Биолого-физический практикум

Введение

Традиционной программой по биологии предусмотрено изучение в 6-7 классах курса ботаники (растения, бактерии, грибы, лишайники) в объеме 102 часов (2 ч/нед). В гимназии этот курс изучается в течение одного года (6 класс, 3ч/нед). Из этих часов в 2000 г. в гимназии было решено выделить 34 часа для биолого-физического практикума. Хотя практикум оценивается в качестве отдельного предмета, он входит в изучаемый курс биологии в качестве его органичной составной части. Практикум включает в себя практические и лабораторные работы по биологии, которые, таким образом, проводятся не реже одного раза в неделю. Теоретический курс ботаники изучается в ускоренном темпе.

Основная идея практикума — на основе биологических и физических экспериментов показать учащимся возможности и методы добывания знаний об окружающем мире через их самостоятельную экспериментальную деятельность. Это представляется чрезвычайно важным, так как большинство информации в школе ученики получают в готовом виде от учителя или из книг. Довольно редко описывается, как она была получена, и совсем редко путь добывания знаний ученики могут пройти самостоятельно. В то же время понимание того, что знания могут быть добыты экспериментальным путем, и освоение навыков эксперимента — одно из важнейших условий воспитания будущих ученых-естественников.

Введение в данный курс элементов физики и математики определяется тем, что на материале этих наук удобнее всего демонстрируется экспериментальный подход и роль в нем количественных методов. Такое построение курса способствует формированию едлиной картины мира и позволяет показать единство естественных наук, «рабочие» взаимосвязи между ними.

Практикум преследует несколько целей.

1. Ученики должны освоить естественнонаучный стиль мышления. Это означает, что они хорошо должны представлять себе принципы и основные этапы познания в экспериментальных науках, а также овладеть первоначальными основами планирования эксперимента и понимать возможность многообразных и многоуровневых объяснений природных явлений.

2. Ознакомление учеников с основами количественных методов. Не даром Д. И. Менделеев говорил, что наука начинается там, где появляется число. Показать необходимость грамотного сбора и обработки количественных данных — одна из сложнейших задач в обучении школьников основам естественных наук, и начинать ее решать нужно как можно раньше.

3. Освоение учащимися методов и навыков проведения экспериментов и фиксации результатов своих наблюдений и опытов (описание эксперимента, рисунок, заполнение таблиц, построение графиков и др.).

4. Развитие исследовательского мышления. Как правило, на занятиях практикума имеется лишь краткая инструкция по выполнению и оформлению работы. Конечный результат неизвестен ученикам и не описывается учителем; описание и интерпретация результатов происходит после коллективного обсуждения в классе.

5. Дать возможность самореализации ученикам, склонным к экспериментальной деятельности. В ходе реализации этих целей решаются такие задачи, как развитие у учеников познавательного интереса к естественным наукам, закрепление знаний курса бьиологии и развитие первоначальных физических знаний, полукченных в 5 классе в курсе естествознания, развитие общеучебных интеллектуальных и деятельностных умений и навыков.

Опубликованные учебные пособия по данному курсу пока отсутствуют, и для облегчения работы детей и преподавателя необходимы методические материалы. С целью их разработки и была предпринята данная работа.

Каждое занятие практикума представлено в ней в двух вариантах — для учителя (этот вариант включает планирования уроков, некоторые из обсуждаемых вопросов, рекомендации по подготовке и проведению экспериментов) и для учащихся (этот вариант выдается каждому ученику в виде распечаток и вклеивается в его тетрадь, он содержит рекомендации по выполнению работы, заготовки для их оформления и домашние задания; впоследствии он может быть оформлен в виде рабочей тетради).

Уроки

Занятие № 1. Методы постановки эксперимента. Разложение перекиси водорода сырым картофелем

Цель занятия. Познакомить учащихся с методами познания природы. Оборудование. На каждую парту поднос (блюдце), по ломтику сырого и вареного картофеля, перекись водорода, пипетка.

Ход урока.

Этап 1. Вводный. Знакомство с классом. Объяснение цели изучаемого предмета (биолого-физический практикум). В любых естественных науках используются сходные принципы исследования. Все естественные науки описывают один и тот же объект — Природу. Вспоминаем прошлый год: как создаются научные теории? Разбираем цепочку: наблюдения — поиск закономерностей — гипотеза — эксперимент+контроль — теория — уточнение теории при появлении новых данных. Этап занимает 15 минут.

Этап 2. Мысленный эксперимент. Разбираем пример постановки эксперимента, проверяющего возможность самозарождения жизни (опыт Реди, как правило, уже знакомый ученикам из учебника биологии). Подчеркиваем необходимость контрольного эксперимента и всесторонней проверки гипотезы. Что такое контроль ? Это повторение эксперимента при сохранении всех условий, кроме одного, влияние которого на исход эксперимента изучается. В опыте Реди контроль — открытый кувшин. Влияние какого условия изучалось? Влияние наличия марли. Зачем Реди разрезал кусок мяса пополам? Чтобы мясо в обоих кувшинах было одинакового качества, и это не могло бы повлиять на исход опыта.

Этап занимает 15 минут.

Этап 3. Постановка опыта. Раздаем оборудование на каждую парту. Предлагаем по внешнему виду определить, какой из ломтиков от сырого картофеля, какой — от вареного. Думаем, чем могли быть вызваны изменения при варке (ученики, уже знакомые с клеточной теорией, догадываются, что клетки погибли, а связь между ними ослабла). Капаем на ломтики по нескольку капель перикиси водорода. Наблюдаем эффект: на ломтике сырого картофеля начинается бурное образование пены, на ломтике вареного такой эффект не наблюдается. Объясняем домашнее задание (которое при наличии времени можно начать выполнять в классе): подробно описать наблюдаемое явление, указать, какой из образцов является опытным, а какой контрольным (возможны разные ответы в зависимости от постановки задачи) и выдвинуть гипотезу, объясняющую наблюдаемое явление. Этап занимает 15 минут.

Ход обсуждения в классе примерно такой. Что мы наблюдали? Бурное образование пены на сыром картофеле, отсутствие пены на вареном.

С чем связано образование пены? С выделением газа.

Гипотеза: В живых клетках содержатся вещества, которые вызывают разложение перекиси водорода (H2O2) на кислород и воду; при кипячении эти вещества разрушаются. Доказана ли она нашим опытом?

Нет. Для этого нужно собрать выделившийся газ и доказать, что это кислород. Как это сделать? Нужно внести в пробирку с газом тлеющую лучинку, если она вспыхнет — в пробирке кислород.

Как доказать, что нужны не целые живые клетки или их органоиды, а вещества? Клетки можно разрушить механически (например, растирая с толченым стеклом или с помощью ультразвука), и полученный из них «сок» будет по-прежнему разлагать перекись водорода.

На самом деле в клетках есть особые вещества — белки-ферменты, которые ускоряют ход химических реакций. Один из ферментов ускоряет разложение перекиси водорода.

Что в нашем эксперименте служило опытом, а что — контролем? Контролем служил вареный картофель. Что проверялось? — проверялось, содержатся ли работающие ферменты в убитых кипячением клетках.

Занятие № 2. Свойства линз

Цель занятия. Познакомить учащихся со свойствами линз и их использованием. Оборудование. Линзы (2 собирающие с разными фокусными расстояниями и одна рассеивающая), подставки для линз, экран, листок с текстом, набранным мелким шрифтом, линейка. Ход урока.

Этап 1. Обсуждение домашнего задания. Обсуждаем выводы, которые были сделаны из эксперимента, проводившегося в классе. Подчеркиваем, какая часть гипотезы доказана, а какая нуждается в дополнительных исследованиях (см. занятие 1) . Этап занимает 7 минут.

Этап 2. Введение основных понятий. Обсуждаем, что такое линза. (Это не так просто. Нельзя определить это по назначению — кстати, какие они бывают? Нельзя определить это и по материалу (бывают линзы не только стеклянные, но и пластмассовые). Говорим, что линзы могут быть собирающие и рассеивающие. Линза — это прозрачное тело, изменяющее ход световых лучей (собирающее или рассеивающее лучи). Рисуем схему хода лучей в линзах этих двух типов. Вводим понятия фокуса и фокусного расстояния линз. Указываем на схемах положение фокуса и фокусное расстояние. Фокус — точка, в которую сходятся собранные линзой световые лучи. У рассеивающей линзы фокус мнимый — это точка, в которую сходятся мнимые продолжения рассеянных линзой лучей. Фокусной расстояние — расстояние от фокуса до центра линзы. Этап занимает 8 минут.

Этап 3. Определение фокусного расстояния линз. Закрепляем экран на подставке. На другой подставке последовательно закрепляем каждую из линз. Располагаем объекты таким образом, чтобы свет от освещенного окна (любого светящегося предмета) проходил через линзу и попадал на экран. Двигая линзу, получаем на экране четкое изображение окна. Изображение получается перевернутое. Записываем это. Измеряем расстояние от центра линзы до экрана — это и есть фокусное расстояние линзы. В случаем с рассеивающей линзой изображение получить не удастся (оно мнимое и с другой стороны). Можно записать вывод: изображение получить не удается, следовательно, линза рассеивающая. Этап занимает 15 минут. Этап 4. Использование линзы в качестве лупы. Работаем с короткофокусной собирающей линзой. Кладем линзу на текст, а затем медленно отодвигаем, наблюдая, как изменяется изображение букв. (Оно должно вначале увеличиваться, искажаясь по краям, затем размываться вовсе и, наконец, появляться вновь в перевернутом виде.) Описываем эти изменения в тетради. Помещаем под линзу линейку. Отодвигаем линзу на расстояние наибольшего увеличения, замечаем, сколько делений уместилось в поле зрения. . Измеряем диаметр линзы линейкой. Поделив истинный диаметр (например, 20 мм) на число делений, которые видно при наибольшем увеличении (например, 5 мм), получаем оценку увеличения линзы.

Домашнее задание. Оформить работу. Ответить письменно на вопрос: Какие способы использования линз вам известны?

Занятие № 3. Получение изображений при помощи линзы

Цель занятия. Использовать линзу для получения изображений. Оборудование. На каждую парту 2 собирающие линзы с различными фокусными расстояниями (с фокусными расстояниями около 5 см и 10 см), экран, подставки, лампы, источник тока, листок с текстом, набранным мелким шрифтом, линейка.

Ход урока.

Этап 1. Закрепление материала. Указываем на недостатки оформления предыдущих работ и достоинства удачных ответов. Спрашиваем, какие виды линз существуют (собирающие и рассеивающие), уточняя, что это такое. Спрашиваем, что такое фокус и фокусное расстояние. Разбираем, какое изображение дает линза (перевернутое). Спрашиваем, где в живых существах есть линза (хрусталик глаза). Замечаем, что изображение, получаемое глазом — также перевернутое. Рассказываем об адаптационных способностях мозга. Этап занимает 15 минут.

Этап 2. Получение изображения нити накаливания лампы. Собираем установку: 1) лампа, закрепленная на подставке и присоединенная проводами к источнику тока, 2) экран на подставке, 3) короткофокусная линза в руках. Подсоединяем источник тока к розетке. Размещаем лампу и экран на одной линии. Двигая экран, убеждаемся, что пучок света, идущий от лампы — расходящийся. Это следует из того, что интенсивность освещения экрана уменьшается с расстоянием. Если в темноте использовать в качестве экрана большой лист бумаги, можно увидеть световые круги разного диаметра на разных расстояниях от лампы. Продолжая эксперимент, помещаем короткофокусную линзу между лампой и экраном. Двигая линзу и экран, добиваемся получения четкого изображения нити накаливания лампы. Измеряем и записываем расстояния от лампы до линзы, от линзы до экрана и размер изображения. Обратите внимание, что четкое изображение можно получить при разных положениях линзы и экрана Этап занимает 15 минут.

Этап 3. Сборка модели микроскопа. Определяем фокусное расстояние обеих линз (см. урок № 2) и записываем его. Берем короткофокусную линзу и отодвигаем ее на такое расстояние, чтобы получить максимально увеличенное перевернутое изображение. Измеряем и записываем это расстояние. Описываем недостатки полученного изображения (четкое лишь в центре, расплывается по краям). Зафиксировав положение первой линзы, размещаем вторую таким образом, чтобы получить четкое изображение. Описываем, какое изображение получилось при использовании двух линз (увеличенное, более четкое прямое). Этап занимает 15 минут.

Домашнее задание. Закончить оформление работы.

Занятие № 4. Знакомство с микроскопом

Цель занятия. Познакомить учащихся с устройством микроскопа и правилами работы с ним. Повторить метод рядов. Оборудование. Микроскоп, постоянные препараты растительных тканей, пшенная крупа, книги, линейка.

Ход урока.

Этап 1. Знакомство с микроскропом.

Рассказ. Значение микроскопа для развития науки (повторение материала уроков биологии). Основные части микроскопа и их назначение — станина, зеркало, конденсор, тубус, окуляр и объектив, макровинт и микровинт (все это есть на рисунке с подписями в учебнике биологии). Вопросы: что такое окуляр, объектив, коротко- и длиннофокусные линзы, собирающие- рассеивающие. Как определить увеличение микроскопа. Этап занимает 10 минут.

Этап 2. Работа с микроскопом. Настроить освещение на малом увеличении (вынуть окуляр). Далее ничего не сдвигать!!! Положить препарат на предметный столик. Поставить минимальное увеличение (объектив х8). Фокусное расстояние — около 8 мм. Настроили на резкость (учитывая фокусное расстояние). Перевести на объектив х20. Подстроить резкость (глядя сбоку, чтобы не раздавить препарат). Показать учителю. Зарисовать участок препарата. (только простым карандашом, клетки рисовать крупными — форма, расположение, толщина стенок). Подписать название препарата. Указать, при каком увеличении микроскопа работали. Этап занимает 20 минут.

Этап 3. Повторение метода рядов и его практическое использование. Вопрос: как Левенгуку удалось измерить клетки анималькулюсов? Обсуждаем метод рядов. Как измерить линейкой зерно проса? (добиваемся подробного ответа). Взять столько зерен, чтобы длина их ряда составляла целое число мм. Определить средний размер зерна. Ту же работу проделываем с толщиной листа бумаги в книги. (в д/з). Этап занимает 15 минут.

Домашнее задание. Оценить толщину листа в учебнике биологии. Определить толщину натянутой нитки, указав ее номер, принести прозрачную линейку.

Занятие № 5. Оценка размеров клеток кожицы лука

Цель занятия. Определить размеры клеток кожицы лука на временном препарате. Оборудование. Микроскоп, лук, предметные и покровные стекла, стаканчики с водой, пипетки, прозрачная линейка, скальпель или бритвенное лезвие, спиртовой раствор йода.

Ход урока. Этап 1. Проверка домашнего задания. Обсуждаем домашнее задание. Спрашиваем, в чем состоит метод рядов. Предлагаем разработать способ измерения размеров клетки. Обсуждаем ход сегодняшней работы. Этап занимает 7 минут.

Этап 2. Определение размеров поля зрения. Прозрачную линейку помещаем под объектив микроскопа. Наводим микроскоп на резкость и определяем диаметр поля зрения (1-2 мм). Записываем увеличение микроскопа и диаметр поля зрения. Этап занимает 8 минут.

Этап 3. Приготовление препарата. Капаем несколько капель воды на предметное стекло. Очищаем луковицу от кроющих чешуй. Подцепляем тонкий слой мясистой чешуи и аккуратно тянем до отделения тонкого поверхностного слоя. Немедленно помещаем полученный срез в воду на предметное стекло. Капаем каплю раствора йода. Накрываем препарат покровным стеклом. (См. рис.) Этап занимает 15 минут.

Этап 4. Определение размеров клеток и зарисовка клеток. Помещаем препарат под микроскоп, рассматриваем клетки на малом увеличении. Считаем, сколько клеток помещается под микроскопом «в длину» (по наибольшей длине клетки) и «в ширину» (по наименьшей длине). Вычисляем длину и ширину клетки лука. Ставим микроскоп на увеличение 20х. Крупно (длина 1 клетки не менее 4 см) зарисовываем 3-4 соседние клетки. Подписываем составные части клетки (клеточная стенка, ядро, цитоплазма). Этап занимает 15 минут.

Домашнее задание. Измерить свой рост и (по возможности) массу. Такие измерения нужно проводить в первую неделю каждого месяца.

Занятие № 6. Диффузия

Цель занятия. Вспомнить основы молекулярно-кинетической теории. Познакомиться с явлением диффузии. Оборудование. 2 стакана, горячая (из электрического чайника) и холодная вода, кристаллы марганцовокислого калия, духи в аэрозольной упаковке.

Ход урока.

Этап 1. Вспоминаем строение вещества. Вспоминаем, что вещество состоит из молекул, которые движутся, причем чем выше скорость движения, тем выше температура вещества. Подводим экспериментальную основу под идеи молекулярного строения вещества: описываем наблюдения (например, высыхания лужи), просим сделать вывод (вещество состоит из невидимых частиц). Вводим понятие диффузии. Диффузия — проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества (взаимное проникновение молекул различных веществ в промежутки между ними). Вспоминаем, что расстояние между молекулами в газе — много больше размеров молекул, а в жидкости — сравнимо с размерами молекул. Обсуждаем возможную скорость диффузии в газах, жидкостях и твердых тела (в газах выше, так как расстояние между молекулами больше). Обсуждаем, как скорость диффузии может зависеть от температуры. Выдвигаем гипотеза: чем выше температура веществ, тем выше скорость диффузии. Обсуждаем возможный эксперимент, проверяющий эту гипотезу (диффузия окрашенной и неокрашенной жидкости). Этап занимает 20 минут.

Этап 2. Изучаем зависимость скорости диффузии от температуры. Наливаем в стаканы одинаковое количество воды (в один — горячую, в другой — холодную). Насыпаем в стаканы по несколько крупинок марганцовки и наблюдаем за распространением цвета. Описываем, как выглядят стаканы через 1, 5, 15 минут. Делаем выводы. В интервале между вторым и третьим наблюдением проводим еще один эксперимент, озаглавив его «Диффузия в газах». Обсуждаем, как обнаружить диффузию в газах (взять вещество с резким запахом). Распрыскиваем духи, следим за распространением запаха, просим объяснить наблюдаемое явление. Обсуждаем вопросы, о чем говорит опыт по распространению духов (существование молекул, движение молекул, скорость диффузии в газах по сравнению со скоростью диффузии в жидкостях, направление диффузии — из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией). Этап занимает 25 минут.

Домашнее задание. Вырастить кристаллы соли и принести их в школу.

Занятие № 7. Кристаллические тела

Цель занятия. Познакомиться с кристаллическими телами.

Оборудование. Микроскопы, насыщенные растворы поваренной соли и медного купороса в дистиллированной воде, предметные стекла, модели кристаллических решеток, крупные монокристаллы.

Ход урока.

Этап 1. Закрепляем понятие диффузии. Обсуждаем результаты эксперимента прошлого урока, закрепляя знания молекулярно-кинетической теории, в частности, понятие диффузии. Этап занимает 10 минут.

Этап 2. Знакомимся с понятием кристаллической решетки. Вспоминаем, что мы знаем о различных агрегатных состояниях вещества (газы — не сохраняют ни форму, ни объем, легко сжимаемы; жидкости — сохраняют объем, но не форму, не сжимаемы; твердые тела сохраняют форму и объем, не сжимаемы). Рассказываем о существовании кристаллов и кристаллической решетке, о монокристаллах и поликристаллах. Выясняем, что монокристаллы должны иметь четкие внешние грани. Демонстрируем модели кристаллических решеток и крупные монокристаллы. Зарисовываем кристаллическую решетку поваренной соли и предполагаемый вид монокристалла. Сравниваем с кристаллами, полученными дома. Обсуждаем, как именно выращивали кристаллы. Говорим об особенностях, которые могли помешать вырастить монокристалл (примеси и т. п.) Этап занимает 15 минут.

Этап 3. Наблюдаем монокристаллы под микроскопом. Выращиваем мелкие монокристаллы. Для этого на 2 разных предметных стекла капаем по несколько капель насыщенного раствора поваренной соли и медного купороса. Дожидаемся испарения части воды (ускорить процесс можно, поместив препарат под лампу). Наблюдаем получившиеся кристаллы под микроскопом и зарисовываем форму кристаллов. Этап занимает 20 минут.

Домашнее задание. Готовиться к контрольной работе.

Занятие № 8. Контрольная работа

Цель занятия. Проверить усвоение материала.

1 вариант

Собирающая линза — это
Фокусное расстояние — это
Изобразите ход лучей в данной линзе. Укажите фокус и фокусное расстояние.
Опишите ход работы по измерению диаметра крупинки манки методом рядов. Можно ли утверждать, что каждая крупинка имеет определенный вами размер? Если — нет, то что же мы определяем методом рядов?
Практическое задание: определите диаметр нити. Опишите производимые вами вычисления.
Опишите, чем различаются жидкости и газы а) по наблюдаемым признакам и б) по поведению молекул.
Где диффузия проходит быстрее — в жидкости или в газе — и почему?

2 вариант

Рассеивающая линза — это
Фокус — это
Изобразите ход лучей в данной линзе. Укажите фокус и фокусное расстояние.
Опишите ход работы по определению размеров клетки методом рядов.
Практическое задание: определите диаметр нити. Опишите производимые вами вычисления.
Опишите, чем различаются жидкости и кристаллические тела а) по наблюдаемым признакам и б) по поведению молекул.
Где диффузия проходит быстрее — в горячей или холодной воде — и почему?

Занятие № 9. Наблюдение броуновского движения

Цель работы. Познакомиться с броуновским движением, как с явлением, подтверждающим положения молекулярно-кинетической теории.

Приборы и материалы. Раствор туши в воде, микроскоп с увеличением 300-600х, осветитель.

Ход урока.

Этап 1. Вспоминаем основные понятия молкулярно-кинетической теории. Обсуждаем эксперименты, доказывающие существование молекул и их движение. Говорим о связи температуры со скоростью движения молекул. Вспоминаем понятие диффузии и ее зависимости от температуры. Вводим понятие теплового движения молекул. Уточняем, что диффузией называется процесс, происходящий именно вследствие теплового движения молекул, а не при принудительном перемешивании (искусственная конвекция). Подчеркиваем, что молекулы воды или газов настолько малы, что их невозможно увидеть ни в какой микроскоп. Этап занимает 7 минут.

Этап 2. Рассказ о броуновском движении. Предлагаем детям подумать над тем, как можно увидеть модель движения молекул. Из учебника биологии они могут знать о существовании броуновского движения. Рассказываем об экспериментах Броуна. Обсуждаем, почему были взяты именно такие частицы (меньше — не видно в микроскоп, больше — не заметно их движение под ударами молекул). Рисуем схему взаимодействия частиц при броуновском движении: крупная частица туши (используемая в нашем эксперименте), по которой стучат со всех сторон молекулы воды. Подчеркиваем, что рисунок не может отобразить истинное соотношение размеров частичек туши и молекул воды (молекулы несравненно меньше). Уточняем, что такое тушь — частички сажи, взвешенные в воде. Обсуждаем, при каких условиях частица туши будет двигаться направо (если число ударов слева больше, чем справа). Предполагаем, по какой траектории может двигаться такая частица (ломанная). Выясняем, почему крупные тела не движутся под ударами молекул: перевес в несколько молекул с одной стороны не может сдвинуть крупное тело, но может — мелкое. Этап занимает 8 минут.

Этап 3. Проведение эксперимента. Предлагаем детям настроить освещение микроскопа. Готовим препарат непосредственно на каждой парте: на предметное стекло капаем несколько капель воды и каплю туши. Помещаем препарат под покровное стекло, а затем под микроскоп. Ученики наблюдают движение частиц и отвечают на следующие вопросы.

Сравнить движение крупных и мелких частиц туши.
Описать движение нескольких соседних частиц (движутся в одну сторону или в разные). Схематично изобразить направления движения двух соседних частиц (возможно несколько вариантов рисунков).
Определить увеличение микроскопа.
Сравнить размеры частиц туши с размерами клеток кожицы лука.
Зарисовать примерную траекторию движения одной частицы.
Предположить, что изменится в поведении частиц, если

а) повысить температуру, б) уменьшить размеры частиц.

Часть теоретических вопросов остается на дом. Напоминаем ученикам о необходимости ежемесячно измерять рост и массу тела. Этап занимает 30 минут.

Домашнее задание. Закончить оформление работы.

Занятие № 10. Осмос

Цель занятия. Познакомиться с явлением осмоса.

Оборудование. Стакан с водой, мешки из полупроницаемой мембраны — диализной пленки (пропускает молекулы воды, но не пропускает молекулы сахара), зажимы для мешков, стеклянная трубка, нитки, раствор сахара, штатив, шприц, маркер, часы, линейка.

Ход урока.

Этап 1. Сборка установки. Закрепляем на штативе лапку, а под ней помещаем банку с водой. Готовим объект исследования: мешок из полупроницаемой мембраны привязываем одним концом к стеклянной трубке (трубка заходит внутрь мешка), другой конец мешка зажимаем зажимом. Закрепляем трубку в лапке штатива таким образом, чтобы мешок был полностью погружен в воду. При помощи шприца через трубку заполняем мешок раствором сахара так, чтобы уровень раствора поднимался чуть выше ниток, фиксирующих мешок на трубке. Отмечаем маркером начальный уровень жидкости в трубке и отмечаем время. Этап занимает 15 минут.

Этап 2. Фиксирование результатов эксперимента и обсуждение теоретических положений. Дальнейший ход работы заключается в том, чтобы измерять изменение уровня жидкости в трубке и заносить в таблицу результаты измерений. Для того, чтобы нивелировать разброс данных, можно записать результат измерений, полученный на всех установках, а затем усреднить его. В графах «Группа №» записываем изменение уровня жидкости по сравнению с начальным, отмеченным маркером. Время

Группа 1
Группа 2
Группа 3
Группа 4

Так как ход эксперимента требует фиксации внимания лишь раз в 10 минут, то время между моментами измерения заполняем обсуждением теоретических положений осмоса. Вспоминаем, что такое диффузия, в каком направлении она проходит (из области больших концентраций в область меньших концентраций). Рисуем схему осмоса: полупроницаемая мембрана, по одну сторону которой находятся молекулы воды, а по другую — молекулы воды + крупные молекулы сахара. Вода диффундирует в сторону своей меньшей концентрации, то есть в сторону раствора сахара, внутрь мешка. Молекулы сахара не могут пройти через мембрану. В результате уровень жидкости в трубке, связанной с мешком, повышается. Этап занимает 30 минут.

Домашнее задание.

Вычислите среднее значение подъема уровня воды для каждого времени наблюдений, усреднив по данным четырех групп, приведенных в таблице. (Сложите четыре величины, указывающие уровень подъема в данный момент времени и поделите на 4).
Постройте график зависимости подъема уровня воды в трубке от времени. По горизонтальной оси откладывается время, а по вертикальной — среднее значение уровня воды.
Объясните подъем воды в трубке, используя знания теории осмоса.
Напишите, какие эксперименты нужно поставить, чтобы определить, от каких факторов зависит изменение уровня жидкости.

Занятие № 11. Плазмолиз

Цель занятия. Познакомиться с явлением плазмолиза.

Оборудование. Микроскопы, предметные и покровные стекла, листья элодеи, вода, раствор поваренной соли.

Ход урока.

Этап 1. Закрепление материала. Проводится опрос для уточнения сути понятия осмоса. Учитель изображает на доске, а ученики копируют в тетрадях схему растительной клетки. Записывается информация о том, что клеточная стенка проницаема для воды и соли, а клеточная мембрана — только для воды. Сообщается, что цитоплазма и клеточный сок представляют собой слабый раствор (соли и других веществ). Этап занимает 15 минут.

Этап 2. Приготовление препаратов. На два конца предметного стекла помещаются по капле чистой воды и насыщенного раствора соли соответственно. В каждую каплю помещается лист элодеи. Препараты закрываются покровными стеклами и помещаются на предметный столик микроскопа. Этап занимает 10 минут.

Этап 3. Наблюдение явления плазмолиза. Учащиеся наблюдают препараты под микроскопом, следя за их изменением. В тетради выполняют рисунки препаратов в конце эксперимента, описывают явление плазмолиза. Этап занимает 20 минут. Домашнее задание. Готовиться к контрольной работе.

Занятие № 12. Контрольная работа

Цель занятия. Проверить усвоение материала.

1 вариант

Собирающая линза — это
Фокусное расстояние — это
Изобразите ход лучей в данной линзе. Укажите фокус и фокусное расстояние.
Опишите ход работы по измерению диамиетра крупинки манки методом рядов. Можно ли утверждать. Что каждая крупинка имеет определенный вами размер? Если — нет, то что же мы определяем методом рядов?
Практическое задание: определите диаметр нити. Опишите производимые вами вычисления.
Опишите, чем различаются жидкости и газы а) по наблюдаемым признакам и б) по поведению молекул.
Где диффузия проходит быстрее — в жидкости или в газе — и почему?
Движение каких частиц мы наблюдали при изучении броуновского движения?
Концентрация поваренной соли внутри эритроцита (красной кровяной клетки) составляет около 0,9 %. Что произойдет с эритроцитом, если его поместить в дистиллированную воду? Ответ поясните.

2 вариант

Рассеивающая линза — это
Фокус — это
Изобразите ход лучей в данной линзе. Укажите фокус и фокусное расстояние.
Опишите ход работы по определению размеров клетки методом рядов.
Практическое задание: определите диаметр нити. Опишите производимые вами вычисления.
Опишите, чем различаются жидкости и кристаллические тела а) по наблюдаемым признакам и б) по поведению молекул.
Где диффузия проходит быстрее — в горячей или холодной воде — и почему?
Молекулы какого вещества диффундировали через полупроницаемую мембрану в нашем эксперименте, посвященном осмосу?
Концентрация поваренной соли внутри эритроцита (красной кровяной клетки) составляет около 0,9 %. Что произойдет с эритроцитом, если его поместить в концентрированный раствор поваренной соли? Ответ поясните.

Занятие № 13. Мир в капле воды

Цели занятия. Познакомиться с микрофауной водоемов, дать ученикам возможность попробовать составить описание неизвестного животного.

Оборудование. Микроскопы, предметные и покровные стекла, капля воды из богатого жизнью водоема (аквариума).

Ход урока.

Этап 1. Постановка задачи. Учитель предлагает ученикам представить себя Левенгуком, который впервые увидел «ничтожных зверушек» под микроскопом. Ученикам предлагается повторить этот эксперимент: найти в капле воды живое существо и изучить его. Этап занимает 5 минут.

Этап 2. Приготовление препаратов. На предметное стекло капаем богатую жизнью воду. Препарат закрываем предметным стеклом, углы которого слегка смазаны пластилином. Такой подход позволяет закрыть препарат, не раздавив относительно крупных животных в капле. Этап занимает 10 минут.

Этап 3. Наблюдение микрофауны. Ученикам предлагается найти организм, изучить его и зарисовать возможно более подробно. Предварительно найденный организм нужно показать учителю, чтобы он мог в дальнейшем оценить правдоподобие рисунка. Этап занимает 30 минут.

Домашнее задание. Так как эта работа проводится на последнем уроке четверти, то домашнее задание дается лишь для желающих. Предлагается написать письмо «в Лондонское Королевское общество» с подробным описанием «вновь открытого» организма.

Занятие № 14. Изучение зависимости длины окружности от ее диаметра

Цели занятия. Ввести понятие зависимости. Рассказать о способах ее представления. Получить данные по исследованной зависимости и обработать их.

Оборудование. Цилиндры разных диаметров, нитка, линейка.

Ход урока.

Этап 1. Введение понятия зависимости и способов ее представления. Учитель рассказывает о том, что такое зависимость. Например: «Величина А зависит от величины В, если при изменении величины В всегда меняется и величина А». Далее сообщается о разных формах представления зависимости: в виде таблицы, графика и, наконец, формулы (уравнения). Поясняются некоторые правила построения графиков: вдоль оси у откладывается исследуемая величина (зависимая), а вдоль оси х — та, от которой зависит первая (независимая величина). Подчеркивается, что оси графика обязательно должны быть подписаны (величина, единицы измерения), в противном случае график теряет смысл. Объясняются принципы построения графика и способы выбора масштаба. Этап занимает 15 минут.

Этап 2. Получение экспериментальных данных. Учащимся предлагается измерить диаметр предлагаемых цилиндров (зажимая между двумя параллельными плоскостями, обводя в тетради и т. п.), а также длину получаемой окружности. Для последнего измерения нитка туго натягивается на цилиндр, а затем измеряется длина этой нити. Работу удобнее выполнять вдвоем. Полученные результаты ученики заносят в таблицу, а также выписывают внутри соответствующих окружностей, обведенных в тетради. Этап занимает 15 минут.

Этап 3. Построение графика.. Учитель помогает ученикам выбрать масштаб графика и следит за тем, чтобы все успели правильно нарисовать хотя бы оси графика. Затем ученики строят график по полученным экспериментальным данным. Этап занимает 15 минут.

Домашнее задание. Ученики должны закончить оформление работы (построить график, рассчитать отношение длины окружности к диаметру для каждого цилиндра), а также изготовить палетку для измерения площади рисунков в тетради.

Занятие № 15. Изучение зависимости площади круга от его радиуса

Цели занятия. Исследовать названную зависимость и получить график квадратичной зависимости.

Оборудование. Циркуль, палетка, линейка.

Ход урока.

Этап 1. Обсуждение результатов прошлого урока. Учитель предлагает сообщить полученные значения отношения длины окружности к ее диаметру. Рассказывает о числе «Пи» и вводит экспериментально полученную формулу: Этап занимает 5 минут.

Этап 2. Получение экспериментальных данных. Ученикам предлагается начертить три круга, радиусами 2 см, 3 см и 4 см, и определить их площадь по клеточкам. Причем площадь наименьшего круга определяется подсчетом клеток в тетради. Соответственно полученная площадь делится на 4, так как площадь одной клетки в тетради — 0,25 см2. Площадь больших кругов определяется при помощи палетки, площадь одной клетки которой равна 1 кв. см. Данные о радиусе и площади ученики записывают внутри соответствующего круга, а также в таблице. Этап занимает 30 минут

Этап 3. Построение графика. По полученным данным ученики строят график зависимости площади круга от его радиуса. Этап занимает 10 минут.

Домашнее задание. Изготовить из картона круги, радиусами 2 см, 3 см и 4 см, а также эталон (квадрат, размером 10 см х 10см) известной площади. Для всех фигур брать одинаковый картон!

Занятие № 16. Определение площади круга взвешиванием

Цели занятия. Научиться пользоваться весами, научиться определять площадь взвешиванием, исследовать зависимость площади круга от его радиуса новым методом.

Оборудование. Картонные круги и картонный эталон известной площади; весы с разновесами.

Ход урока.

Этап 1. Обсуждение нового метода измерения. Учитель предлагает прочитать описание работы и тщательно разбирает правила работы с весами, а также принципы определения площади взвешиванием. Этап занимает 10 минут.

Этап 2. Получение экспериментальных данных. Ученики определяют массу эталона известной площади и рассчитывают массу 1 кв. см. данного картона. Затем определяется масса каждого круга и рассчитывается его площадь (делят массу круга на массу одного квадратного сантиметра). Этап занимает 25 минут

Этап 3. Построение графика. По полученным данным ученики строят график зависимости площади круга от его радиуса. Этап занимает 10 минут.

Домашнее задание. Принести скотч, ножницы, полоску бумаги, банку или пластиковую бутылку для изготовления мензурки.

Занятие № 17. Определение объема шара

Цели занятия. Изготовить мензурку и научиться ею пользоваться, определить объемы шаров, исследовать зависимость объема шара от его радиуса.

Оборудование. Небольшие мензурки, цилиндрические банки, по возможности малого диаметра, полоска бумаги, скотч, ножницы, пластилиновые шары, радиусом 1 см, 2 см и 3 см, спицы.

Ход урока.

Этап 1. Обсуждение нового метода измерения. Учитель предлагает прочитать описание работы и затем рассказывает об устройстве мензурки и методах измерения объема жидкостей и твердых тел. Этап занимает 10 минут.

Этап 2. Изготовление мензурки. Ученикам предлагается изготовить мензурку из стеклянной банки, используя малую мензурку в качестве эталона. Для этого нужно отметить объем, соответствующий началу цилиндрического участка банки (этот уровень можно принять за нулевой), а также проставить несколько точек на цилиндрической части банки (соответствующие, например, 50 мл, 100 мл, 150 мл, 200 мл). Интервалы между рисками делятся при помощи обычной линейки на 5 частей, так чтобы полученное малое деление соответствовало 5 мл. Этап занимает 15 минут

Этап 3. Определение объема шаров. Ученики определяют объемы шаров, для чего надевают их на тонкую спицу и погружают в мензурку с водой. Для определения объема фиксируется уровень воды без шара и с шаром. Вычитая из второго объема первый, получаем объем шара. Объем малого шара имеет смысл измерять в малой, более точной мензурке. Объемы больших шаров — в мензурке, изготовленной из банки. Полученные данные заносятся в таблицу. Этап занимает 10 минут.

Этап 4. Построение графика. По данным таблицы ученики строят график зависимости объема шара от его радиуса. Этап занимает 10 минут.

Домашнее задание. Измерить рост и массу за соответствующий месяц.

Занятие № 18. Установление плотности пластилина

Цели занятия. Закрепить материал (различные виды зависимостей), установление зависимости массы тела от его объема, расчет плотности.

Оборудование. Цветные ручки трех цветов, весы с разновесами, пластилиновые шары, радиусом 1 см, 2 см и 3 см.

Ход урока.

Этап 1. Закрепление материала.. Учитель предлагает сравнить работы последних уроков. Исследовались зависимости длины окружности, площади круга и объема шара от радиусов соответствующих объектов. Ученикам предлагается вспомнить и коротко изложить методы измерения длины кривой, площади (2 метода) и объема. Далее в одних осях разными цветами строятся 3 графика: зависимости длины окружности, площади круга и объема шара от радиуса. Так как экспериментальные данные могут быть далеки от идеала, в данном случае можно построить графики по соответствующим формулам, уточнив, что эти формулы были получены экспериментально методами, сходными с нашими. Далее каждый вид зависимости получает название (линейная, квадратичная и кубическая), причем уточняется, что при первом виде зависимости величина У увеличивается в 2 раза при увеличении Х в 2 раза, зато при квадратичной зависимости при таком же изменении Х, У увеличивается в 4 раза, а при кубической зависимости — в 8 раз. Учитель обращает внимание учеников, что при увеличении радиуса, объем увеличивается много быстрее, чем площадь, и предлагает запомнить этот факт (он будет использован на следующем уроке. Этап занимает 30 минут.

Этап 2. Определение массы шаров. Ученикам предлагается определить массу тех самых шаров, объем которых они определяли на предыдущем уроке. Этап занимает 10 минут

Этап 3. Расчет плотности пластилина. По данным, полученным на этом и предыдущем уроке ученики рассчитывают плотность каждого шара и среднюю плотность пластилина. Полученные данные заносятся в таблицу. Этап занимает 5 минут.

Домашнее задание. По данным таблицы построить график зависимости массы шара от его объема.

Занятие № 19. Зависимость скорости остывания от объема жидкости. Относительная поверхность тел

Цели занятия. 1. Исследовать зависимость температуры воды от времени. Сравнить скорость остывания разных объемов жидкости. 2. Научить учащихся пользоваться спиртовым термометром. 3. Показать зависимость скорости остывания от относительной поверхности тела. 4. Обсудить значение относительных поверхностей тела для различных биологических процессов.

Оборудование. Калориметры, термометры, часы, линейка.

Ход урока.

Этап 1. Установление зависимости температуры воды от времени. У каждой рабочей группы — по два одинаковых калориметра. Споласкиваем калориметры кипятком. В один калориметр наливаем около 100 мл кипятка, в другой — около 50 мл. В каждый калориметр опускаем по термометру. Дожидаемся установления температуры (примерно полминуты). Записываем показания термометров и засекаем время. Каждую минуту записываем показания термометров. (Отсчет времени ведет учитель.) За время между измерениями ученики готовят координатные оси для построения графиков зависимости температуры воды от времени (графики для двух порций воды строятся в одних и тех же осях) и строят графики зависимостей температуры воды от времени для двух порций воды. Этап занимает 15 минут.

Этап 2. Активизация знаний. Ученикам предлагается вспомнить введенное на уроках биологии понятие относительной поверхности тела и ее связь с объемом тела. Этап занимает 5 минут.

Этап 3. Обсуждение зависимости скорости остывания от различных факторов. Считаем, что остывание воды идет только с ее поверхности (так как использованы калориметры). Оцениваем относительную поверхность порций воды, используя ранее полученную формулу площади круга. Обсуждаем полученные результаты, устанавливаем качественную зависимость скорости остывания от объема тела. Уточняем также, что скорость остывания зависит и от разности температур. Записываем вывод: «Чем больше объем тела и меньше его относительная поверхность, тем медленнее остывает тело. Чем больше разность температур, тем быстрее остываент тело». Этап занимает 10 минут.

Этап 4. Обсуждение биологического значения относительной поверхности тел.. Каждая группа получает свой биологический вопрос, обсуждает его в течение 2-3 минут. Затем ответы групп обсуждаются в классе. Формулировки вопросов раздаются ученикам, выводы записываются в в тетрадь. Этап занимает 13 минут.

Этап 5. Обсуждение домашнего задания. Учитель подробно объясняет, что нужно сделать в домашнем задании (листок с соответствующей распечаткой ученики получают на руки). Этап занимает 2 минуты.

Домашнее задание. Вычислить относительную поверхность для кубов, с длиной стороны 1 см, 2 см и 3 см. Построить график зависимости относительной поверхности от длины стороны куба. По желанию можно «собрать» соответствующие кубы из кубических кусочков сахара.

Занятие № 20. Контрольная работа по теме «Зависимости и графики»

Цели занятия. Проверить усвоение материала 3 четверти.

Ход урока. Учащиеся пишут контрольную работу

1 вариант

Сторону куба увеличили в 2 раза. Во сколько раз увеличится его объем? Ответ обоснуйте.
Сколько в одном метре помещается квадратных сантиметров? Ответ обоснуйте.
От станции метро «Парк культуры» до станции «Комсомольская» поезд радиальной линии проезжает примерно 10 км. Сколько примерно километров проедет поезд между теми же станциями кольцевой линии?
Шайба, пущенная хоккеистом, остановилась через 5 секунд. Для этого движения нарисуйте приблизительный график зависимости скорости шайбы от времени, считая что в начальный момент времени скорость шайбы составляла 50 м\с.
Бактерия делится пополам 1 раз в минуту. В начальный момент времени в банке находится одна бактерия. Нарисуйте график зависимости числа бактерий от времени.

Дополнительное задание. Лист некоторого растения испаряет 12 г воды за сутки. Сколько воды испарит лист той же формы, имеющий в 2 раза меньшую длину? Ответ обоснуйте.

2 вариант

Сторону квадрата увеличили в 3 раза. Во сколько раз увеличилась его площадь? Ответ обоснуйте.
Как известно, 1 литр = 1 дм 3. Сколько литров помещается в одном кубическом метре? Ответ обоснуйте.
Считая, что каждый квадратный сантиметр некоторого растения испаряет 10 г воды в сутки, рассчитайте, сколько грамм воды испарит круглый лист, радиусом 2 см (вначале рассчитайте площадь листа!).
Кипяток за 30 минут остыл до комнатной температуры (20С). Для этого процесса нарисуйте приблизительный график зависимости температуры от времени.
Тетрадный лист разрезают пополам, затем один из получившихся кусков снова разрезают пополам и т. д. Нарисуйте график зависимости площади получающихся кусков от числа разрезаний.

Дополнительное задание.

Лист некоторого растения за световой день производит 6 г кислорода в процессе фотосинтеза. Сколько кислорода производит лист той же формы, имеющий в 2 раза большую длину? Ответ обоснуйте.

Занятие № 21. Построение вариационной кривой

Цели занятия. Познакомиться с новыми методами обработки статистических исследований — столбчатой диаграммой и вариационной кривой.

Оборудование. Семена фасоли, линейка.

Ход урока.

Этап 1. Обсуждение сути работы. Учитель предлагает прочитать задание на данный урок, познакомиться с понятиями столбчатая диаграмма и вариационная кривая. Прочитанная информация обсуждается. Учитель поясняет, что эти методы обработки данных позволяют судить о средних, максимальных, минимальных значениях той или иной характеристики и работают только при получении информации о большом числе объектов. Поэтому работа будет заключаться в сборе данных о примерно 300 семенах (10 семян х число учеников) и обработке полученной информации. Этап занимает 10 минут.

Этап 2. Измерение размеров семян. Ученики измеряют максимальный размер семян, записывая свои данные в соответствующую таблицу. Этап занимает 10 минут

Этап 3. Сбор статистической информации. Ученики диктуют свои данные, округленные до целых миллиметров, а учитель отмечает на доске число семян соответствующей длины. Удобно использовать форму записи данных «морской счет», при котором каждый новый объект отмечается палочкой или точечкой, а 10 соответствует квадрат с двумя диагоналями. Полученные таким образом данные о числе семян, имеющих соответствующую длину, ученики записывают в таблицу. Этап занимает 15 минут.

Этап 4. Построение столбчатой диаграммы и вариационной кривой. По данным последней таблицы ученики строят столбчатую диаграмму показывающую распределение числа семян по длине семени. Соединяя середины верхних частей столбиков ученики проводят вариационную кривую длины семян фасоли и отвечают на вопросы по полученным данным:

Какова минимальная и максимальная длины семян фасоли?
Фасоль какой длины встречается чаще всего?

Домашнее задание. Прорастите выданные вам семена фасоли. Для этого возьмите блюдце (крышку от банки, чашку Петри и т. п.), положите на него кусок марли (ветхой ткани — ветоши), на марлю положите семена и прикройте их оставшейся частью марли. Налейте в блюдце немного воды и поставьте его в теплое место на 3 дня. (это важно!) Следите за тем, чтобы ткань все время оставалась влажной, но в то же время семена не оказывались полностью погруженными в воду. Поставить семена на проращивание нужно вечером во вторник 25.03. Проросшие семена обязательно принесите на следующее занятие биопрактикума. Не забудьте также принести данные по изменению вашего роста и массы в течение года.

Занятие № 22. Исследование зависимости скорости роста шестиклассников

Цели занятия. Подвести итоги многомесячных наблюдений, научиться обрабатывать статистические данные; подготовить учеников к проведению исследований с проростками фасоли.

Материалы. Данные о росте и массе, полученные в результате ежемесячных измерений; проростки фасоли, выращенные учениками.

Ход урока.

Этап 1. Обсуждение результатов домашнего задания. Учитель проверяет успешность прорастания семян фасоли, комментируя возможные причины успешности и не успешности выполнения задания. Этап занимает 10 минут.

Этап 2. Сбор статистической информации о росте щестиклассников. Ученики диктуют данные о своем росте (по месяцам), округленные до целых сантиметров. Учитель записывает данные на доске, выделяя мальчиков и девочек. Этап занимает 15 минут.

Этап 3. Обработка результатов. Ученики вычисляют средний рост мальчиков и девочек в своем классе в каждом месяце и заполняют таблицы роста по своим данным, а также по средним данным класса. По данным последней таблицы ученики строят график зависимости роста мальчиков и девочек от времени. Далее ученикам предлагается ответить на ряд вопросов по полученным данным. Наиболее точные результаты получаются при использовании большей выборки. Поэтому учитель собирает данные всей параллели (роста мальчиков и девочек за первый и последний месяц), предлагает ученикам усреднить их и использовать для домашнего ответа на следующие вопросы:

У кого выше средний рост по данным за октябрь — у мальчиков или у девочек?
У кого выше средний рост по данным за март — у мальчиков или у девочек?
Кто больше вырос за полгода — мальчики или девочки?
Подумайте и запишите ваши предложения: какие еще вопросы можно исследовать на основании подобных наблюдений (проводимых в течение большего времени).

Этап занимает 10 минут.

Этап 4. Обсуждение домашнего задания. Учитель предлагает прочитать домашнее задание и тщательно его комментирует, поясняя, как надо проращивать семена, что и когда измерять.

Домашнее задание. Ученики должны закончить предыдущую работу (по данным параллели), а также начать проращивание двух групп семян: на свету и в темноте; крупные и мелкие семена; с предварительным замачиванием в растворе марганцовки и без него и т. п. В процессе проращивания ученики раз в 2 дня измеряют длину корня с подсемядольным коленом и длину побега (в дальнейшем — только длину подсемядольного колена).

Занятие № 23. Исследование зависимости скорости прорастания и роста семян фасоли от различных факторов

Материалы. Данные о семенах фасоли, проращенных в разных условиях.

Ход работы.

Этап 1. Проверка домашнего задания. Учитель проверяет выращенную фасоль и делает замечания по правильным и неправильным работа. Этап занимает 10 минут.

Этап 2. Сбор статистической информации. Учитель предлагает сообщить свои данные по длине проростков, выращенных в разных условиях. Эта информация записывается учителем на доске, а учениками — в тетрадях. На основе полученных данных ученики рассчитывают среднюю длину проростка на 2, 4, 6-й … дни проращивания, начинают заполнять таблицы и строить графики. Этап занимает 30 минут.

Таблица № 1-а. Зависимость средней длины проростка, прораставшего на свету, от времени.

Дата
Длина

Таблица № 1-б. Зависимость средней длины проростка, прораставшего в темноте, от времени.

Дата
Длина

По данным таблиц 1 постройте в одних и тех же осях 2 графика зависимости длины проростков от времени.

Таблица № 2-а. Зависимость средней длины проростков крупных семян от времени.

Дата
Длина

Таблица № 2-б. Зависимость средней длины проростков мелких семян от времени.

Дата
Длина

По данным таблиц 2 постройте в одних и тех же осях 2 графика зависимости длины проростков от времени.

Домашнее задание.

Наблюдать за ростом фасоли, записывая происходящие изменения.
Вырастить плесневые грибы мукор. Для этого положите в банку кусочек хлеба, капните несколько капель воды (не больше!) и закройте банку. Имейте в виду, что для роста мукора необходима питательная среда, кислород и достаточно высокая влажность. Мукор выращивается для исследования под микроскопом, поэтому его не требуется много. Выращенную плесень нужно принести в школу в банке (чтобы не помять).

Занятие № 24. Оценка размеров спор мукора

Материалы. Мукор, микроскоп, предметное и покровное стекла, вода, прозрачная линейка..

Ход работы.

Этап 1. Проверка домашнего задания. Учитель проверяет выращенную плесень и делает замечания по правильным и неправильным работа. Среди разнообразных вариантов выросшей плесени отбирается 1-2 наиболее удачных образца. Этап занимает 5 минут.

Этап 2. Подготовка к работе. Учитель готовит препараты мукора. Ученики в это время настраивают освещение микроскопа и определяют диаметр поля зрения. Этап занимает 15 минут.

Этап 3. Наблюдение мукора. Ученики находят подходящий для изучения участок препарата, настраивают микроскоп, наблюдают мукор и зарисовывают участок гриба со спорами, гифами и спорангием. Эти части гриба нужно подписать. Этап занимает 10 минут.

Этап 4. Определение размеров спор. Ученики оценивают, во сколько раз диаметр спорангия меньше диаметра поля зрения и во сколько раз диаметр споры меньше диаметра спорангия. Проведение простейших вычислений позволяет оценить размер спор мукора (порядка 5-7 микрон) и сравнить этот размер с ранее полученными данными о размерах клеток кожицы лука (клетки лука во много раз крупнее). Этап занимает 15 минут.

Домашнее задание. Ученики продолжают измерения подсемядольного колена проростков фасоли, записывая данные через день. На следующее занятие проростки фасоли и данные об их росте нужно принести в школу.

Занятие № 25. Определение массы проростков фасоли, выращенных в различных условиях

Материалы. Проростки фасоли, весы с разновесами.

Ход работы.

Этап 1. Проверка домашнего задания. Учитель проверяет выращенную фасоль и делает замечания по правильным и неправильным работа. Этап занимает 5 минут.

Этап 2. Определение массы проростков. Ученики настраивают весы и определяют среднюю массу проростков, выращенных в разных условия (для этого удобнее взвесить все семена, выращенные одним человеком в одинаковых условиях, и поделить результат на число семян. Этап занимает 15 минут.

Этап 3. Сбор статистической информации. Учитель опрашивает учеников, записывает собранные данные на доске, а ученики в тетрадях В результате этого этапа нужно установить среднюю по классу длину и массу проростков, выращенных в разных условиях. Этап занимает 15 минут.

Этап 4. Обработка данных. Ученики заполняют до конца таблицы, данные в работе № 23, заканчивают построение графиков и делают выводы, отвечая на поставленные в работа № 23 и 25 вопросы. Этап занимает 10 минут.

Домашнее задание. На дом остается окончательная обработка результатов по фасоли (см. Этап 4)

Занятие № 26. Сравнение фотосинтезирующей поверхности дерева и газона

Цели занятия. 1. Активизировать навыки получения и обработки результатов, приобретенные в течение года. 2. Сравнить фотосинтезирующие поверхности крупного дерева и участка газона. 3. Провести активное занятие на улице.

Оборудование. Клетчатая бумага, рулетка, линейка.

Ход урока.

Этап 1. Обсуждение хода работы. Учащиеся читают задание, вспоминают методы определения площади и диаметра, вычисления среднего. Ученики делятся на группы: половина класса работает с деревом (несколькими деревьями), вторая половина — с газоном (разными газонами). Внутри групп также стоит разделить работу: одни определяют площадь листа или травинки, другие считают число листьев, травинок, веток, третьи определяют площадь газона или высоту и толщину дерева. Этап занимает 10 минут.

Этап 2. Проведение измерений. Ученики выходят на улицу, срывают несколько травинок и листьев, определяют их площадь, вычисляют среднюю площадь травинки и листа дерева; также определяются высота дерева (через сравнение тени дерева с тенью линейки), его диаметр, площадь газона, число травинок на 1 дм2 газона, число веток на дереве и среднее число листьев на ветке. Этап занимает 20 минут.

Этап 3. Вычисление фотосинтезирующей поверхности дерева и газона. По данным, полученным на этапе 2, учащиеся определяют фотосинтезирующие поверхности газона и дерева, сравнивают их и делают вывод. Этап занимает 15 минут.

Домашнее задание. Если учащиеся не успели обработать материал, то эту работу они доделывают дома.

Необходимые пояснения

В работе описано 26 занятий, в то время как по расписанию в году 34 учебные недели. Последнее 27-е занятие было посвящено подведению итогов и просмотру тематического кинофильма. Остальные 7 занятий пропали в результате совпадения с выходными и праздничными днями (уроки проходили по субботам). Если эти занятия не пропадут, их можно заполнить следующими работами.

Обзорные теоретические уроки раз в четверть.
Занятие по разделению пигментов, приводимое ниже.
Еще одно занятие на улице, где ученики определяют число деревьев данного вида на школьном участке, их диаметр и высоту, площадь, занимаемую школой и т. п.
Ученикам можно предложить провести самостоятельное исследование зависимости скорости роста фасоли от различных факторов (свет-темнота, предварительное замачивание в марганцовке, температура и т. п.). Урок посвящается планированию исследования и урок — отчету о результатах.

Изучение пигментов зеленого листа

Цель работы. Выявить состав пигментов, содержащихся в листе растения.

Приборы и материалы. Пробирка, этиловый спирт 96 %, бензин, листья зеленого растения, ножницы, пинцет, водяная баня (емкость с кипящей водой).

Ход работы. Нарежьте лист растения на мелкие кусочки, пинцетом поместите их на дно пробирки. Наполните пробирку спиртом до половины объема. Поместите пробирку в водяную баню на 5-10 минут. Следите за изменением цвета раствора и листьев. Опишите наблюдаемое явление. Достаньте пробирку из водяной бани.

Следующая часть работы выполняется только учителем, но описывается учениками. Добавьте в пробирку 2-3 мл бензина, закройте пробирку резиновой пробкой. Энергично встряхните пробирку. Как изменился цвет листа и жидкостей? Зарисуйте наблюдаемое явление и опишите его.

Домашнее задание. Постарайтесь дать ответ на следующие вопросы, связанные со второй частью эксперимента. 1. Почему произошло расслоение смеси жидкостей? 2. Почему слои жидкости получили различную окраску? Подсказку к этому вопросу вы можете найти в § 11 учебника «Флора-7».

Лабораторные работы по биолого-физическому практикуму

Лабораторная работа № 1. Разложение перекиси водорода

Цель работы. Проверить гипотезу «В живых клетках есть вещества, которые разлагают перекись водорода на кислород и воду».

Приборы и материалы. Ломтик сырого картофеля, ломтик вареного картофеля, раствор перекиси водорода, пипетка.

Ход работы. Определите, какой из ломтиков картофеля сырой, а какой — вареный. По каким признакам вы это определили? Капните по несколько капель раствора перекиси водорода на каждый ломтик. Что происходит? Описание работы. Запишите в тетради номер и название работы. Подробно опишите наблюдаемый эффект. Какой из образцов можно назвать опытным, а какой контрольным и почему? Предположите, как можно объяснить наблюдаемое явление.

(Последнее задание является самым главным!) Подумайте, удалось ли нам подтвердить выдвинутую гипотезу? Что удалось подтвердить? Что осталось неисследованным? Напишите вывод, содержащий ответы на поставленные вопросы.

Домашнее задание. Начните следить за изменением своего роста и своей массы в течение года. Для этого измерьте свой рост и (по возможности) массу. Запишите эти данные на последней странице тетради, проставив рядом дату измерений. В дальнейшем такие измерения нужно проводить в начале каждого месяца.

Лабораторная работа № 2. Определение фокусного расстояния линз

Цель работы. Определить фокусное расстояние линз.

Приборы и материалы. Линзы (2 собирающие с разными фокусными расстояниями и одна рассеивающая), подставки для линз, экран, линейка.

Ход работы. Закрепите экран и одну из линз на подставках. Поставьте подставки таким образом, чтобы свет от окна проходил через линзу и попадал на экран. Двигая линзу, получите на экране четкое изображение окна. Вопрос. Какое получается изображение? Измерьте расстояние от линзы до экрана — это и есть фокусное расстояние линзы. Ту же работу проделайте с двумя другими линзами. Запишите полученные результаты в тетрадь.

Возможно, при работе с одной из линз изображение получить не удастся. Вопрос. О каких свойствах линзы это говорит?

Лабораторная работа № 3. Использование линзы в качестве лупы

Цель работы. Получить изображение при помощи двух собирающих линз.

Приборы и материалы. Две собирающие линзы с различными фокусными расстояниями, листок с текстом, набранным мелким шрифтом, линейка.

Ход работы. Работаем с короткофокусной (с наименьшим фокусным расстоянием) собирающей линзой. Положите линзу на текст, а затем медленно отодвигайте, наблюдая, как изменяется изображение букв. Опишите изменение изображения. Затем поместите линзу на расстояние, на котором она дает наибольшее увеличение. Посчитайте, сколько строк текста помещается в диаметре линзы (по высоте). Измерьте высоту этих строк в тексте. Измерьте диаметр линзы. Поделите диаметр линзы (размер изображения текста) на размер строк в реальном тексте. Полученное число и даст примерное значение увеличения линзы. Запишите весь ход измерений в тетради.

Оформление работ № 2,3. Запишите номера и название работ. Письменно ответьте на все вопросы, поставленные в работе. Запишите результаты всех измерений.

Лабораторная работа № 4. Получение изображения нити накаливания

Цель работы. Исследовать ход лучей до линзы и после линзы.

Приборы и материалы. Собирающая линза, экран, подставки, лампа, источник тока, линейка.

Ход работы. Соберите установку: закрепите экран и лампочку на подставках, подсоедините провода, идущие от лампы, к клеммам (зажимам) источника тока, воткните в розетку вилку источника тока. Пододвиньте экран вплотную к лампе, получите пятно света на экране. Отодвигая экран от лампы, следите за изменением размеров пучка. В том случае, если размер пятна больше размера экрана, можно использовать в качестве экрана лист белой бумаги или просто следить за изменением освещенности экрана. Вопрос. Какой пучок света (сходящийся, расходящийся, параллельный) идет от лампы?

Установите экран на расстоянии около 20 см от лампы. Поместите линзу между лампой и экраном. Двигая экран и линзу, получите наиболее четкое изображение нити лампы накаливания. Вопрос. Какой пучок света идет от линзы к экрану? Измерьте размер изображения. Измерьте расстояния от линзы до экрана и от линзы до лампы. Запишите результаты измерений в тетради. Зарисуйте схему установки, проставив на ней измеренные расстояния. Выключите лампу. Рассмотрите лампу и оцените размер нити. Вопрос. Какое изображение нити вы получили? Запишите, с какой линзой вы работали (А или В).

Лабораторная работа № 5. Модель микроскопа

Цель работы. Получить изображение при помощи двух собирающих линз.

Приборы и материалы. Две собирающие линзы с различными фокусными расстояниями, листок с текстом, набранным мелким шрифтом, линейка.

Ход работы. Определите фокусное расстояние каждой линзы и запишите его. Возьмите короткофокусную линзу и отодвиньте ее на такое расстояние, чтобы получить максимально увеличенное перевернутое изображение. Измерьте и запишите расстояние, на котором находится линза от текста. Опишите недостатки полученного изображения. Зафиксировав положение первой линзы, разместите вторую таким образом, чтобы получить четкое изображение. Опишите, какое изображение получилось при использовании двух линз.

Оформление работ 4 и 5. Запишите номера и название работ. Письменно ответьте на все вопросы, поставленные в работах. Запишите результаты всех измерений.

Лабораторная работа № 6. Наблюдение под микроскопом постоянных препаратов растительных клеток

Цель работы. Рассмотреть растительный препарат при помощи микроскопа.

Приборы и материалы. Микроскоп, постоянные препараты растительных тканей.

Ход работы.

Рассмотрите устройство микроскопа. Найдите окуляр, объектив, предметный столик, зеркало. Настройте освещение на малом увеличении (для этого окуляр лучше вынуть). Далее не двигайте ни микроскоп, ни зеркало, ни лампу!!! Положить препарат на предметный столик. Настройте микроскоп на резкость (учитывая, что фокусное расстояние объектива около 8 мм). Установите объектив с увеличением 20. Подстройте резкость (глядя сбоку, чтобы не раздавить препарат). Покажите полученное изображение учителю. Зарисуйте участок препарата (рисунки выполняются только простым карандашом, клетки зарисовываются крупно, так, чтобы были видны форма, расположение, толщина стенок).

Подпишите название препарата. Рассчитайте и подпишите под рисунком, при каком увеличении микроскопа вы работали (увеличение микроскопа — произведение увеличений окуляра и объектива).

Лабораторная работа № 7. Знакомство с методом рядов

Цель работы. Определить размеры мелких объектов методом рядов.

Приборы и материалы. Пшенная крупа (или зерна мака), книга, линейка.

Ход работы

Аккуратно расположите зерна в ряд вдоль линейки. Иголкой или кончиком карандаша сдвиньте их так, чтобы между ними не оставалось зазоров. Возьмите столько зерен (но не менее 10), чтобы длина получившегося ряда составляла целое число миллиметров. Определите средний размер одного зерна. Все расчеты запишите в тетрадь (число зерен, длина ряда). Аналогичным образом определите толщину листа книги (учтите, что на одном листе 2 страницы). Запишите все расчеты, название книги и полученный результат.

Домашнее задание. Определите толщину натянутой нитки, указав ее номер. Запишите результат и зарисуйте в тетради, как вы делали измерения. Принесите на следующее занятие прозрачную линейку.

Лабораторная работа № 8. Оценка размеров клеток лука

Цель работы. Зарисовать клетку кожицы лука и оценить ее размеры.

Приборы и материалы. Микроскоп, луковицы лука, предметные и покровные стекла, стаканчик с водой, пипетка, прозрачная линейка, скальпель или бритвенное лезвие, спиртовой раствор йода.

Ход работы

Определите диаметр поля зрения микроскопа. Для этого прозрачную линейку поместите под объектив микроскопа. Наведите микроскоп на резкость и заметьте, сколько рисок линейки попадает в поле зрения. Запишите увеличение микроскопа и диаметр поля зрения. Приготовьте препарат кожицы лука. Капните несколько капель воды на предметное стекло. Очистите луковицу от кроющих чешуй. Подцепите лезвием тонкий слой мясистой чешуи и аккуратно потяните до отделения тонкого поверхностного слоя (кожицы). Немедленно поместите полученный кусочек кожицы в воду на предметное стекло. Капните каплю раствора йода на препарат. Накройте препарат покровным стеклом.

Определите размеры клеток и зарисуйте клетки. Поместите препарат под микроскоп, рассмотрите клетки на малом увеличении. Посчитайте, сколько клеток помещается в поле зрения «в длину» (по наибольшей длине клетки) и «в ширину» (по наименьшей длине). Вычислите длину и ширину клетки лука. Приведите ход вычислений.

Поставьте микроскоп на увеличение 20х. Крупно (длина 1 клетки не менее 4 см) зарисуйте 3-4 соседние клетки. Подпишите составные части клетки, укажите характерные размеры клетки.

Домашнее задание. Сравните размер клетки кожицы лука с размерами клеток, изображенных на рис. 4 в учебнике биологии. Запишите в тетради, какие из клеток, изображенных на рисунке, мельче клеток кожицы лука, а какие крупнее.

Лабораторная работа № 9. Диффузия в жидкостях и газах

Цель работы. Познакомиться с явлением диффузии.

Приборы и материалы. 2 стакана, горячая и холодная вода, кристаллы марганцовокислого калия, часы, флакон с пахучим аэрозолем.

Ход работы.

Налейте в стаканы одинаковое количество воды (в один — горячую, в другой — холодную). Аккуратно поместите одинаковое количество крупинок марганцовки в каждый стакан. Засеките время. Опишите, что произойдет в каждом стакане через 1 минуту, 5 минут, 15 минут. Сделайте выводы.

Проследите за распространением запаха духов, распрысканных учителем. О чем говорит распространение запаха? Ответьте на вопросы по опыту с духами.

Почему опыт с духами подтверждает существование молекул (маленьких частиц, из которых состоит вещество)?
Почему опыт с духами подтверждает тот факт, что молекулы движутся?
Сравните скорость диффузии в жидкостях и в газах. Где она выше?
Рассмотрим две области вещества, в одной из которых концентрация духов высокая, а в другой — низкая. В каком направлении будут двигаться частицы духов при диффузии?

Концентрация — это число частиц в единице объема (в данном случае — число молекул духов в литре воздуха).

Домашнее задание. Вырастите кристаллы соли. Для этого приготовьте насыщенный раствор поваренной соли в горячей воде. Насыщенный раствор — это такой раствор, в котором невозможно растворить дополнительную порцию соли. Возьмите карандаш и привяжите к его середине толстую нитку. Опустите нитку в стакан и оставьте на продолжительное время. Выращенные кристаллы (на нитке) принесите в школу.

Лабораторная работа № 10. Изучение монокристаллов под микроскопом

Цель работы. Увидеть форму различных монокристаллов.

Приборы и материалы. Микроскопы, насыщенные растворы поваренной соли и медного купороса в дистиллированной воде, предметные стекла, пипетка.

Ход работы

Вырастите мелкие монокристаллы. Для этого возьмите 2 предметных стекла. На одно из них капните несколько капель насыщенного раствора поваренной соли, а на другое — несколько капель медного купороса (Осторожно! Медный купорос ядовит!). Дождитесь, пока часть воды из раствора испарится (ускорить испарение можно, поместив препарат под лампу). Настройте микроскоп на малом увеличении. Поместите под микроскоп сначала одно, а затем другое предметное стекло. Зарисуйте форму кристаллов. Не забудьте записать, к какому кристаллу относится каждый рисунок.

Домашнее задание. Готовиться к контрольной работе.

Лабораторная работа № 11. Наблюдение броуновского движения

Приборы и материалы. Раствор туши в воде, микроскоп с увеличением 300—600 крат, осветитель.

Меры предосторожности

Не разбейте осветители!
Не раздавите препарат (у микроскопов нет ограничителей)!
Не трясите парту!

Ход работы. Поместите препарат под микроскоп. Настройте изображение частиц туши и понаблюдайте за их движением. Вначале настройте изображение, используя объектив 20, и лишь потом установите объектив 40. Для точной фокусировки используйте микровинт.

Выполните следующую работу и опишите ее.

Сравните движение крупных и мелких частиц туши.
Опишите движение нескольких соседних частиц (движутся в одну сторону или в разные). Схематично изобразите направления движения двух соседних частиц (возможно несколько вариантов рисунков).
Определите и запишите увеличение микроскопа.
Сравните размеры частиц туши с размерами клеток кожицы лука (определите, во сколько раз они различаются). Учтите, что при выполнении этих работ увеличение микроскопа могло различаться!
Постарайтесь нарисовать примерную траекторию движения одной частицы (траектория — воображаемая линия, вдоль которой движется объект).
Как вы думаете, что изменится в поведении частиц, если

а) повысить температуру, б) уменьшить размеры частиц ? Ответ поясните.

Лабораторная работа № 12. Осмос

Приборы и материалы. Стакан с водой, полупроницаемая мембрана (пропускает молекулы воды, но не пропускает молекулы сахара), стеклянная трубка, нитки, подкрашенный раствор сахара, штатив, шприц, маркер, часы, линейка.

Ход работы. Налейте воду в стакан. Аккуратно (при помощи шприца) через стеклянную трубку налейте раствор сахара в мешочек из полупроницаемой мембраны. Трубка должна быть вставлена в мешок, а горловина мешка завязана. Раствор должен занимать и небольшую часть стеклянной трубки. Отметьте уровень раствора на трубке маркером. Опустите мешочек с раствором в стакан с водой и закрепите трубку в штативе. Засеките время. Каждые 5 минут отмечайте уровень раствора в трубке. Измерьте расстояние между метками, приняв первую метку за ноль отсчета. Результаты измерений оформите в виде таблицы

Домашнее задание. 1. Вычислите среднее значение подъема уровня воды для каждого времени наблюдений, усреднив по данным четырех групп, приведенных в таблице. (Сложите четыре величины, указывающие уровень подъема в данный момент времени, и поделите на 4).

Постройте график зависимости подъема уровня воды в трубке от времени. По горизонтальной оси откладывается время, а по вертикальной — среднее значение уровня воды.
Объясните подъем воды в трубке, используя знания теории осмоса.
Напишите, какие контрольные эксперименты нужно поставить, чтобы определить, от чего зависит скорость изменения уровня жидкости.

№ установки (1-6) \ уровень жидкости (мм)

Необходимые теоретические сведения

Осмос — это диффузия растворителя через преграду, непроницаемую для растворенных веществ. Растворитель (например, вода) движется из области своей более высокой концентрации в область более низкой концентрации. Концентрацией называется содержание данного вещества в единице объема смеси. Концентрацию часто выражают в процентах.

Лабораторная работа № 13. Плазмолиз

Приборы и материалы. Лист элодеи канадской, раствор соли, пипетка, предметные и покровные стекла, микроскоп.

Ход работы. На предметных стеклах расположите 2 листа элодеи. Пипеткой капните на один из этих листов воду (препарат № 1), а на второй — раствор соли (препарат № 2). Накройте препараты покровными стеклами. Внимательно рассмотрите препараты под микроскопом. Обратите внимание на хлоропласты внутри каждой клетки. Отличаются ли препараты? Зарисуйте несколько клеток каждого препарата (размер клетки на рисунке — около 3 см). Подпишите, к какому препарату (№ 1 или № 2) относится каждый рисунок.

Повторите наблюдения спустя 10 минут. Изменилось ли что-нибудь? Если да, то зарисуйте клетки, в которых произошли изменения.

Все рисунки делаются простым карандашом! Сделайте вывод: в чем состоит явление плазмолиза (опишите результаты эксперимента). Используя теорию осмоса, дайте объяснение наблюдаемому явлению. Подсказка. Клеточные стенки растений проницаемы для воды и для соли; мембраны клеток проницаемы для воды, но непроницаемы для соли.

Домашнее задание. Готовиться к проверочной работе.

Лабораторная работа № 14. Мир в капле воды

Приборы и материалы. Микроскопы, предметные и покровные стекла, капля воды из богатого жизнью водоема (аквариума).

Ход работы. Приготовьте препараты. Для этого на предметное стекло капните воду из аквариума. Препарат накройте предметным стеклом, углы которого слегка смазаны пластилином (это позволяет закрыть препарат, не раздавив относительно крупных животных в капле). Найдите в препарате живой организм (представителя микрофауны). Понаблюдайте за его поведением, зарисуйте и опишите. Прежде чем выполнять рисунок, покажите обнаруженный организм учителю.

Все рисунки делаются простым карандашом!

Домашнее задание (для желающих). Представьте себе, что Вы — ученый, впервые открывший зарисованный Вами организм. Оформите его описания и Ваши наблюдения за его движением и поведением в форме письма в Лондонское Королевское общество. На Ваше письмо Вы получите ответ.

Лабораторная работа № 15. Зависимость длины окружности от ее диаметра

Приборы и материалы. Цилиндры разных диаметров, нитка, линейка.

Ход работы. Используя данные цилиндры, изобразите в тетради окружности разных диаметров. Для этого поставьте цилиндры на тетрадь и обведите их карандашом. Измерьте диаметры этих окружностей и запишите эти данные внутри соответствующей окружности. Измерьте длину каждой окружности. Для этого используйте цилиндры и нитку (туго натяните нитку на цилиндр, а затем измерьте ее длину).

Результаты оформите в виде таблицы и графика. При построении графика по горизонтальной оси отложите диаметр, а по вертикальной — длину окружности. Выберите масштаб графика таким образом, чтобы он занимал полстраницы — страницу.

Таблица. Зависимость длины окружности от ее диаметра. Диаметр окружности (d) Длина окружности (L) Отношение L/d

Домашнее задание. Изготовьте палетку. Для этого возьмите кусок прозрачного материала размером с тетрадный лист. Начертите на нем координатную сетку, проводя горизонтальные и вертикальные линии через каждый сантиметр.

Не забудьте принести в школу палетку и циркуль, а также измерить рост и массу за январь.

Лабораторная работа № 16. Зависимость площади круга от его радиуса

Приборы и материалы. Циркуль, палетка, линейка.

Ход работы. Начертите в тетради четыре окружности — радиусом 2 см, 3 см, 4 см и 5 см. При помощи палетки определите площади кругов, ограниченных этими окружностями. Значения радиусов окружностей и площадей кругов запишите внутри соответствующих окружностей. По данным измерений заполните таблицу и постройте график зависимости площади круга от его радиуса.

Пояснение. Для того, чтобы измерить площадь палеткой, наложите палетку на круг. Посчитайте число полных клеток палетки (площадью в 1 кв.см.), помещающихся внутри круга (А). Посчитайте число клеток, частично помещающихся в круг (В). Рассчитайте площадь по формуле S=А+В\2.

Таблица. Зависимость площади круга от его радиуса. Радиус круга (R) Число полных клеток (А) Число неполных клеток (В) Площадь круга (S) Квадрат радиуса (RxR)

Отношение S к RxR

Домашнее задание. Из плотного картона вырежьте четыре круга — радиусом 2 см, 3 см, 4 см и 5 см, а также квадрат со стороной 10 см, который будет использован в качестве эталона. Внимание! Все четыре круга и квадрат должны быть изготовлены из одного и того же материала, одной и той же толщины!

Лабораторная работа № 17. Определение площади круга взвешиванием

Приборы и материалы. Картонные круги и картонный эталон известной площади; весы с разновесами.

Ход работы. Соберите весы. Уравновесьте их. Для этого на ту чашу весов, которая стоит выше, кладите небольшие кусочки бумаги до тех пор, пока стрелка весов не установится строго вертикально. При дальнейших измерениях на свободную чашу весов кладите исследуемые образцы, а на чашу с бумагой — гири.

Внимание! При взвешивании вначале кладите крупные гири. Установив, что масса исследуемого образца, например, больше 10 г, но меньше 20 г, добавляйте к 10-граммовой гире более мелкие. Разновесы массой менее 1 г берите только пинцетом. Разновесы, которые в данный момент не стоят на чаше весов, должны находиться в коробке.

Определите массу эталона площадью 100 см2. Таким образом, поделив массу эталона на 100, мы узнаем массу 1 см2. Выпишите полученные значения.

Масса эталона равна _________________________________

Масса 1 см2 картона равна ¬_____________________________

Определите массу исследуемых кругов и, зная массу 1 см2, площадь этих кругов. Заполните таблицу и ПОСТРОЙТЕ ГРАФИК зависимости площади круга от его радиуса.

Таблица. Зависимость площади круга от его радиуса. Радиус круга (R) Масса круга Площадь круга (S)

Домашнее задание. Принести прозрачный скотч, ножницы и полоску бумаги размером 2 см х 15 см (4 х 30 клеточек из тетради в клеточку).

Лабораторная работа № 18. Определение объема шара при помощи мензурки

Приборы и материалы. Лабораторная мензурка, цилиндрическая прозрачная банка, полоска бумаги, скотч, ножницы, пластилиновые шары радиусом 1 см, 2 см и 3 см, спица.

Ход работы. Изготовьте широкогорлую мензурку из стеклянной банки. Для этого приклейте скотчем к банке вертикальную полоску бумаги. Налейте в лабораторную мензурку 50 мл воды. Перелейте эту порцию воды в банку и сделайте отметку, соответствующую 50 мл.

Добавляйте воду в банку порциями по 50 мл и ставьте соответствующие отметки на полоске бумаги: 100 мл, 150 мл, 200 мл и т. п. Разделите полоску бумаги между отметками более мелкими делениями (5 или 10 делений), так чтобы расстояние между соседними делениями соответствовало 10 мл или 5 мл объема.

Изготовьте пластилиновые шары заданных радиусов. Если радиус шара будет слегка отличаться от требуемого, измерьте и запишите радиус реального шара. Для определения радиуса шара определите его диаметр и разделите полученное значение пополам.

Определите объем шаров при помощи изготовленной мензурки. Для этого налейте в банку 100—200 мл воды. Заметьте и запишите объем воды в банке. При помощи спицы полностью погрузите исследуемый шар в воду. Заметьте и запишите новый объем воды в банке. Вычитая из объема воды с шаром объем одной воды, получим объем шара. Заполните таблицу и ПОСТРОЙТЕ ГРАФИК зависимости объема шара от его радиуса.

Таблица. Зависимость объема шара от его радиуса. Радиус шара Объем воды Объем воды с шаром Объем шара

Лабораторная работа № 19. Определение плотности пластилина

Приборы и материалы. Весы с разновесами, пластилиновые шары радиусами 1 см, 2 см и 3 см.

Ход работы. Определите массу тех самых шаров, объем которых вы определяли в предыдущей работе.

Плотность вещества — физическая величина, показывающая, какую массу имеет единица объема данного вещества. Для того, чтобы рассчитать плотность, нужно массу однородного тела поделить на его объем.

Заполните таблицу и постройте график зависимости массы шара от его объема. Вычислите плотность каждого шара и определите среднюю плотность пластилина.

Таблица. Зависимость массы шара от его объема. Масса шара Объем шара Плотность шара Средняя плотность пластилина

Лабораторная работа № 20. Исследование зависимости скорости остывания воды от ее объема

Приборы и материалы. Стаканы термоизолированные, термометры, часы.

Ход работы. Опустите термометры в каждый из стаканов. В один из стаканов учитель нальет около 100 мл кипятка, в другой — около 50 мл.

Внимание! Кипяток, попавший на кожу, вызывает ожог. Не толкайте парту! Не двигайте стаканы! При необходимости касайтесь только верхнего конца термометра!

После того, как столбик термометра перестанет подниматься, запишите в таблицу показания термометров. Повторяйте измерения температуры каждую минуту, на протяжении 10 минут. Данные заносите в таблицу. По данным таблицы постройте два графика зависимости температуры воды от времени для двух порций воды (в одних и тех же координатных осях). Имейте в виду, что начальная температура двух порций была одинакова (100^оС). Значит, графики должны начинаться в одной и той же точке.

Время (мин) 0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Температура малой порции

Температура большой порции

Сделайте вывод о том, какая порция воды остывает быстрее. Как вы думаете, с чем это связано?

Вопросы для обсуждения.

Кто потребляет за год больше пищи: варан массой 3 кг или кошка той же массы? Калорийность пищи считать одинаковой.
Самый маленький зверь — землеройка — имеет массу около 2,5 г. В то же время масса самых мелких насекомых — доли миллиграмма. Как вы думаете, почему это так?
Самый маленький зверь — землеройка — имеет массу около 2,5 г. Кто потребляет за сутки больше пищи: 1000 землероек общей массой 2,5 кг, или кот массой 2,5 кг? Ответ поясните. Калорийность пищи считать одинаковой.
Человек, случайно захлопнув дверь квартиры, остался на морозе в легкой одежде. У кого больше шансов выжить в этой ситуации: у ребенка или взрослого человека? Почему?
Как вы думаете, у кого больше площадь поверхности: у человека массой 50 кг или у березы той же массы? С чем это связано?
Средний диаметр клетки бактерий — 1 мкм, а эукариот — 10 мкм. Во сколько раз различается их объем? А относительная площадь поверхности? Для получения оценочных результатов будем считать, что клетки имеют форму куба.

Домашнее задание. Вычислите относительную поверхность для кубов с длиной стороны 1 см, 2 см и 3 см. Постройте график зависимости относительной поверхности от длины стороны куба. Желающие могут «собрать» соответствующие кубы из кубических кусочков сахара. Напоминание. Относительной поверхностью называется отношение площади поверхности тела к его объему.

Лабораторная работа № 21. Построение вариационной кривой

Приборы и материалы. 10 семян фасоли, линейка.

Ход работы. Определите длину каждого семени фасоли с точностью до миллиметра и запишите эти данные, расположив семена в порядке от большего к меньшему.

Таблица 1. Длина семян фасоли. Длина семени (мм)

Обобщите сведения, полученные всеми учениками в классе, записав в следующую таблицу, сколько семян данной длины встретилось при измерениях.

Таблица 2. Количество семян данной длины. В данной таблице первая строка соответствует длине семян в мм, а вторая — числу семян в штуках. 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (мм) (шт)

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 (мм) (шт)

По полученным данным постройте вариационную кривую. Вариационная кривая показывает, как варьирует тот или иной параметр (какие встречаются его варианты), в данном случае — длина семени. Для построения кривой по горизонтальной оси отложите длину семени, по вертикальной — число семян, имеющих такую длину. Обозначьте число семян, имеющих определенную длину, в виде столбиков, высота которых соответствует числу семян, а ширина — отрезку горизонтальной оси от отметки данной длины (например, 10 мм) до следующей отметки на той же оси (11 мм). Такой вид представления данных называется столбчатой диаграммой. Проведите кривую линию через середины верхних краев столбиков. Полученная кривая и будет вариационной кривой.

Ответьте на следующие вопросы:

Какова минимальная и максимальная длины семян фасоли?
Фасоль какой длины встречается чаще всего?

Домашнее задание. Прорастите выданные вам семена фасоли. Для этого возьмите блюдце (крышку от банки, чашку Петри и т. п.), положите на него кусок марли (ветхой ткани — ветоши), на марлю положите семена и прикройте их оставшейся частью марли. Налейте в блюдце немного воды и поставьте его в теплое место на 3 дня (это важно!) Следите за тем, чтобы ткань все время оставалась влажной, но в то же время семена не оказывались полностью погруженными в воду. Поставить семена на проращивание нужно за 3 дня до следующего занятия биопрактикума. Проросшие семена обязательно принесите на следующее занятие биопрактикума. Не забудьте также принести данные по изменению вашего роста и массы в течение года.

Лабораторная работа № 22. Исследование роста шестиклассников

Материалы. Данные о росте и массе, полученные в результате ежемесячных измерений. Ход работы. Заполните таблицу по своим данным.

Таблица № 1. Зависимость моего роста от времени. Месяц года Сент. Окт. Нояб. Дек. Янв. Февр. Март

Рост (см)

Запишите в таблицу результаты усреднения по классу данных об изменении роста.

Таблица № 2. Зависимость среднего роста шестиклассника от времени (по данным класса). Месяц года Сент. Окт. Нояб. Дек. Янв. Февр. Март

Девочки (среднее)

Мальчики(среднее)

Среднее по классу

Постройте в одних и тех же координатных осях графики зависимости роста мальчиков и девочек от времени.

Таблица № 3. Зависимость среднего роста шестиклассника от времени (по данным параллели). 6 А о 6 Б о Среднее о 6А о 6Б о Среднее о

Окт.

Март

Наиболее точные результаты получаются при использовании большей выборки (большего числа объектов исследования). Поэтому предлагаем вам усреднить данные о росте шестиклассников по результатам измерений трех классов. Ответьте на следующие вопросы по данным таблицы № 3.

У кого выше средний рост по данным за октябрь — у мальчиков или у девочек?
У кого выше средний рост по данным за март — у мальчиков или у девочек?
Кто больше вырос за полгода — мальчики или девочки?
Подумайте и запишите ваши предложения: какие еще вопросы можно исследовать на основании подобных наблюдений (проводимых в течение большего времени)?

Домашнее задание

Вариант 1. Возьмите 10 семян фасоли и в субботу 29.03 (сегодня!) начните проращивать их. При этом 5 семян поместите на свет, а 5 — в темноту (в закрытый шкаф). Не забывайте подливать воду! Раз в 2 дня измеряйте длину подсемядольного колена и длину побега (см. рисунок). Данные записывайте в тетрадь в виде таблицы, а проростки принесите на следующее занятие, подписав, где какие семена (росшие на свету или в темноте).

Вариант 2. Возьмите 10 семян фасоли и в субботу 29.03 (сегодня!) начните проращивать их. При этом проращивайте отдельно 5 более мелких семян и 5 более крупных. Не забывайте подливать воду! Обязательно измерьте и запишите среднюю длину семян каждой группы. Раз в 2 дня измеряйте длину подсемядольного колена и длину побега (см. рисунок). Данные записывайте в тетрадь в виде таблицы, а проростки принесите на следующее занятие, подписав, где более крупные семена, а где более мелкие.

Лабораторная работа № 23. Исследование зависимости скорости прорастания и роста семян фасоли от различных факторов

Материалы. Данные о семенах фасоли, пророщенных в разных условиях.

Ход работы. Заполните следующие таблицы по данным, усредненным по классу.

Таблица № 1-а. Зависимость средней длины проростка, прораставшего на свету, от времени.

Дата

Длина

Таблица № 1-б. Зависимость средней длины проростка, прораставшего в темноте, от времени.

Дата

Длина

По данным таблиц 1 постройте в одних и тех же осях 2 графика зависимости длины проростков от времени — при выращивании на свету и в темноте..

Таблица № 2-а. Зависимость средней длины проростков крупных семян от времени.

Дата

Длина

Таблица № 2-б. Зависимость средней длины проростков мелких семян от времени.

Дата

Длина

По данным таблиц 2 постройте в одних и тех же осях 2 графика зависимости длины проростков от времени — для полученных из мелких семян и из крупных.

Ответьте на следующие вопросы.

Какие семена прорастают быстрее (большие или маленькие, на свету или в темноте)?
Какие проростки растут быстрее (большие или маленькие, на свету или в темноте)?
Как вы думаете, чем можно объяснить такую зависимость?

Домашнее задание. 1.Наблюдайте за ростом фасоли, записывая происходящие изменения. 2. Вырастите плесневые грибы мукор. Для этого положите в банку кусочек хлеба, капните несколько капель воды (не больше!) и закройте банку. Имейте в виду, что для роста мукора необходима питательная среда, кислород и достаточно высокая влажность. Мукор выращивается для исследования под микроскопом, поэтому его не требуется много. Выращенную плесень принесите в школу в банке (чтобы не помять).

Лабораторная работа № 24. Оценка размеров спор мукора

Материалы. Мукор, микроскоп, предметное и покровное стекла, вода, прозрачная линейка.

Ход работы

Приготовьте препарат мукора. Для этого возьмите очень маленькое количество мукора, поместите его на предметное стекло, капните воды и закройте препарат покровным стеклом.
Настройте освещение микроскопа.
Поместите на предметное столик микроскопа прозрачную линейку с делениями и оцените размер поля зрения микроскопа так же, как мы это делали при изучении клеток лука. Уберите линейку с предметного столика.
Поместите препарат мукора на предметный столик и настройте микроскоп. Рассмотрите участок мукора, на котором присутствуют гифы, спорангий и споры. Зарисуйте наблюдаемую картину простым карандашом, подписав соответствующие части гриба.
Оцените размеры спор мукора, используя метод рядов. Опишите действия, которые вы при этом выполняете:

a) ___________________________________________________________ ________________________________________________________

b) __________________________________________________________________________________________________________________________________ c) __________________________________________________________________________________________________________________ _________________ d) _______________________________________________________________________________________________________________

Примерный размер (диаметр) споры мукора ____________________________________________________________

Сравните размер споры с размерами клеток кожицы лука, использовав свои старые данные. ___________________________________________________________________________________________________________________

Домашнее задание. Продолжайте измерения подсемядольного колена проростков фасоли, записывая данные через день. Не забудьте, что семена должны быть влажными, но иметь доступ кислорода. На следующее занятие принесите проростки фасоли и данные об их росте.

Лабораторная работа № 25. Определение массы проростков фасоли, выращенных в различных условиях

Материалы. Проростки фасоли, весы с разновесами.

Ход работы.

Уравновесьте весы.
Определите среднюю массу проростка фасоли, выросшего на свету. Удобнее это сделать, взвесив несколько проростков одновременно, а затем поделив полученную массу на число проростков.
Аналогично п.2 определите среднюю массу проростка, выросшего в темноте.
Запишите среднюю по классу длину проростков, выросших на свету и в темноте.
Запишите среднюю по классу массу проростков, выросших на свету и в темноте.
Заполните до конца таблицы средней длины проростков, росших в разных условиях.
Достройте графики скорости роста проростков в разных условиях.

Ответьте на вопросы: Средняя масса и средняя длина каких проростков больше — выросших на свету или в темноте? Как вы думаете, с чем это связано?

Лабораторная работа № 26. Сравнение фотосинтезирующей поверхности дерева и газона

Материалы. Длинная линейка, клетчатая бумага, нитка или веревка, участок газона, лиственное дерево.

Ход работы. Работа выполняется двумя группами: первая группа оценивает размер суммарной фотосинтезирующей поверхности взрослого лиственного дерева, вторая — участка газона. После проведения оценки результаты, полученные двумя группами, сравниваются.

1 группа. Работа с деревом

Выберите 3 листа одного дерева (крупный, средний и маленький). Определите площадь каждого листа, обведя его контур на клетчатой бумаге. Рассчитайте среднюю площадь листа данного дерева.
Посчитайте число листьев на трех разных ветках и определите среднее число листьев на ветке данного дерева.
Посчитайте (примерно оцените) число веток на дереве
Пользуясь данными п.п.2 и 3, рассчитайте число листьев на данном дереве.
Пользуясь данными п.п.1 и 4, оцените суммарную фотосинтезирующую поверхность данного дерева, учитывая, что у каждого листа — 2 стороны.
Используя веревку (нитку), линейку и формулу длины окружности, определите диаметр ствола данного дерева на высоте 1 м над землей.
Оцените высоту дерева. Для этого выполните следующие действия:

а)определите длину тени, отбрасываемой деревом, в шагах;

b)определите среднюю длину своего шага;

c)рассчитайте длину тени дерева в метрах;

d)поставьте линейку вертикально и определите длину тени, отбрасываемой линейкой, а также длину самой линейки;

e)рассчитайте высоту дерева, учитывая, что высота дерева относится к длине его тени так же, как высоты линейки относится к длине ее тени.

Запишите результаты:

название дерева_____________________________

его высота ______________________________

диаметр ствола _________________________________

средняя площадь листа ____________________________

среднее число листьев на ветке _______________________

число веток на дереве __________________________

число листьев на дереве __________________________

величина суммарной фотосинтезирующей поверхности дерева _______________________

2 группа. Работа с газоном

Выберите 5 травинок среднего размера. Обведите их контуры на клетчатой бумаге и определите площадь каждой травинки. Усреднив данные, рассчитайте среднюю площадь травинки на данном газоне.
Выберите 3 участка газона, размеров 10х10 см² и посчитайте число травинок на каждом участке. Усреднив полученные данные, оцените среднее число травинок на 1 дм² данного газона.
Оцените площадь газона. Для этого:

a)разбейте газон на прямоугольники и прямоугольные треугольники и определите их размеры шагами;

b)определите размер своего шага в дм;

c)рассчитайте размер участков газона в дм;

d)рассчитайте площадь каждого участка, учитывая, что площадь прямоугольника равна произведению сторон, а площадь прямоугольного треугольника — произведению сторон, образующих прямой угол, деленному пополам;

e)рассчитайте площадь газона в кв.дм; выразите площадь газона в кв.м, учитывая, что в 1 м² 100 кв.дм.

Оцените число травинок на данном газоне и суммарную фотосинтезирующую поверхность данного газона (не забудьте: у травинки 2 стороны!).

Запишите результаты:

средняя площадь травинки_____________________________

среднее число травинок на 1 дм² ______________________________

общая площадь газона _________________________________

общее число травинок на газоне ____________________________

величина суммарной фотосинтезирующей поверхности газона _______________________

Сравните результаты работы двух групп и сделайте вывод.