Разработка занятия «Наблюдения за поведением крыс и дегу с помощью установки «Приподнятый крестообразный лабиринт».

План-конспект занятия по программе индивидуального обучения

Сухоруков Е.Г.,

Педагог дополнительного образования КГБУ ДО АКДЭЦ, г. Барнаул

Тема занятия: «Опытно-экспериментальная работа по теме исследования.

Наблюдения за поведением крыс и дегу с помощью установки «Приподнятый крестообразный лабиринт».

Цель: актуализация имеющихся знаний о представителях отряда Грызуны, проведение наблюдений за животными с помощью установки «Приподнятый крестообразный лабиринт», мотивация к дальней работе по программе.

Задачи:

Предметные:

1. Уточнить и расширить представления о поведении представителей отряда Грызуны;

2. Сформировать практические умения и навыки при планировании и проведении наблюдений за представителями отряда Грызуны с помощью установки «Приподнятый крестообразный лабиринт»;

3. Научить проводить анализ данных с помощью программного обеспечения SPSS 12.

Метапредметные:

1. Развивить потребность общения с природой и окружающим миром;

2. Развить умения работать с информацией, формулировать проблемы и находить пути их решения;

3. Развить ответственность за содержание животных.

Личностные:

1. Воспитывать и развивать доброжелательное отношение к живой природе;

2. Создать благоприятные условия для воспитания любви к природе, бережного отношения к ней;

3. Развить коммуникативные навыки, потребность к самообразованию, самовоспитанию и самосовершенствованию.

Ресурсы:

Оборудование: персональный компьютер, видеокамера, программное обеспечение SPSS 12, установка «Приподнятый крестообразный лабиринт», представители отряда Грызуны - крысы и дегу.

Методы: словесные, практическая деятельность, использование объектов природы.

Ход занятия.

1. Организационный момент.

Приветствие. Эмоциональный настрой.

2. Постановка темы занятия, актуализация знаний.

Тема нашего занятия: «Опытно-экспериментальная работа по теме исследования. Наблюдения за поведением крыс и дегу с помощью установки «Приподнятый крестообразный лабиринт».

Сегодня мы продолжим наши исследования по изучению поведения животных с помощью установки «Приподнятый крестообразный лабиринт». Объекты наших наблюдений на занятии - представители отряда Грызуны - дегу и крысы.

Вспомним основные признаки данного отряда животных.

Грызуны— самый многочисленный отряд млекопитающих. По данным справочника «Mammal Species of the World»(2005) описано 2277 видов грызунов, что составляет около 40 % всех современных видов млекопитающих. 

В природе распространены повсеместно, за исключением некоторых островов, а также Антарктиды.

Большинство грызунов отличаются небольшими размерами.

Являются растительноядными животными. Для них характерны сильно развитые резцы (по два зуба на каждой челюсти), которыми они откусывают пищу, коренные зубы с плоской жевательной поверхностью и пустое пространство между резцами и коренными зубами. Резцы грызунов не имеют корней и растут в течение всей жизни животного.

В связи с питанием грубой растительной пищей кишечный тракт грызунов довольно длинный. Почти все грызуны, имеют слепую кишку, в которой пища, в частности, перерабатывается путём брожения.

Многие активны ночью или в сумерках.

Могут жить как отдельно, так и в группах.

Служат объектом научно-исследовательских экспериментов.

3. Введение в предлагаемый образовательный материал.

Сегодня мы продолжим наши исследования по изучению поведения грызунов с помощью установки «Приподнятый крестообразный лабиринт».

Объекты нашего исследования: крыса и дегу.

Отмечаем биологические особенности крысы.

Серая крыса - млекопитающее рода крыс отряда грызунов. Синантропный, космополитный вид. Длина тела 17—25 см (без хвоста), масса 140—390 г. Морда слегка вытянутая и широкая; ушная раковина небольшая. Молодые крысы почти серые; с возрастом в окраске усиливается рыжина. Активность преимущественно сумеречная и ночная. Ведёт как одиночный, так и групповой, а в природе и колониальный образ жизни. В колонии может быть несколько сотен особей.

В рационе крысы необходимы животные белки. Из растительной пищи употребляют семена, зерно, сочные части растений.

В природе крысы размножаются в основном в тёплый период года; в отапливаемых помещениях размножение может продолжаться круглый год.

Крысы — животные-каннибалы. Мертворождённых и слабых крысят самка съедает, а самец может погубить весь выводок. Самцы в выращивании детёнышей не участвуют. Самки достигают половой зрелости в возрасте 3—4 месяцев. Чем старше становятся самки, тем выше их плодовитость. В природе живут до 3 лет.

Отмечаем биологические особенности дегу.

Дегу называют чилийской или горной белкой. Родина - Южная Америка, Чили. Длина туловища этих животных от 9 до 22 см, на конце длинного хвоста находится кисточка. Голова вытянутой формы. Живут более пяти лет. Будучи пойманными за хвост, дегу сбрасывают с него кожу, оставляя её нападающему, и убегают. Хорошо лазает по деревьям и кустарникам, роют разветвлённые норы. Между собой общаются с помощью звуков, напоминающих птичье щебетание. Изредка издают громкие звуки.

Размножаются обычно два раза в год. Дегу очень общительные животные. Живут в норах. Копая их совместно, они создают целые сети тоннелей. Маркирует территорию обитания мочой. Живут небольшими группами с развитой иерархией. Каждая группа имеет свою гнездовую и кормовую территорию, которую активно защищает от чужаков.

4. Изложение нового материала.

Исследовательский комплекс «Минотавр» состоит из установки «Приподнятый крестообразный лабиринт», специальной видеокамеры и программного обеспечения. Лабиринт является одним из наилучших используемых в этологии тестов для исследования уровня тревожности мелких животных.

Он состоит из двух открытых рукавов и двух закрытых, со стенками в качестве укрытия. Методика основывается на природной тенденции животных оставаться в укромных местах и страхе животных к открытым местам и высотам.  То есть, тревожные животные будут проводить больше времени в закрытых рукавах, чем в открытых. А менее тревожные животные наоборот будут проводить больше времени в открытых рукавах, чем в закрытых.

Закрытые рукава являются аналогом норы – пространства, которое ощущается грызунами как безопасное, открытые – наоборот, играют роль пространства, воспринимаемого грызунами, как потенциально небезопасное.

Крестообразный лабиринт состоит из центральной площадки и четырех лучей, два из которых снабжены боковыми стенками. Длина луча составляет 45 см, ширина - 15 см, высота боковых стенок закрытых лучей - 20 см. Вся установка приподнята на 70 см над уровнем пола. Над лабиринтомрасполагают видеокамеру.

Статистический анализ данных проводят с помощью программного обеспечения SPSS 12.

В этом тесте оценивают: двигательную активность, скорость ориентировочных реакций, степень выраженности эмоциональной реакции страха и тревоги животного.

В начале каждого тестирования, животное помещают в центр лабиринта головой к открытому лучу. Визуально регистрируют следующие параметры:

- латентный период ухода с центральной площадки;

- количество посещений и время пребывания на открытых и в закрытых лучах;

- количество выходов и время пребывания на центральной площадке;

- количество «выглядываний» на открытые лучи - эпизоды, когда животное осматривает открытые лучи, но опирается на них только передними лапами;

- количество «свешиваний» - эпизодов, когда животное перегибалось через край открытых лучей;

- количество и продолжительность актов груминга, стоек.

5. Опытно-экспериментальная работа: «Наблюдения за поведением дегу и морских свинок с помощью установки «Приподнятый крестообразный лабиринт».

Этапы при проведении нового онлайн-эксперимента, создании эксперимента из видеофайлов и просмотра завершенного эксперимента:

«Название» - единственное обязательное для заполнения текстовое поле. Оно должно быть уникальным, так как, в том числе, используется как имя файла в папке «Experiments». Остальные поля – опциональны и служат для более удобного поиска среди завершённых экспериментов и описания свойств проведённого эксперимента при просмотре.

Видеофайлы: На этом этапе в эксперимент добавляются видеофайлы для обработки. По нажатию кнопки «Добавить видео» появится диалоговое окно, в котором необходимо выбрать видео файл. Выбирать можно сразу несколько. В верхней части страницы находится таблица с видеоисточниками, свойствами которых являются:

• Название файла

• Разрешение и частота видео

• Окрас грызуна:

• Глубина – для использования специального алгоритма обработки глубины

• Светлый – животное светлее фона в полноцветных видео

• Тёмный – животное темнее фона в полноцветных видео

• Грызун – текстовый комментарий-маркировка животного, используется для удобства при просмотре результатов и обобщенной статистике

• Комментарий – текстовый дополнительный комментарий, используется для удобства при просмотре результатов и обобщенной статистике.

В нижней части страницы расположен проигрыватель видео для просмотра.

Камеры:

Основная камера – «Камера сверху». Без её наличия невозможно записывать видео. Обе камеры настраиваются одинаково – выбором нужной из выпадающего списка. Камеры типа Kinect в списке представлены в виде «Kinect V2 Depth (N)», где N – серийный номер. По нажатию кнопки с шестерёнкой доступны дополнительные настройки, такие как:

• Поворот изображения на 90, 180 или 270°

• Отражение по горизонтальной или вертикальной оси

• Минимальная и максимальная глубина в миллиметрах (мм) (у Kinect)

При установке и настройке камер необходимо учитывать требования, указанные в разделе «Требования по установке и использованию камер».

Запись:

Задачей этого этапа является формирование видеофайлов для последующего офлайн анализа.

На проигрывателе показываются выбранные на этапе «Камеры» устройства. Снизу от проигрывателя расположены элементы управления записью:

• Кнопка начала и остановки записи

• Поле выбора времени записи в минутах с выпадающий списком стандартных вариантов. Первый из вариантов – «∞», означающий остановку записи только вручную, по нажатию кнопки стоп. В этом поле можно вводить любое значение в минутах.

• Поле частоты видеозаписи, позволяющее выбрать количество кадров в

секунду (Гц). Чем больше значение частоты видеозаписи, тем больше кадров будет записано, тем дольше будет обрабатываться видео.

• Индикатор прогресса записи (появляется при нажатии на кнопку начала записи)

• Поле «Грызун» и «Комментарий» могут быть заполнены в любой момент до остановки записи и будут внесены в таблицу видео-источников эксперимента.

• После одной записи под вкладками появится кнопка «Завершить онлайн

эксперимент». По нажатию этой кнопки прекращается опрос видеокамер, а

эксперимент переводится в разряд обычных экспериментов (офлайн). После этого перехода возможен подсчет статистики и обобщённой статистики.

Замер - на этом этапе проводится привязка масштабов видео к физическим величинам реального лабиринта. Этот масштаб используется при расчете пути и скорости перемещения животного. На кадре из видеофайла при помощи линейки задается масштаб лабиринта.

Поскольку нам известны параметры рукавов лабиринта, при помощи компьютерной мышки, за края перетаскиваем отрезок линейки, а в поле «Длина линейки» вносим физическое значение в сантиметрах. Желательно указать приблизительный размер животного для введения ряда необходимых ограничений в алгоритм обработки.

Время нахождения животного в лабиринте составляет 5 минут.

Проводим наблюдения за дегу и крысой.

6.Подведение итогов занятия.

Обращение к задачам занятия. Выводы по занятию.

Оценка работы.

По результатам исследования, получаем данные, которые сохраняем в базе - таблице.

Таблица 1.

Показатели активности дегу (самцов и самок), содержащихся в мини-зоопарке

Таблица 2.

Показатели активности крыс (самцов и самок), содержащихся в мини-зоопарке

Где: T (акт), с – время активности, секунды; T (пас), с - время пассивности, секунды; V, м/c - средняя скорость перемещения, метры в секунду; V (акт), м/c - средняя скорость перемещения во время активности, метры в секунду; S, м - пройденное расстояние, метры; S (акт), м - пройденное расстояние во время активности, метры; N (стойки) - количество стоек; N (норк.) - количество заглядываний в норки.

По результатам обработки данных наблюдений, можно отметить что

самки грызунов проявляют более высокую активность в крестообразном лабиринте, чем самцы. Возможно, такие поведенческие особенности объясняются природными инстинктами самок, необходимыми при выращивании потомства.

7. Рефлексия.

Сегодня на занятии мы актуализировали информацию о биологических особенностях представителей отряда Грызуны (дегу и крыс), провели наблюдения за поведением животных. На следующих занятиях мы продолжим наши исследования. До свидания.

Источники литературы

1. Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.И. Основы этологии и генетики поведения. М.: Высшая школа, 2002. С. 220-253.

2.Каркищенко Н. Н., Грачев С. В. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях //М.: Профиль–2С. – 2010. – Т. 358.

3. Каркищенко В. Н., Шмидт Е. Ф., Брайцева Е. В. Исследователи предпочитают мышей balb/c //Биомедицина. – 2007. – Т. 1. – №. 1.

4. МакФарленд Д., 1988. Поведение животных. Психобиология, этология и эволюция. М: Мир. 520 с.

5. Пигичка Ю.Л. Компьютерные технологии в учебно-исследовательской деятельности обучающихся: Групповое исследование учащимися глобальных проблем современности с использованием новых информационных технологий. – СПб., 1999.

6. Серая крыса: Систематика, экология, регуляция численности / Отв. ред. тома акад. В. Е. Соколов, д.б.н. Е. В. Карасева; АН СССР. — М.: Наука, 2000. — 456 с. 

7. Хаткина, М. А. Декоративные грызуны. Рекомендации по уходу и содержанию / М.А. Хаткина. - М.: Феникс, Кредо, 2007. - 224 c.