Программа и методика изучения биологии возрастных изменений виноградного растения

Методика проведения уроков с экологическим содержанием. ТЕМА 4. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА «РАСТЕНИЯ» ШКОЛЬНОГО КУРСА БИОЛОГИИ

ТЕМА 4. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА «РАСТЕНИЯ» ШКОЛЬНОГО КУРСА БИОЛОГИИ

Общие вопросы.

Методика изучения уроков морфологического содержания

Методика проведения уроков с анатомическим содержанием

Методика проведения уроков с физиологическим содержанием

Методика проведения уроков с содержанием по систематике

Методика проведения уроков с экологическим содержанием

Литература:

Верзилин Н.М., Корсунская В.М. Общая методика преподавания биологии.

Пономарева И.Н., Соломин В.П., Сидельникова Г.Д. Общая методика преподавания биологии.

Биология как единый самостоятельный курс начинает изучаться учащимися в 5-6 классах.

Знакомство с биологией в средней школе начинается с ботаники, что повышает значение этого курса в подготовке учащихся. Изучая методику ее преподавания в 5-6 классе, необходимо уяснить особенности ее содержания и вытекающую из нее специфику методики преподавания, познакомиться с логикой ее построения в свете теории познания и принципов дидактики.

Раздел состоит из основ важнейших элементов ботанической науки: морфологии, анатомии, физиологии, систематики, экологии, фитоценологии, географии растений, земледелия, растениеводства (специальные понятия). Вместе с тем в этом разделе начинается формирование и общебиологических понятий: организм, его клеточное строение, единство форм и функции, обмен веществ, индивидуальное и историческое развитие организмов, их связь с окружающей средой и др. Кроме того, содержание данного раздела связано с природоведением, химией, физикой, физической географией, трудовым обучением и другими учебными предметами.

В начальных классах учащиеся многое узнают о неживой и живой природе, в частности о растениях. Предметные уроки, экскурсии в природу, фенологические наблюдения, лабораторные и практические работы помогают им овладеть знаниями о дикорастущих и культурных растениях, об их многообразии, значении в природе и хозяйственной деятельности человека. При изучении воды, воздуха, их свойств и состава у учащихся формируются знания об условиях жизни растений. Таким образом, они подготовлены к восприятию материала о растениях, структура содержания которого в вариативных программах различна.

Школьная биология, в частности раздел «Бактерии. Грибы. Растения», способствует решению следующих задач:

1. Освоение знаний о строении, жизнедеятельности и средообразующей роли растений, о методах познания растительного организма.

2. Овладение умениями применять биологические знания для объяснения процессов и явлений живой природы, жизнедеятельности собственного организма; использовать информацию о современных достижениях в области биологии и экологии, о факторах здоровья и риска; работать с биологическими приборами, инструментами, справочниками; проводить наблюдения за биологическими объектами и состоянием собственного организма, биологические эксперименты.

3. Развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе проведения наблюдений за живыми организмами, биологических экспериментов, работы с различными источниками информации.

4. Воспитание позитивного ценностного отношения к живой природе, культуры поведения в природе.

5. Использование приобретенных знаний и умений в повседневной жизни для ухода за растениями, оценки последствий своей деятельности по отношению к природной среде, собственному организму, здоровью других людей; соблюдение правил поведения в окружающей среде.

Основные задачи отражены в школьной программе по биологии. Зная их, учитель планирует конкретные уроки, ориентируется на формируемые понятия, определяет образовательные (система понятий, умений, навыков), развивающие (развитие личностных качеств учащихся) и воспитательные задачи. Планируя образовательные задачи урока, не нужно забывать, что, кроме знаний, необходимо формировать умения, как специальные, так и общеучебные.

Школьная программа по биологии включает перечень формируемых умений. Умения, связанные с изучением растений, можно разделить на следующие группы:

а) приготовление микропрепаратов и просмотр их под микроскопом;

б) распознавание органов растений, их частей;

в) определение принадлежности растений к различным систематическим группам;

г) выполнение простейших экспериментов, выясняющих физиологические процессы растительных организмов и необходимые для них условия;

д) наблюдение сезонных явлений в природе; е) выявление взаимосвязи растений с внешней средой;

ж) правильное использование растительных богатств и их воспроизводство, охрана природы;

з) выращивание культурных растений, уход за ними.

Формирование выделенных групп умений возможно при условии систематического выполнения учащимися разнообразных самостоятельных работ с натуральными объектами, постановки опытов, проведения наблюдений в природе, побуждающих к активной мыслительной деятельности, усвоения главного, существенного. Знание содержания раздела позволяет учителю на каждый урок определять методы и методические приемы, так как последние взаимосвязаны с содержанием и обусловлены им.

Таким образом, выбор метода урока не может быть случайным. Он должен соответствовать содержанию учебного материала и возрастным особенностям школьников. Различные категории специальных понятий формируются следующими методами: – морфологические понятия – наблюдением, распознаванием и определением; – анатомические понятия – наблюдением, микроскопированием; – физиологические понятия – постановкой опытов и ведением наблюдений за ними; – экологические понятия – словесными и наглядными методами; – систематические понятия – описанием, распознаванием и определением растений и т.д.

На этот раздел школьного курса биологии ложится задача научить учащихся наблюдать объекты природы, ставить с ними опыты, работать с микроскопом, определителем. В связи с этим будущий учитель должен знать, как научить школьников этим методам.

Рассмотрим последовательность обучения учащихся умению наблюдать. Первый этап обучения приемам наблюдения начинается с организации фронтальной работы. Учащимся сообщается тема наблюдения, ставится познавательная задача, называется объект, а далее весь процесс наблюдения разбивается учителем на ряд последовательных действий (операций). Учитель инструктирует по каждой операции, предлагает учащимся выполнить ее, проверяет правильность выполнения и после этого переходит к пояснению следующей операции. В конце всей работы делается вывод. Необходимая учебная информация, которую школьники не смогут выявить в процессе наблюдения, сообщается учителем в ходе инструкции.

Например, в 6 классе на уроке «Строение семян двудольных растений» содержание лабораторной работы по наблюдению и распознаванию строения семян фасоли или гороха можно разделить на следующие операции.

1. Наблюдение, распознавание и определение частей семени фасоли или других, определение главного в их строении.

2. Распознавание и сравнение набухших и сухих семян фасоли, гороха, определение их формы, размера, окраски.

3. Нахождение признаков различия, определение причин, вызвавших отличие.

4. Снятие кожицы с набухшего семени, рассматривание ее; определение функции.

5. Рассматривание зародыша семени, нахождение двух семядолей, зародышевого корешка, стебелька и почки с листочками.

6. Нахождение частей семени на таблице «Строение семени фасоли».

7. Сравнение зародыша семени с проростком, определение функций семядолей, определение, из каких частей зародыша какой орган проростка развивается.

8. Зарисовка строения семени фасоли, гороха в тетрадь.

9. Вывод о строении семени фасоли, гороха. На втором этапе можно использовать письменные инструкции, которые включают описание операций, их последовательность и необходимую учебную информацию.

Работа по такой инструкции организуется также фронтально, по операциям, но с большей долей самостоятельности. Учащиеся сами читают содержание операции, выполняют ее, учитель контролирует и, убедившись в правильности выполнения, разрешает приступить к следующей. На третьем этапе учащиеся также пользуются письменными инструкциями, но им разрешается выполнять всю работу, а проверка проводится после ее полного завершения. Таким образом, по мере того как школьники овладевают приемами наблюдения, увеличивается степень их самостоятельного мышления и действий.

Основной формой обучения биологии (ботаники) является урок. По дидактическим задачам, как уже указывалось, уроки бывают вводные, обобщающие, контрольно-учетные, раскрывающие содержание темы и комбинированные.

В дополнение к урокам при изучении растений видное место отводится экскурсиям, минимум которых и тематика также определены школьной программой. Ботанические экскурсии имеют свои характерные признаки. Они проводятся в различных фитоценозах, объектами изучения на них являются растения, находящиеся в естественных условиях обитания. Учащиеся имеют возможность наблюдать их в связи со средой обитания, определять их взаимосвязь с другими объектами живой природы, состояние, фазы развития и т.д. Успех зависит от выбора места, методов и объектов изучения, составления плана экскурсии. В зависимости от дидактических целей экскурсии могут быть вводными, раскрывающими содержание темы, и обобщающими. Они должны носить сезонный характер. Биологические понятия, сформированные на ботаническом материале, должны заложить в сознании учащихся прочную основу для усвоения после дующих разделов школьной биологии. Внеурочная работа по общей биологии может быть связана с проведением наблюдений и постановкой опытов в природе, на учебно-опытном участке, в уголке живой природы. Это может быть сбор материала по темам «Эволюционное учение», «Основы генетики и селекции», «Размножение организмов» и др. Задания чаще всего носят предварительный характер, и обобщенные результаты их используются на уроках.

Программа и методика изучения биологии возрастных изменений

Изучение биологии возрастных изменений винограда может проводиться как непосредственно на материале насаждений, имеющих разный возраст» так и путем исследований, проводимых с отдельными много – летними растениями. Это обусловлено тем, что возрастные изменения их физиологических функций находят отражение в строении многолетних органов и могут быть установлены с помощью анатомических, биохимических, и других методов исследования. Для получения сравнимых данных, отражающих особенности старения виноградного растения в различных условиях культуры, целесообразно вести такого рода исследования по единой методике.
Отбор и хранение проб
Для отбора проб используют подземный и надземный штамб, скелетные корни и многолетние ветви (рукава) .
Пробы многолетних органов следует отбирать не уничтожая плодоносящих кустов. Для этого кусты осторожно откапывают до пяточных корней, после чего из подземных штамбов выпиливают между узлами до сердцевины и с помощью стамески отделяют секторы (полукруги) высотой 2-3 см, включающие все годичные слои древесины и кору (рис.1). Такой отбор проб может быть сделан на разной высоте штамба и с одной стороны. У части скелетных корней куста выпиливают вблизи их основания участки высотой 2-3 см. Затем куст снова прикапывают. Подобным же образом отбирают пробы тканей надземного штамба и различных зон многолетних рукавов.

Рис.1. Отбор образца тканей подземного штамба.
Чтобы избежать нежелательных биологических изменений в тканях взятых образцов, их фиксируют не позднее чем через час после отбора проб у живых кустов. Для этой цели их помещают в смесь равных частей этилового спирта, глицерина и воды с прибавлением 1-процентного формалина. Законсервированные таким образом пробы используют для анатомических и цитохимических исследований. В зависимости от целей исследования могут быть применены другие способы фиксации.
Один из наиболее простых способов фиксации и консервирования отобранных проб – высушивание их при температуре не выше 80 С. Высушенные образцы, можно использовать для биохимических анализов, а также (после кратковременного кипяченая образцов) для менее сложных анатомических исследований, подсчета годичных колец и Микрометрических измерений.
Некоторые исследования необходимо производить на свежем материале.

Определение возраста растений и органов.

Исследованию каждого образца многолетних органов сопутствует определение их собственного возраста и возраста куста, с которого они взяты. Возраст органов определяют путем подсчета числа годичных колеи древесины на поперечных анатомических срезах.

Чтобы определить возраст куста, нужно взять орган, собственный возраст которого совпадает с общим возрастом растения. Для виноградного растения способ определения возраста по числу годичных колец надземного штамба, как правило, неприменим, ибо в естественных условиях произрастания винограда могут происходить гибель и возобновление стволов, а в культуре при штамбовых формировках практикуют по мере необходимости замену штамба куста.
При укрывной культуре надземный штамб вообще отсутствует. В этих условиях единственным органом, возраст которого достоверно совпадает с возрастом всего куста, является подземный штамб (и прежде всего его нижняя половина). Практически можно считать, что таков же и возраст Пяточных корней у их основания. Однако, как показали наши исследования, для определения возраста куста корни непригодны, так как у них часто отсутствует годичный рост в толщину, в связи с чем значительное число годичных колец выпадает. Принимаем возраст куста равным числу всех годичных колец подземного штамба минус единица. Последнее (центральное) годичное кольцо подземного штамба при определении возраста кустов не учитывают ввиду того, что оно принадлежит бывшему черенку, из которого развился куст и, следовательно, существовало еще до появления данного растительного индивидуума. Таким образом, возраст куста исчисляют от даты посадки черенка, а не от возникновения материнского побега и не от даты пересадки саженца на постоянное место.
Не все зоны подземного штамба одинаково удобны для определения его возраста. В верхней части штамба, вблизи головы куста, а также в области узлов наиболее резко проявляется свилеватость древесины, при которой очень трудно или невозможно правильно установить Гранины между годичными кольцами. Кроме того, в верхней части штамба особенно сильно проявляется инфекционное разрушение отмерших центральных слоев древесины. Поэтому подсчет числа годичных колен лучше производить на срезах, сделанных между узлами посредине или в нижней половине подземного штамба.

Так как годичные кольца древесины винограда, особенно в корнях, имеют очень небольшую ширину, подсчет их числа ведут под микроскопом, обычно при увеличениях от 7×8 до 7×40.
Определение возраста органов по результатам подсчета годичных колец встречает трудности, поэтому не обходимо принимать во внимание источники возможных ошибок — частичное или полное выпадение в отдельные годы годичного прироста древесины. Чтобы избежать этой ошибки, подсчет выполняют по разным радиусам, в том числе по наибольшему радиусу, которому соответствуют, как правило, участки с наиболее активной камбиальной деятельностью и наибольшим числом годичных колец.
Чаще всего выпадение годичных колец древесины наблюдается в корнях и как редкое исключение — в подземной части штамба. В связи с этим для скелетных корней локализация полностью выпавших годичных колец в некоторых случаях может быть установлена путем просмотра продольных и поперечных срезов корня и подземного штамба в области их сопряжения.
У очень старых кустов центральные участки древесины подземного штамба могут быть разрушены на всем его протяжении. В таких случаях измеряют поперечник разрушенных участков, а затем на других экземплярах с неразрушенной центральной частью подземного штамба определяют число годичных колец, соответствующее поперечнику. Полученные данные суммируют с числом годичных колец, сохранившихся на периферии изучаемого образца.
В коре подземных органов в отдельные годы деятельность феллогена может отсутствовать, вследствие чего возраст ее периферических живых участков иногда достигает 8 и более лет. Возраст многолетней коры определяют по топографии; находящихся в ней радиальных лучей и соответствующих лучей древесины.

Исследования выполняют на срезах, сделанных бритвой от руки или на микротоме. Последовательные поперечные срезы, приготовленные из каждого образца, должны по возможности включать все годичные слои древесины от периферии до центра органа и его кору. Пригодны срезы толщиной до 15-65 микронов. Приготовляя поперечные Срезы для микрометрических исследований, необходимо особенно тщательно следить за тем, чтобы срезы были сделаны в плоскости,перпендикулярной оси органа. Нарушение этого правила приводит к искажению конфигурации анатомических элементов и создает неправильные представления об их размерах.
Измерения анатомических элементов выполняют с помощью окулярной микрометрической линейки или сетки, цену деления которых устанавливают по объект- микрометру или посредством иных микрометрических устройств (Л.И «Джапаридзе, 1953; Н.А. Наумов и В.Е. Козлов, 1954; Г. Аппельт, 1959).
При последовательном просмотре годичных колец древесины выявляют особенности их анатомического строения. В числе других признаков отмечают:
а) появление тилл и массовое тиллообразование;
б) наличие и признаки раневого или пятнистого некроза и других повреждений;
в) наличие и признаки ядообразования;
г) наличие и признаки инфекционного разрушения древесины.
Микрометрические исследования включают определение следующих элементов, дающих представление об интенсивности камбиальной деятельности органа, степени развития его проводящих и запасающих тканей: ширина годичных колец; ширина зов ранней и поздней древесины; число продольных рядов клеток в радиальных лучах; ширина радиальных лучей; поперечник cocyдов ранней древесины; число сосудов ранней древесины и общее число сосудов, приходящееся на единицу площади поперечного сечения годичного кольца.
Путем вычислений находят площадь поперечного сечения годичных колец и число приходящихся на каждое годичное кольцо сосудов.
Как показали наши исследования (1960 и 1964 гг.), имеется достаточно четко выраженная коррелятивная зависимость между отдельными количественными показателями анатомического строения органов винограда.
В частности, отмечена прямая корреляция между диаметром сосудов ранней древесины и шириной годичных колец подземного штамба (рис.2).

Цитохимические исследования.

На срезах, сделанных по вышеописанному способу, определяют методами, изложенными в руководствах по цитохимии растений (А .А. Яценко-Хмелевский, 1961 и др.), белковые вещества и аминокислоты, крахмал, целлюлозу, лигнин, Дубильные вещества и другие соединения в соответствии с целями и задачами исследования. После обработки срезов последовательно просматривают годичные кольца древесины под микроскопом и отмечают особенности распределения искомых веществ в тканях разного возраста»
Цитохимическое определение крахмала позволяет дать количественную оценку его содержания. Исследованиями установлена зависимость накопления и потребления крахмала от возраста тканей винограда (рис.3).

Рис. 2. Изменения ширины годичных колец (1) и поперечника сосудов ранней древесины в подземных штамбах виноградных кустов (2). Сорт Пухляковский. Счет годичных колец от центра подземного штамба.

Для определения различных веществ в многолетних органах винограда могут быть использованы также методы биохимического, анализа. Для этого последовательно срезают с многолетних органов слои древесины, распределяя их по группам годичных колец, а полученные пробы подвергают анализу. На параллельно выполняемых анатомических срезах органов определяют возраст годичных колец, входящих в каждую пробу.

Рис.3. Динамика содержания крахмала в древесине подземных штамбов у 25-летних кустов винограда (по данным цитохимического изучения). Сорт Сенсо.
Летом или весной, в период усиленного сокодвижения, делают поперечные разрезы через разные многолетние органы виноградных кустов, сохранивших нормальную связь с корневой системой растения, тщательно заглаживают разрезы, оставляют их открытыми и ведут наблюдения за их влажностью. Участки Древесины с инактивированными сосудами быстро высыхают, а нормально функционирующие — длительное время остаются влажными. Граница между сухой и влажной зонами разреза выступает очень четко. Отметив эту границу и подсчитав затем на отобранных образцах число годичных колец древесины, входящих в обе зоны, определяют возраст древесины, сохранившей и утратившей способность к проведению воды по сосудам.
Изучение возрастных изменений роста и плодоношения виноградных кустов. В наблюдения желательно включить следующие возрастные группы насаждений:
5-10, 15-20, 25-30, 35—40, 45—50 лет и старше. Опыт необходимо проводить с учетом применяемой агротехники, оказывающей значительное влияние на плодоношение и долговечность растений. В опыте следует учитывать: соотношение на кустах рукавов разного возраста, число глазков и побегов на куст, среднюю длину побега и длину его вызревшей части, среднее число узлов на побеге, площадь листовой пластинки, площадь листовой поверхности побега и куста, процент плодоносных побегов, число соцветий на побег и на плодоносный побег, число гроздей на куст, вес грозди и урожай с куста, урожайность с единицы площади, сахаристость и кислотность сока ягод.

Характеристика программы знаний о растениях в разных возрастных группах, их усложнение

В дошкольном возрасте необходимо учить детей различать и называть наиболее типичные, часто встречающиеся в данной местности деревья, кустарники, травянистые растения На огороде он предлагает понаблюдать за ростом и развитием овощных культур, в цветнике — полюбоваться декоративными растениями, расцветающими в разные периоды — от весны до осени. В лесу можно показать ребятам деревья и кустарники, ягоды и грибы. А на лугу — познакомить с цветущими травянистыми растениями. Воспитанников детского сада знакомят и с комнатными растениями, учат узнавать, различать и называть наиболее яркие, часто встречающиеся из них.В дошкольном возрасте-детям доступны знания о потребностях растений: для жизни, роста и развития растения нуждаются в свете, тепле, влаге, почвенном питании. Ребята учатся различать части растений (лист, стебель, корень, цветок, бутон, семя, плод), узнают о функциях некоторых из них, например корень забирает из земли влагу и питательные вещества.

Детей знакомят с различными способами ухода за комнатными растениями, Ребята узнают, что все растения необходимо поливать, очищать от пыли, подкармливать, пропалывать, кроме того, нужно рыхлить для них почву.

Воспитатель учит малышей бережному отношению к природе (умение радоваться при виде цветка).

В средней группе представления у детей формируются представления о том, что растения нуждаются в тепле и влаге. Воспитанники средней группы продолжают учиться наблюдать за объектами природы. Эта деятельность по сравнению с предыдущими группами усложняется. Детей учат принимать задачу наблюдения, они овладевают обследовательскими действиями, пытаются сравнивать, связно рассказывать о наблюдаемом, делать выводы.

В старшей группе основной становится задача формирования у детей знаний о связях и отношениях, существующих в природе: Дети узнают о стадиях, роста и развития растений, о сезонных изменениях в природе и их причинах, о некоторой последовательности сезонных изменений. В старшем дошкольном возрасте знания детей систематизируются: Систематизация знаний о сезонах происходит на основе установления временных (что за чем происходит) и причинно-следственных (от чего происходят те или иные явления) связей. Важно развивать у детей умение наблюдать, воспитывать чувство любви ко всему живому, обучать некоторым несложным способам охраны природы.

В подготовительной к школе группе продолжаются обобщение и систематизация знаний о росте и развитии. Усложнение знаний требует совершенствования умственной деятельности детей. Их учат ставить задачу наблюдения, элементарно планировать его, пользоваться разными способами наблюдения. Формируются первые навыки поисковой деятельности: умения анализировать ситуацию, принимать или ставить несложную задачу, высказывать предположение, сопоставлять накопленные факты, делать выводы.

Усвоенные знания и умения способствуют формированию отрицательного отношения к проявлению небрежности или жестокости при контакте с природой, вызывают желание охранять ее.

Источники:

http://studopedia.ru/19_330511_metodika-provedeniya-urokov-s-ekologicheskim-soderzhaniem.html
http://vinograd.info/knigi/metodiki-po-fiziologo-biohimicheskim-issledovaniyam/programma-i-metodika-izucheniya-biologii-vozrastnyh-izmeneniy.html
http://studwood.ru/1070382/pedagogika/harakteristika_programmy_znaniy_rasteniyah_raznyh_vozrastnyh_gruppah_uslozhnenie