“Использование виртуальной лаборатории и элементов исследовательской деятельности в изучении программы “Оценка качества окружающей среды”.

Тупицына Юлия Сергеевна

Учитель биологии, МБОУ СОШ №1 г.Иркутска

“Использование виртуальной лаборатории и элементов исследовательской деятельности в изучении программы “Оценка качества окружающей среды””

“Использование современных образовательных технологий в образовании”

Методическая разработка урока биологии

Пояснительная записка

Программа “Оценка качества окружающей среды”предназначен для подготовки учащихся 9-11 классов в курсе “Общая биология”. На изучение данной программы отводится от одного до двух месяцев. Программа создана для повышения интереса обучающихся к биологии, химии, экологии их индивидуализации.

Так как сейчас во многих школах, все больше вводятся современные технологии. В том числе виртуальные лабораторные работы по физике, биологии, химии, экологии, так как многие явления и эксперименты образовательного характера в условиях учебного заведения очень сложно, а зачастую и невозможно – отсутствуют соответствующие условия, оборудование, реактивы..

Использование интерактивных работ способствует приобретению навыков использования лабораторного оборудования и проведению самостоятельных наблюдений в процессе выполнения лабораторных работ, а также формированию естественнонаучного знания.

Преимуществами виртуальных лабораторных работ являются:возможность, использования виртуальной лаборатории в дистанционном обучении, возможность моделирования процессов, протекание которых принципиально невозможно в школьных лабораторных условиях

Использование виртуальной лаборатории и элементов исследовательской деятельности может быть хорошей базой для подготовки к школьной конференции исследовательских работ учащихся, позволяет более целенаправленно организовать исследовательскую работу в школе, прививает культуру умственного труда, потребность в непрерывном образовании, позволяет ощутить радость познания. Программа направлена на внедрение в практику обучения современных технологий, личностно-ориентированных технологий, которые позволяют ученику, опираясь на его способности, интересы, ценностные ориентации и субъективный опыт, реализовать себя в познании, учебной деятельности и учебном поведении.

Цель программы : используя элементы инновационных педагогических технологий (развивающее обучение, проблемное обучение, проектная деятельность, информационные технологии) на уроках биологии.

Результаты можно представить в трех направлениях:

Личностные:

• владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации в области естественных наук, постановке цели и выбору путей ее достижения в профессиональной сфере;

• способность руководствоваться в своей деятельности современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества; готовность к взаимодействию с коллегами, работе в коллективе;

• обладание навыками безопасной работы во время проектно-исследовательской и экспериментальной деятельности, при использовании лабораторного оборудования;

• способность использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни

Метапредметных:

• умение обосновывать место и роль биологических знаний в практической деятельности людей

• способность применять биологические и экологические знания для анализа прикладных проблем хозяйственной деятельности;

• способность к самостоятельному проведению исследований, постановке естественно-научного эксперимента

Предметных:

• владение основными методами научного познания, используемыми при биологических исследованиях живых объектов и экосистем: описанием, измерением, проведением наблюдений;

• сформированность умений объяснять результаты биологических экспериментов

• сформированность собственной позиции по отношению к биологической информации, получаемой из разных источников, глобальным экологическим проблемам и путям их решения

Содержание

Тема 1. План программы, использование виртуальной лаборатории и основы исследовательской деятельности в изучении оценки качества окружающей среды.

Тема 2.Оценка качества окружающей среды.

Общая характеристика почв.

Физико-химические показатели состояния почвы.

Виртуальная лаборатория “Оценка окружающей среды”

Тема 3. Проведение опытов и обработка полученных результатов.

Определение механического состава почвы. Исследование кислотности почвы

Тема 4. Проведение опытов и обработка полученных результатов.

Определение засоленности почвы:

Определение содержания карбонат-ионов

Определение содержания хлорид-ионов

Определение содержания сульфат-ионов

Определение содержания нитрат-ионов

Определение содержания ионов кальция

Тема 5. Оформление работы и подготовка приложений.

Виртуальная лаборатория “Анализ экологических проблем”

Виды проведения занятий

Индивидуальный план учителя

Разработка теоретических и практических занятий

Теоретическое занятие 1

План программы, использование виртуальной лаборатории и основы исследовательской деятельности в изучении оценки качества окружающей среды.

Дата _________

Цель:сформировать представление обучающихся о виртуальной лаборатории и основ исследовательской деятельности.

Оборудование: лекционные материалы, презентация, тетради,компьютеры и виртуальная лаборатория

Ход занятия:

1. Объяснение учителем основных требований о виртуальных лабораториях и исследовательской деятельности, о структуре учебно-исследовательской деятельности, В организации программы “Оценка качества окружающей среды” решили взять почву пришкольного участка с использованием элементов современных технологии.

2. Инструктаж по технике безопасности.

3. Изучение необходимой литературы

4. Основы Виртуальной лаборатории

Теоретическое занятие №2

Дата

Тема: Ознакомление с материалами для проведения опыта

Цель: Изучить понятие почва, классификация почв, морфологические признаки почвы, изучить основные факторы, приводящие к деградации плодородия почвы и её загрязнению с использованием современных технологии

Оборудование: лекционные материалы, презентация, тетради, компьютеры, виртуальная лаборатория.

Ход занятия:

Почва – это рыхлый поверхностный слой земли. Он включает в себя твердые,

жидкие, газообразные компоненты и формируется в результате сложного взаимодействия

климата, растений, животных, микроорганизмов.

Классификация почв

По условиям формирования, свойствам и признакам почвы разделяются на типы, подтипы, роды, виды и т. д.

Тип – почвы, развивающиеся в одинаковых природных условиях.

Подтип – группа почв в пределах типа, отличающихся по характеру почвообразования, по внешнему виду и свойствам.

Род – почвы, отличающиеся по строению подпочвенных материнских пород.

Вид – почвы в пределах рода, отличающиеся степенью развития почвообразовательного процесса.

Морфологические признаки почв

К важнейшим из морфологических признаков почвы относят строение, мощность, окраску, механический состав и структуру.

Строение почвы – определенное расположение ее слоев или горизонтов, отличающихся цветом, структурой и другими признаками.

Мощность почвы – ее протяженность от поверхности до материнской породы.

Окраска почвы характеризует зональные особенности. Сухие почвы имеют более светлую, влажные – более темную окраску.

Почва состоит из твердой, жидкой и газообразной фаз.

Почвы различаются по механическому составу, т. е. по содержанию в них частиц различных размеров, которые называют механическими элементами.

Глинистые почвы после дождя быстро заплывают и на них образуется корка. Суглинистые почвы быстрее прогреваются, они более рыхлые и легче поддаются обработке, чем глинистые.

Песчаные и супесчаные почвы называют легкими, так как они легко поддаются обработке, а глинистые и суглинистые – тяжелыми.

Структура почвы – форма и размер структурных отдельностей, на которые естественно распадается почва.

Почвы, состоящие из не склеенных механических элементов, называются бесструктурными.

Структурные почвы содержат больше воздуха и хорошо удерживают влагу. Они легко крошатся при вспашке, противостоят водной и ветровой эрозии.

Рассказ учителя почве,классификации почвы, морфологические и химические свойства почвы и факторы влияющие на плодородие почвы..

Ученик слушает, записывает, делает пометки и задает вопросы.

Использование виртуальной лаборатории

http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=181:2009-08-30-10-37-31&catid=44:9&Itemid=105

Лабораторная работа №1

Дата

Тема:Определение механического состава почвы

Цель:овладение учащимся метода по получения механического состава почвы , научить обработке результатов.

Оборудование:пробы почвы, вода в склянках.

Ход занятия:

1.Мокрым способом определить механический состав почв _(Приложение 1)

2. Дать характеристику почв на данном пришкольном участке.

Лабораторная работа №2

Дата

Тема Определение кислотности почвы

Цель:овладение учащимся метода по определению кислотности почвы , научить обработке результатов.

Оборудование:пробирки, фильтровальная бумага, воронка; дистиллированная вода, универсальный индикатор, образцы почвы, ph-метр

Ход занятия

1.Определяли ph-метром (Приложение 2)

2. Метод определения с помощью индикаторной бумаги

2. Повторить скалу по степени кислотности и сравнить полученные данные с таблицей

Лабораторная работа №3 Определение засоленности почвы

Цель работы: научиться определять степень засоления почв и грунтов 1. Обнаружение карбонатов в почве

Для этого к пробе (почвенный раствор) добавляют 10 % раствор НСl. Если почва содержит карбонат-ион, то под действием кислоты начинается выделение углекислого газа.

Уравнение реакции: Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2

Определение наличия хлоридов в почве

К 5 мл почвенной вытяжки добавить несколько капель 10 % раствора азотной кислоты и по каплям нитрата серебра. Если хлориды присутствуют, то образуется белый осадок хлорида серебра

Уравнение реакции:

NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3

Выводы

Если при анализе образца будет хорошо различимый белый творожистый осадок, то данный образец содержит десятые доли процента хлорид-ионов; если раствор только мутнеет, т.е. теряет прозрачность, то в почве содержатся сотые и тысячные доли процента хлорид-ионов.

3. Обнаружение сульфат-ионов в почве

К 5 мл почвенной вытяжки добавить несколько капель концентрированной НСl и 3 мл 20% хлорида бария. Если при анализе образца появится белый осадок в виде молока, то данный образец содержит сульфат-ионы. О концентрации сульфатов в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной смеси.

Уравнение реакции: Na2SO4+ BaCl2 BaSO4 Выводы:

Практическое занятие №1

Дата

Тема:Оформление работы и подготовка приложений.

Виртуальная лаборатория “Анализ экологических проблем”

Цель:овладениетехнологией составления сводных таблиц и вычисления по формулам.

Обобщений знаний по работе с виртуальной лабораторией.

Оборудование: памятка, компьютер.

Ход занятия:

1.Составление таблиц

2. Виртуальная лаборатория

http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=190:2009-08-30-11-06-18&catid=45:10&Itemid=106

3. Общий вывод

Приложение 1

Определение механического состава почвы

Порцию почвы насыпать в ладонь и осторожно смачивать водой до тестообразного состояния. Воду приливать постепенно, наблюдая за полным впитыванием каждой порции, тщательно размешивая ее с почвой до получения как можно более вязкого «теста». При избытке воды масса почвы становится жидкой и текучей, расплывается. В таком случае следует добавить еще одну порцию почвы.

Из полученного «теста» скатать шарик диаметром 1,5—2 см и растянуть его в жгут. Соотнести наблюдаемое с данными таблицы и определить механический состав почв.

Приложение 2

Определение рН почвы.

Ход работы

1. Поместили в пробирку 5г почвы.

2. Добавили в пробирку 15 мл дистиллированной воды.

3. Закрыли пробирку пробкой, энергично встряхнули и дали отстояться содержимому в течение нескольких часов.

4. Отфильтровали содержимое пробирки и определили рН почвенной вытяжки с помощью рН-метра беспроводной цифровой лаборатории.

5. Определили, к какому типу кислотности относится данный почвенный образец, сравнив с данными таблицы: