A.A. Пантявін, гімназія No 1, м. Воронеж
Зічасу створення нашої біолого-хімічної гімназії в 1990 р. педагоги кафедри біології працюють над проблемою екологізації навчальних програм.
Навчанняза такими програмами повинно сприяти формуванню особистості, здатноїприймати екологічно грамотні рішення в області майбутньої професійноїдіяльності.
Зцією метою застосовуються такі форми навчання, як проблемна лекція, семінар-дискусія,практичні заняття з моделювання, а також різноманітні форми лабораторнихробіт учнів. Цикл занять по темі В«ФотосинтезВ» включав проблемну лекціюВ«Екологія фотосинтезуВ», семінар-дискусію В«ФотосинтезВ», а також лабораторнуроботу, під час якої учні визначали зміни морфології листяхвойних дерев і вмісту в них хлорофілу при впливі токсикантів.
Метазаняття: формування уявлень про фактори середовища, що впливають на процесфотосинтезу.
Устаткуванняі матеріали: книжка-розкладка В«Історія фотосинтезуВ», таблиця В«Досліди Дж.ПрістліВ»,інструктивні та дидактичні картки, водна рослина (елодея абороголістнік), NаНСО3 або (NН4) 2СО3, відстояна водопровідна вода, склянапаличка, нитки, ножиці, електролампи потужністю 60 і 250 Вт, годинники, термометри, набірсвітлофільтрів, сім високих широкогорлих банок, штативи з пробірками, термостатмарки ТГУ 01-200.
ХІДЗАНЯТТЯ
Заняттябудується як бінарний урок, на якому проблемна лекція передуєвиконання учнями практичних робіт по групах.
Впочатку уроку вчитель оголошує мета заняття. Матеріал викладається у формі лекції,яка знайомить учнів з історією відкриття фотосинтезу і розвитком вчення процьому процесі на протязі двох століть. Окремим завданням в теоріїфотосинтезу завжди було вивчення впливу зовнішніх факторів на швидкість іефективність цього процесу.
Лекціяпередбачає елементи дискусії.
Короткийвиклад лекційного матеріалу
<p> Учительвикладає результати досвіду бельгійського натураліста ван Гельмонта(1580-1644), проведеного на початку XVII ст. (Роботи ван Гельмонта були опублікованілише в 1648 р.). Вчений вирощував вербу певної ваги в горщику зпевною кількістю грунту при регулярному поливі рослини дощовою водою.За п'ять років маса рослини збільшилася на 76, 7 кг, а маса грунту зменшилася всього на 60 р.
Учительзвертається до учнів із запитанням.
-Як ви думаєте, який висновок на підставі проведеного досвіду зробив ван Гельмонт?
Учніроблять припущення, що маса дерева збільшилася за рахунок води, використаноїдля поливу.
Надошці записує перший вихідна речовина - H2O.
Потімвикладач знайомить учнів з дослідами Джозефа Прістлі (1733-1804), проякому гімназисти знають з курсу неорганічної хімії як про один з першовідкривачівкисню. Свою розповідь учитель закінчує питанням.
-До якого висновку прийшов Дж.Прістлі, провівши цей експеримент?
Учні,як і вчений, припускають, що рослини виділяють кисень, роблячи повітряпридатним для дихання.
Пізнішеголландський лікар Ян Інгенхауз (1730-1799) виявив, що рослини виділяютькисень лише на сонячному світлі і тільки зеленими частинами.
Надошці з'являється запис:
H2O+ Сонячне світло + зелена частина рослин ---> O2.
В1782 швейцарський фізіолог рослин Жан Сенебье (1742-1809) експериментальнодовів участь у процесі фотосинтезу вуглекислоти повітря, яка служитьрослинам В«їжеюВ». Незабаром після цього інший швейцарський дослідник, НіколаТеодор де Соссюр (1767-1845), експериментально довів, що синтез органічнихз'єднань рослинами забезпечується харчуванням вуглекислотою (СO2) і H2O.
Цівідкриття видатних вчених узагальнюються учнями у вигляді схеми на дошці:
H2O+ CO2 + сонячне світло + зелена частина рослин ---> O2 + органічніречовини.
Розкриваючизв'язок фізіологічного процесу з його фізичною основою, учитель звертаєувагу учнів на зроблене німецьким лікарем Р.Майер (1814-1878) в 1845 р. відкриття, що зелені рослини перетворять сонячну енергію в хімічну енергіюсинтезованих органічних сполук згідно закону збереження та перетворенняенергії.
Такимчином, вже до середини минулого століття про фотосинтезі склалися уявлення, якіможна виразити рівнянням:
H2O+ CO2 + сонячне світло + зелена частина рослин ---> O2 + органічніречовини + хімічна енергія.
Подальшівідкриття пов'язані з іменами французького фізіолога рослин Жана БатістаБуссенго (1802-1887), який точно виміряв відношення поглинається при фотосинтезівуглекислого газу до кількості виділюваного кисню (1:1), і німецького ботанікаЮліуса Сакса, що продемонстрував в 1864 р. освіту зерен крохмалю при фотосинтезі.
Учительзнову звертається з питанням до учнів.
-Як ви думаєте, яким чином Сакс показав, що органічною речовиною, що запасаєтьсязеленою рослиною при фотосинтезі, є крохмаль?
Учні,проводили якісну реакцію на крохмаль, відповідають на це питання й уточнюють,що з тих пір ця реакція називається пробою Сакса.
Такимчином, вже до початку XX в. були відомі всі компоненти фотосинтезу, яквихідні, так і кінцеві:
Н2О+ (СО2) n + сонячне світло + зелена частина рослин ---> (О2) n + крохмаль +хімічна енергія.
Підсумковимрезультатом діалогу вчителя з учнями є таблиця В«Історія фотосинтезуВ»
Історіяфотосинтезу до XX в.
Дата
Вчений
Внесок у науку
1600
Бельгійський натураліст ван Гельмонт
поставив перший фізіологічний експеримент, пов'язаний звивченням живлення рослин
1771
Англійський хімік Джозеф Прістлі
Прийшов до висновку про те, що зелені рослини здатніздійснювати реакції, протилежні тим дихальним процесам, які буливиявлені в тканинах тварин
1779
Голландський лікар Ян Інгенхауз
Виявив, що рослини виділяють кисень лише насонячному світлі і що тільки їх зелені частини забезпечують виділеннякисню
1782
Швейцарський фізіолог рослин Жан Сенебье
Експериментально довів, що всі сполуки вуглецю врослинах утворюються з вуглекислого газу, який під впливом світларозкладається в зелених органах рослин з виділенням кисню
1804
Швейцарський агрохімік і фізіолог рослин де Соссюр
Прийшов до висновку, що вода також споживається рослиною приасиміляції двоокису вуглецю
1845
Німецький фізик і фізіолог Роберт Майєр
Показав, що відкритий ним закон збереження енергіїсправедливий для явищ живої природи
1864
Французький фізіолог рослин Жан Буссенго
Встановив співвідношення обсягів перетворюється ворганічні сполуки СО2 і виділяється О2 (1:1)
1864
Німецький ботанік Юліус Сакс
Продемонстрував освіту зерен крохмалю прифотосинтезі
Післядіалогу з учнями вчитель задає наступне питання.
-Які фактори повинні, судячи по рівнянню фотосинтезу, впливати на швидкість цьогопроцесу?
Учніназивають ці фактори (світло, температура, концентрація СО2 в повітрі, вологістьі т.д.), а вчитель записує їх на дошці в порядку надходження пропозицій.Потім учитель організує з учнями 40-хвилинну практичну роботу дляперевірки висловлених ними припущень про вплив світла і температури нашвидкість фотосинтезу. Для проведення практичної роботи клас ділиться нагрупи.
Першагрупа отримує наступну інструктивну картку.
Експериментальнаробота № 1
В«Залежністьпродуктивності фотосинтезу від інтенсивності світла В»
М...
