефлексія

Метод «Незакінчені речення»

Учні працюють з відкритими реченнями, наприклад:

На сьогоднішньому уроці для мене найважливішим відкриттям було… (відповідь на проблемне питання)

• Урок важливий, тому що…
• Мені сподобалося…
• Мені не сподобалося…
• Від наступного уроку я чекаю…

         

VІІ. Домашнє завдання                                                                                         (2хв)

         Диференційоване домашнє завдання:

• опрацювати відповідний параграф підручника;
• підготувати інформацію про хвороби опорно-рухової системи, викликані нестачею мінеральних речовин в організмі (група №1);
• підготувати цікаві факти про «живі прототипи», які використовуються в архітектурі (група №2).

VIII. Підбиття підсумків уроку

Виставлення оцінок ( надання характеристики відповідей учнів).