Биолого-физический практикум: различия между версиями
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Glagolev (обсуждение | вклад) |
Glagolev (обсуждение | вклад) |
||
Строка 318:
Домашнее задание. Изготовить из картона круги, радиусами 2 см, 3 см и 4см, а также эталон (квадрат, размером 10см 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 (т.к. 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.
#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 (20С). 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:
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 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 течении 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?
|