Статья на тему Применение цифровой лаборатории Архимед на уроках биологии в 8 классе.

Применение ЦЛ «Архимед» на уроках биологии.
Методические разработки уроков.
Учитель биологии Соколова Т. И.
ГБОУ СОШ №368
г. Санкт - Петербург

Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений,
рождённых только воображением».
Ломоносов
Цифровая лаборатория (ЦЛ) «Архимед» - это новое поколение оборудования для проведения лабораторных работ, исследований по биологии. Работа с цифровой лабораторией вызывает интерес у учащихся, формирует навыки исследовательской работы. Это особенно важно, т. к. школа №368 – школа с углублённым изучением английского языка. Поэтому программа школы и интерес учащихся направлен на гуманитарные предметы. Применение информационных технологий, в т. ч. ЦЛ «Архимед» на уроках биологии помогает заинтересовать учащихся предметом. Без этого в современном мире невозможно образование.
Чаще учителя используют лабораторию во внеклассной работе. Считаю, что очень важно привлекать как можно больше учащихся к работе с лабораторией.
В программе базового уровня по биологии не отводится отдельных часов для лабораторных работ. Использование цифровой лаборатории требует дополнительного времени на уроке.
Применение лаборатории на уроках имеет особенности: работают учащиеся всего класса, есть ограничения по времени. Поэтому при подготовке к уроку необходимо всё продумать до мелочей. Заранее с учащимися кружка проделываем работу, записываем видеофрагмент. К уроку составляю инструктивные карточки, которые помогут учащимся в работе. Перед уроком необходимо сделать акцент на дисциплинированность и аккуратность во время проведения лабораторной работы.
Вашему вниманию предлагаю разработки трёх уроков в 8 классе с применением ЦЛ «Архимед», чтобы обосновать использование новой техники.
1. Урок «Круги кровообращения». На этом уроке проводится две лабораторные работы, описание которых есть в тексте учебника на стр. 109-110. Одна из них _ «Изменение в тканях при перетяжках, затрудняющих кровообращение». Эту работу в традиционной форме заменяю на работу с использованием ЦЛ, а традиционную предлагаю выполнить дома, результаты оформить в рабочей тетради. Считаю, что такая форма проведения лабораторной работы в классе вызывает больший интерес у учащихся. На следующем уроке обсуждаем результаты двух работ.
2. Урок «Функциональные возможности дыхательной системы как показатель здоровья». Чтобы на уроке использовать ЦЛ, часть материала урока (болезни и травмы органов дыхания) перенесла на предыдущий урок. На этом уроке учащимся предлагаю выполнить лабораторную работу «Измерение обхвата грудной клетки в состоянии вдоха и выдоха» в традиционной форме, описание которой представлено в учебнике на стр. 147-148, с применением ЦЛ «Измерение объёма лёгких». Учащиеся узнают, что существуют разные методы исследования возможностей дыхательной системы.
3. Урок «Роль кожи в терморегуляции». В программе темы «Покровные органы. Терморегуляция. Выделение» нет лабораторной работы. Поэтому, скорректировав темы уроков, не меняя их количество, отвожу один урок на лабораторную работу «Выделительная и терморегуляторная функция кожи» с применением ЦЛ с последующим обсуждением результатов. Эта работа даёт наглядное представление о выделительной и терморегуляторной функции кожи.
Конечно, такая форма выполнения лабораторных работ вызывает интерес у всех учащихся, а не только у тех, которые увлечены предметом.
Лабораторная работа «Нарушение кровообращения при перетяжке»
Инструктивная карточка
Цель: доказать терморегуляторную функцию крови, и негативное влияние перетяжки на ткани и органы. Получить график зависимости температуры кожных покровов от продолжительности наложения перетяжки.
Оборудование
1) Прочная нить или тонкий шнур длиной около 40-60 см.
2) Из комплекта ЦЛ «Архимед»: Nova, датчик температуры
Порядок выполнения работы
Запустите программу с рабочего стола: Пуск Программы Наука Multilab
Будет запущена программа в графическом режиме по умолчанию.
Произведите настройку датчика: Регистратор Настройка
Настройка параметров измерений: - частота измерений – 10 замеров/сек.,
число замеров – 5000
Приступайте к выполнению опыта, пока ваши пальцы свободны. Сожмите конец датчика между большим и указательным пальцами левой (или правой) руки.
Начинайте регистрацию данных. Для этого нажмите кнопку Старт
Записывайте данные не менее 30 сек..
Не прекращая записи данных, на несколько секунд отпустите датчик, быстро и туго обмотайте оба пальца (по отдельности!) ниткой, затем снова сожмите конец датчика.
Продолжайте запись, отмечая внешние признаки нарушения кровообращения (покраснение, снижение чувствительности), примерно 5 минут.
Не прекращая записи данных, на несколько секунд отпустите датчик, быстро снимите нитку, затем снова сожмите конец датчика.
Дождитесь стабилизации показаний датчика, и остановите запись, нажав кнопку Стоп.


Анализ результатов эксперимента в программе MultiLab

1. Откройте файл эксперимента. Сравните температуру в начале опыта с минимальной температурой, полученной в ходе измерений, и с температурой в конце опыта.
Нажмите кнопку для указания начальной точки фрагмента графика.
Переместите стрелку в начало фрагмента (перемещение осуществляется за конец стрелки). Запишите показания в тетрадь.
С помощью кнопки укажите конец фрагмента графика. Запишите показания в тетрадь.

2. Создайте отчёт по проделанной работе. Документ должен содержать:
тему работы, цель работы, результат эксперимента, вывод по работе

Лабораторная работа №3 «Измерение объёма лёгких»
Инструктивная карточка

Цель работы: измерить объём лёгких при спокойном и глубоком дыхании., определить выносливость дыхательной мускулатуры.
Оборудование: измерительный интерфейс NOVA5000, датчик дыхания – пневмотахометр (спирометр).
Порядок выполнения работы
Запустите программу с рабочего стола: Пуск Программы Наука Multilab
Будет запущена программа в графическом режиме по умолчанию.
2. Приступайте к выполнению опыта. Нажмите кнопку Старт
3. Сделайте выдох в мундштук датчика.
4. Остановите запись, нажатием клавиши Стоп
5. Выделите двумя курсорами и область на графике, соответствующую одному выдоху. Для этой области проведите математическую обработку – сосчитайте интеграл: Инструмент Анализ Интеграл. Определилось обозначение интеграла на графике. Полученный результат поделите на 60. Оцените свой объём лёгких.
6. Повторите опыт при глубоком выдохе. Проведите математическую обработку данных.
7. Работу оформите в виде таблицы.

№ измерения
Объём (л)

Спокойный выдох


Глубокий выдох



8. Определите выносливость дыхательной мускулатуры: сделайте подряд 5 проб при спокойном выдохе. Сформулируйте вывод (выносливость дыхательной мускулатуры считается хорошей, если результаты не снижаются).
9. Создайте отчёт по проделанной работе. Документ должен содержать:
тему работы, цель работы, вывод по работе.
Лабораторная работа «Выделительная и терморегуляторная функция кожи»
Инструктивная карточка

Цель: исследовать выделительную и терморегуляторную функцию кожи, выявить зависимость интенсивности потоотделения от температуры окружающей среды.
Оборудование: NOVA, датчик температуры, датчик влажности, соединительный провод для датчика, герметичный прозрачный полиэтиленовый пакет.
Порядок выполнения работы:
1) Запустите программу с рабочего стола: Пуск Программы Наука Multilab
Будет запущена программа в графическом режиме по умолчанию.
2) Произведите настройку датчика: Регистратор Настройка
Настройка параметров измерений:
частота измерений – 10 замеров/сек.
число замеров – 1000
3) Положите в полиэтиленовый пакет датчики влажности и температуры.
4) Наденьте пакет с датчиками на кисть руки так, чтобы датчик температуры не касался руки, и закрепите его в области запястья с помощью резинового кольца или шнурка.
5) Приступайте к выполнению опыта. Нажмите кнопку Старт
6) Записывайте данные примерно 1-2 минуты.
7) Остановите запись, нажатием клавиши Стоп
8) Снимите пакет с руки.
9) Проведите анализ эксперимента. Можно просмотреть показания только одного датчика, воспользуйтесь раскрывающимися меню над изображением табло.
10) Выделите двумя курсорами и область на графике температуры. Сравните температуру в начале опыта с температурой в конце опыта. Данные запишите в таблицу.
Нажмите на панели кнопку аналогового прибора . Определите среднюю температуру. Данные запишите в таблицу.
11) Вернитесь к графическому изображению, нажмите на панели кнопку
Выделите двумя курсорами и область на графике влажности. Сравните влажность в начале опыта с влажностью в конце опыта. Данные запишите в таблицу.
Нажмите на панели кнопку аналогового прибора . Определите среднюю влажность. Данные запишите в таблицу.
12) Потрите руки или прогрейте под настольной лампой.
13) Повторите эксперимент.
14) Создайте отчёт по проделанной работе. Документ должен содержать:
тему работы, цель работы, таблицу с данными, ответы на вопрос

№ опыта
tо в начале
опыта
tо в конце
опыта
средние
показания
tо
влажность
в начале
опыта
влажность
в конце
опыта
средние
показания
влажности

1 опыт







2 опыт









Вопросы:
Почему повышается температура в ходе первого опыта?
Почему повышается влажность в ходе первого опыта?
Почему во втором опыте влажность и температура увеличивались быстрее и достигли более высокого значения, чем в первом?
Какое значение для организма имеет потоотделение?
Почему летняя одежда обычно делается из натуральных тканей?



Рисунок 1Рисунок 2Рисунок 3Рисунок 4Рисунок 5Рисунок 6Рисунок 7Рисунок 8Рисунок 9Рисунок 10Рисунок 11Рисунок 1515