Объекты и оборудование: зерна ржи (пшеницы, ячменя) или семена гороха, фасоли из расчета одно зерно (семя) на каждые 2-3 см3 объема используемых сосудов; две одинаковые колбы, бутылочки из прозрачного стекла объемом от 100см3 и более с диаметром отверстия не менее 12 мм; пробки к сосудам – резиновые или изготовленные из пластилина; лучинки; спиртовка.
Постановка опыта. Семена замачивают в воде. Через день или два набухшие или наклюнувшиеся семена помещают в один сосуд. Второй сосуд (контрольный) оставляют без семян, предварительно сполоснув его водой. Оба сосуда закрывают плотно пробками и ставят рядом в темное или слабо освещаемое место (чтобы появляющиеся ростки не позеленели). Продолжительность опыта для набухших семян 2-3 дня, для наклюнувшихся 1-2 дня. При демонстрации опыта на уроке в обоих сосудах проверяют наличие кислорода с помощью зажженной лучинки.
Работа № 7. Выделение углекислого газа при дыхании прорастающих семян (опыт с известковой водой).
Цель опыта: показать, что прорастающие семена выделяют углекислый газ при дыхании, как корни, листья и другие части растения.
Объекты и оборудование: зерна ржи (пшеницы, ячменя) или семена гороха, фасоли из расчета одно зерно (семя) на каждые 2-3 см3 объема используемых сосудов; две одинаковые колбы, бутылочки из прозрачного стекла объемом от 100см3 и более с диаметром отверстия не менее 12 мм; специальная пробка с воронкой и газоотводной трубкой, для вытеснения воздуха из сосудов или три одинаковые химические пробирки с пробками: резиновые или изготовленные из пластилина; лоскут бинта (марли) нитки; известковая вода.
Постановка опыта. Семена замачивают в воде. Через два дня, когда они наклюнутся, две порции их по 5-6 зерен или по 1-2 семени на пробирку объемом около 20 см3 –заворачивают в два маленьких мешочка из бинта, подвязав каждый мешочек к нитке длиной 20-25 см. Мешочки смачивают водой и помещают каждую в свою пробирку (мешочек должен свободно в нее входить). Семя фасоли или гороха можно подвесить к нитке (вместо помещения в мешочек), проколов иглой семядоли. Вторая пробирка с семенами служит повторностью – на случай неудачи с первой. Третью пробирку (контрольную) споласкивают и оставляют без семян. Все пробирки закрывают плотно пробками, оставляя конец нитки снаружи, и кладут рядом. Продолжительность опыта 1-2 дня. При демонстрации опыта, семена осторожно (чтобы не вытеснить воздух из пробирки) извлекают за нитку из пробирки. Это можно сделать на воздухе, держа пробирку дном вниз, но лучше под водой, опустив пробирку отверстием в кипяченую воду. Затем в эту пробирку и в контрольную наливают поровну известковую воду 1-2 см по высоте пробирки, закрывают их и встряхивают одновременно до тех пор, пока не появится явное помутнение известковой воды.
Постановка опыта в колбах (бутылочках) аналогична: в одну насыпают семена, другую оставляют без семян, но выявление углекислого газа в этом случае проводят посредством пропускания воздуха из сосудов в известковую воду. Таким способом можно определять углекислый газ и при постановке опыта в пробирках, но для этого надо сделать маленькую пробку с воронкой и газоотводной трубкой. Этот способ можно применить, с целью разнообразить методику учебного эксперимента.
Работа № 8. Поглощение кислорода и выделение углекислого газа при дыхании прорастающих семян (опыт с использованием чистого кислорода).
Цель опыта: показать поглощение чистого кислорода и выделение только углекислого газа при дыхании прорастающих семян.
Объекты и оборудование: проросшие зерна пшеницы или ржи с корешками длиной около 0,5 см; две пробирки химические; пробка корковая; нож или бритва; нитки; резиновая пробка к пробирке или пластилин; две колбы или пузырьки; две трубки стеклянные или пластиковые тонкие, длиной чуть больше высоты колбы (пузырька); 5-6 % раствор щелочи; прибор и вещества (например, КМnО4) для получения кислорода или заряженная кислородная подушка; кристаллизатор или тазик с водой; палочка (карандаш).
Постановка опыта. Пробирки споласкивают водой. В одну из них помещают 15-20 проросших зерен. Вырезают из корковой пробки две маленькие пробочки такого размера и формы, чтобы они плотно держались в пробирке, но при этом с двух сторон оставался бы просвет меду пробкой и стенкой пробирки. Размер просвета меньше толщины зерна, он служит для прохождения воздуха. Пробочки подвязывают к нитке и вводят в каждую пробирку: опытную с семенами и контрольную без семян. Пробкой сдвигают семена ко дну пробирки, но так чтобы между семенами остались пустоты. Подготовленные таким образом обе пробирки наполняют чистым кислородом, способом вытеснения воды из пробирок и плотно закрывают пробирки пробкой, в которую вставлена трубочка. Пробирки укрепляют на колбе с раствором щелочи, опустив конец трубки в раствор. На следующий день вся или почти вся пробирка будет заполнена щелочью, поглотившей углекислый газ, который выделяли семена в процессе дыхания взамен поглощаемого кислорода. В контрольной пробирке, без семян ничего не изменится. Опыт убеждает учащихся в том, что при дыхании поглощается именно кислород, а выделяется только углекислый газ.
Работа № 9. Дыхание прорастающих семян при разной температуре.
Цель опыта: показать зависимость дыхания семян от температуры.
Объекты и оборудование: проросшие семена с корнем длиной 0,5-1 см одной культуры – пшеницы, ржи, фасоли, гороха; три (шесть) одинаковых пробирок; пробки к пробиркам - резиновые или изготовленные из пластилина; кипяченая вода; известковая вода.
Постановка эксперимента. Отбирают три (шесть) одинаковых по массе и длине корешка семени, помещают их по одному в пробирки с кипяченой водой. Сполоснув семена и пробирки, всю воду сливают, пробирки плотно закрывают пробками и помещают на один день в места с различной температурой: у батареи отопительной, на столе, на окне или между рамами, в холодильник и т.д. Убедительный результат получается при следующих температурах: для пшеницы, ржи гороха около 0, 6-10, 16-18оС, для фасоли 4-10, 16-20, 26-30оС. Перед тем как рассматривать результат опыта, все пробирки нужно выдержать 5-10 мин при комнатной температуре. На уроке при демонстрации опыта необходимо осторожно открыть одну пробирку (стараясь долго не нагревать ее рукой и тем самым не выпустить воздух) и вливают в нее немного известковой воды (1-2 см по высоте пробирки), пробку плотно закрывают и ставят в штатив. То же самое проделывают с остальными пробирками. Когда во все пробирки будет налит реактив, их встряхивают одновременно несколько раз и сравнивают степень помутнения известковой воды, по которой судят об интенсивности дыхания семян в разных температурных условиях.
Работа № 10. Рост и дыхание проростков.
Цель опыта: показать, что дыхание необходимо для роста проростков.
Объекты и оборудование: проросшие семена с корнем длиной 0,5-1 см одной культуры – пшеницы, ржи, фасоли, гороха; два (четыре) пробирки с пробками; прибор для получения углекислого газа; кристаллизатор или тазик с водой.
Постановка опыта. В две (четыре) предварительно смоченные водой пробирки помещают по одному проросшему семени, отмечают (записывают) длину корня и ростка. В одной (двух) пробирке оставляют атмосферный воздух, а в остальных заменяют его на углекислый газ (способом вытеснения воды), исключая возможность дыхания семян в этих пробирках. Все пробирки закрывают плотно пробками и кладут рядом. Продолжительность опыта два дня. При демонстрации опыта на уроке важно отметить прирост в длину растений из контрольной пробирки, там, где был атмосферный воздух. А также обращают внимание учащихся, что в опытных пробирках мы этого явления не наблюдаем, что позволяет сделать только один достоверный вывод: при росте и дыхании проростки используют кислород.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
С целью изучения рациональности использования эксперимента в качестве метода преподавания на развитие общепредметных и специальных умений и навыков, а также личностных качеств ученика и повышения качества знаний по предмету биология были проведены следующие исследования:
· изучение отношения учащихся к предметам (по О. Илей);
· удовлетворенности отношений учителя биологии к своим ученикам
· определение уровня развития познавательных способностей учащихся (по Б. Блуму);
· анализ успеваемости по предмету.
В ходе проведения исследования нам удалось установить влияние использования данного метода на:
• развитие познавательных способностей личности ученика;
• формирование положительной мотивации учения;
• развитие активного словарного запаса, устной и письменной речи;
• удовлетворение потребности личности в общении, познании, уважении, творчестве, самоактуализации и самоутверждении.
Исходя из результатов представленных в таблицах 3.1., 3.2., можно сделать вывод о том, что применение эксперимента в качестве метода преподавания биологии рационально и может достаточно ощутимо влиять на изменение атмосферы урока в целом.
Так, на начало исследования 54, 1% учащихся свое отношение к предмету биология выразили как положительное (таблица 3.1.), а концу исследования – 70,8%. Таким образом, прирост числа учеников положительно относящихся к данному предмету составил -16,7%, что говорит не только об изменении психологического климата на уроке, но в первую очередь показывает изменение мотивации учения. Урок перестает быть актом передачи информации от учителя к ученику, а становится такой формой обучения, когда формируются новые отношения, в которых учитель и ученик выступают в роли партнеров при достижении одной цели, каждый вносит индивидуальный вклад, идет обмен идеями, информацией, способами деятельности, ситуациями озарения и творчества. В конечном счете, ученик испытывает ощущения успешности и самоутверждения.