Формирование методологических знаний и умений на уроках биологии Котикова Н.В. ГБОУ СОШ 1232

Научный метод - это способ познания, способствующий установлению достоверного научного факта. ЭмпирическиеЭмпирическиеТеоретическиеТеоретические Методы, используемые в биологических исследованиях Эксперимент Наблюдение Сравнение Обобщение Моделирование Математическая обработка

Новая Гипотеза Новая Гипотеза ? ? Данные ? ? Эксперимент Новые данные Теория Гипотеза

Этапы научного исследования Постановка проблемы. Формулирование темы, целей и задач исследования. Выдвижение гипотез. Планирование эксперимента, выбор методов исследования. Проведение практической части исследования, регистрация качественных и количественных результатов. Многократное повторение эксперимента для достоверности. Обработка полученных результатов. Анализ полученных результатов. Формулировка выводов. Определение круга нерешенных вопросов. Оформление итогов исследования.

Этапы научного исследования 1. Постановка проблемы. Почему одни и те же особи насекомых проходят разные стадии развития и занимают разные среды обитания?

2. Формулирование темы, целей и задач исследования. Цель работы: изменения в экологической обстановке микрорайона, в котором я живу, в связи со строительством Кутузовской развязки третьего транспортного кольца и ММДЦ «Сити». 1 ЗАДАЧА Изучить историю развития микрорайона методом опроса местных жителей, поиска исторической информации в архиве, справочниках, интернете (фотографии). 2 ЗАДАЧА Изучение проблемы шума, возросшей в последние годы Методом измерения силы шумового воздействия на разных участках, классификации и описание источников шума, составления картограммы шумовых полей. 3 ЗАДАЧА Изучение загрязнения воздуха выхлопными газами автотранспорта методом подсчета машин, проезжающих по Кутузовскому проспекту за единицу времени, расчета выбросов отравляющих веществ, выполнение практической работы экологического мониторинга, сравнение результатов прошлых лет. 4ЗАДАЧА Выяснить воздействие шума и загрязнения воздуха на здоровье человека и предложить меры по снижению шумовой нагрузки для жителей дома, используя справочную литературу, проведя опрос жителей и участкового врача поликлиники ЗАДАЧА Сравнение видового состава птиц и зеленых насаждений на изучаемой территории до и после строительства, Методом наблюдения, изучая фотографии, документы, материалы курсовой работы студентки II курса МГПИ Котиковой Н. 6 ЗАДАЧА Изучение экологической реконструкции на примере строительства «Сити». Сравнение экореконструкции Москвы и других городов, поиск фотографий и фотографирование объекта из разных точек Москвы, опрос жителей дома, чьи окна квартир выходят на строительство. Сравнение результатов, обобщение, вывод: за последние годы у жителей дома возросло число хронических заболеваний, связанных с ухудшением экологической обстановки, многократно возросли уровень шумового загрязнения и загрязнения воздуха выхлопными газами, необходим новый подход к планированию автомобильных дорог, максимально сохраняя зеленые насаждения.

Представьте, что вы обратили внимание, что на лугу больше зеленых кузнечиков, чем бурых. Предложите свои гипотезы, объясняющие этот факт. Представьте, что вы обратили внимание, что на лугу больше зеленых кузнечиков, чем бурых. Предложите свои гипотезы, объясняющие этот факт. Легче спрятаться Меняют окраску в зависимости от цвета травы 3. Выдвижение гипотез

Представьте, что вы обратили внимание, что на лугу больше зеленых кузнечиков, чем бурых, и выдвинули гипотезу, что зеленая окраска лучше защищает кузнечиков от врагов. Каким из научных методов вы надежнее проверите вашу гипотезу? Каким методом можно точно установить степень влияния удобрений на рост растений? Ученый предположил, что некоторые насекомые похожи на ветки растений потому, что это спасает их от хищников. Как он может подтвердить или опровергнуть это предположение? Ученый предположил, что некоторые насекомые похожи на ветки растений потому, что это спасает их от хищников. Как он может подтвердить или опровергнуть это предположение?

4. Планирование эксперимента, выбор методов исследования. Этапы научного исследования 5. Проведение практической части исследования, регистрация качественных и количественных результатов. 6. Многократное повторение эксперимента для достоверности.

Логическая структура эксперимента ЭкспериментУсловияРезультатСравнение результатов Вывод Опыт А, В, С, Наличие определенных условий ИУ + 1 Исследуемые условия не влияют на результат Контроль А, В, С, ИУ - Отсутствие определенных условий Все условия совпадают, кроме исследуемого = правило «единственног о отличия» Исследуемые условия влияют на результат = = 2

ЭкспериментУсловияРезультатСравнение результатов Вывод Опыт Контроль

Опыт Франческо Реди ЭкспериментУсловияРезультатСравнение результатов Вывод Опыт Контроль

Опыт Франческо Реди ЭкспериментУсловияРезультатСравнение результатов Вывод Опыт Положил куски мяса в открытые горшки Мухи есть (доступ мух к мясу) В открытых сосудах гнилое мясо кишело личинками мух Личинки мух есть Результаты опыта и контроля Различны!!! Личинки появились в результате открытого доступа мух к мясу Мухи – причина появления «червячков» в мясе! Контроль Положил куски мяса в горшки, закрытые кисеей. (марля) Мух нет (нет доступа) В гнилом мясе никаких личинок не обнаружено Личинок мух нет Личинки не появились, так как кисея не позволила мухам проникнуть к мясу

7. Обработка полученных результатов. Этапы научного исследования 8. Анализ полученных результатов. 9. Формулировка выводов. Обобщение Моделирование Математическая обработка

Построена модель муравейника. Она достаточно точно показывает, как он устроен, какие функции выполняют разные группы особей. Какие методы исследования легли в основу строительства муравейника? 1) наблюдение и моделирование 2) наблюдение, описание и моделирование 3) сравнение, эксперимент и моделирование 4) сравнение и моделирование

Количество вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому типу топлива Тип автотранспортаВсего за 20 минут За 1 час Ni, штук Общий путь за 1 час, L, км Легковые автомобили Грузовые автомобили (вкл. «Газели») Автобусы63189 Дизельные грузовые автомобили1442 Вид вредного вещества Количество, л Масса, мг Кол-во воздуха для разбавления, м 3 Значение ПДК, мг/м 3 СО 1.462, , , * Углеводороды (бензпирен) 870, , ,670,00015 NO 2 188, , ,6362 * Угарного газа в воздухе в 4 раза выше нормы (5 – в 2000 году)

Вид источникаУровень шума, дБ Строительство офисного центра «Деловая Москва» Автотранспорт на Кутузовском проспекте 60 – 70 (средние значения) Автотранспорт на третьем транспортном кольце 75 – 80 (на расстоянии 7,5 м от дороги), есть защитный шумопоглощающий экран. Железнодорожный транспорт на окружной железной дороге 87 – 90 (на расстоянии 20 м от дороги) движение товарных составов довольно редкое. Сравнительная оценка различных источников шума

Инвентаризация источников шума в исследуемом районе для составления картограммы шумовых полей ИсточникВид шумаИнтенсивностьПериодичность воздействия Уровень шума дБ Кутузовский проспект ЛинейныйОчень сильныйПостоянный Участок III транспортного кольца ЛинейныйОчень сильный Постоянный Филёвская линия метро ЛинейныйЗаметныйПостоянный 50 – 60 Строительство «Сердце деловой Москвы» Точечный, локальный Фоновое воздействиеПериодический Строительство комплекса ММДЦ «Сити» Ареальные ЗаметныйПостоянный Участок московской окружной железной дороги ЛинейныйОчень сильныйРедкий90

Кутузовский проспект Участок III транспортного кольца Филёвская линия метро Строительство «Сердце деловой Москвы» Строительство комплекса ММДЦ «Сити» Участок московской окружной железной дороги Кутузовский проспект Участок III транспортного кольца Филёвская линия метро Строительство «Сердце деловой Москвы» Строительство комплекса ММДЦ «Сити» Участок московской окружной железной дороги Шумы от различных источников накладываются друг на друга в пространстве – так возникают ареалы акустического дискомфорта – звукового неудобства. Станция Кутузово Кутузово ММДЦ « Сити »

Мнения жителей нашего дома, у которых все окна квартиры выходят на строительство «Сити» Свет и шум строительства мне мешали спать, но я привык(ла) Я никак не могу привыкнуть к ночному строительству «Сити» Строительство в ночное время мне не мешает, мне нравится вид из окна. Я абсолютно равнодушен(на) к происходящему за окном.

Система наиболее общих знаний в определенной области науки – это 1)Теория 2) Эксперимент 3)Гипотеза 4)Научный факт

Теория - это 2) Система наиболее общих знаний в определенной области науки. 1) Событие или явление, точно установленное и многократно подтвержденное исследованиями многих ученых. 3) Научное предположение, выдвигаемое для объяснения некоторого явления и требующее верификации. 4) Способ проверки или установления научных фактов в специально созданных условиях

Изучите график, отражающий рост насекомого. В течение каких двух дней его личиночной стадии (нимфы) наблюдается максимальное увеличение размеров животного? 1) 6 – 8 2) 18 – 20 3) 30 – 32 4) 40 – 42

Проанализируйте данные графика развития икры лосося и ответьте на следующие вопросы: 1. При каких температурах развивается икра лосося? 2. Какая температура является оптимальной для развития икринок? 3. При какой температуре происходит гибель икры лосося?

Рыбы Количество икринок Средний диаметр икринок Среднее время наступления половой зрелости Средний возраст рыб, выловленных рыбаками в разных водоемах Щука30 тыс2,5 - 3 мм3 - 4 года5 лет Норвежская сельдь 200 тыс1,3 мм2 - 6 лет5 лет Треска балтийская 10 млн1 мм лет3 года Сазан1,5 млн.1 мм лет6 лет Колюшка трехиглая ,1 мм1 год2 года Ответьте на следующие вопросы: 1) У какого из видов рыб наиболее развита забота о потомстве? Докажите свой ответ с помощью данных таблицы. 2) Как связаны плодовитость с размером икринок? 3) Какой из видов рыб находится на грани уничтожения и почему?

Спасибо за внимание