Использование оборудования центра "Точка роста" в проведении лабораторных работ по биологии в 5 классе.

Использование оборудования центра естественнонаучной и технологической направленности «Точка роста» в проведении лабораторных работ по биологии в 5 классе

Центр образования естественнонаучной и технологической направленности «Точка роста» открытие в нашей школе состоялось 13 сентября 2024 года.

С помощью открытых в рамках федерального проекта «Современная школа» Точек роста в школах создаются условия для внедрения цифровых технологий и инновационных методов обучения.

В нашей школе на данный момент функционируют две лаборатории: первая - по химии и биологии, вторая - по физике. Они призваны решать ряд задач:

1. Формирование интереса к научным исследованиям и техническим изысканиям. Ученики знакомятся с науками естественного цикла и различными сферами технологий через интерактивные лекции, практические занятия и лабораторные работы.

2. Обучение школьников основам научных исследований, навыкам работы с современным оборудованием, в том числе с цифровыми лабораториями.

3. Поощрение самостоятельной научной деятельности и помощь в реализации индивидуальных и групповых проектов.

4. Создание оптимальных условий для обучающихся по усвоению основных знаний по предметам, а также для индивидуальной работы каждого ученика.

5. Организация дополнительных занятий для учащихся по усвоению знаний.

6. Создание условий для применения наиболее эффективных методов и приёмов обучения.

В своем выступлении позволю себе рассказать об имеющемся (пусть пока небольшом) опыте решения первой задачи, одной из составляющей которой является знакомство учеников 5 классов с науками естественного цикла (в частности речь пойдет о биологии) через лабораторные работы.

Отмечу, что изучение биологии в центре «Точки роста» обеспечено таким оборудованием, как цифровая ученическая лаборатория. Её ключевым элементом является беспроводной мультидатчик, предназначенный для биологических исследований. Он оснащен пятью интегрированными сенсорами, позволяющими измерять различные параметры. В частности, в комплект входят датчик, определяющий уровень влажности, датчик освещенности, способный фиксировать значения в диапазоне от 0 до 180000 люкс и выше. Для измерения кислотности предусмотрен рН-метр с диапазоном от 0 до 14 pH и выше. Кроме того, в состав лаборатории входит датчик температуры, работающий в диапазоне от -20 до +140 градусов Цельсия и выше, а также датчик температуры окружающей среды с диапазоном измерений от -20 до +40 градусов Цельсия и выше. Применение цифровой лаборатории возможно при изучении таких тем, как «Дыхание листьев», «Дыхание корней», «Поглощение воды корнями растений», «Испарение воды растениями» и др. При этом используются датчики температуры и влажности, датчик электропроводности и датчик освещённости.

Наряду с цифровой лабораторией особое место отводится такому современному, высокотехнологичному оборудованию для работы с электронной информацией, как интерактивный стол. Напомню, что это большой сенсорный экран, которым можно управлять с помощью прикосновений. Он позволяет нескольким ученикам одновременно работать над одним заданием, превращая процесс обучения в игру. На интерактивном столе можно демонстрировать графику, видео, виртуальные модели объектов - все это которые позволяет ученикам получить более полную информацию об изучаемом предмете.

Прекрасным дополнением является видео панель, ориентированная прежде всего показ видеоматериалов, графических изображений, работу с текстовыми документами и т.д.

Новые горизонты в изучении биологии в школе открывает цифровой микроскоп. Он позволяет получать изображения высокого разрешения и проводить детальный анализ микроскопических объектов.

Проводить различные эксперименты и исследования помогают комплекты посуды и специальное оборудование для ученических опытов.

Именно это оборудование используется при выполнении лабораторных работ по биологии в 5 классе.

Уважаемые коллеги, а теперь я предлагаю вам пример занятия по выполнению лабораторной работы в 5 классе по теме: «Строение растительной клетки» с использованием перечисленного выше оборудования центра «Точка роста».

Итак, цель данной лабораторной работы - изучить строение растительной клетки (на примере кожицы лука) при помощи оборудования центра естественнонаучной направленности «Точки роста».

Ключевые задачи:

познакомиться с особенностями строения клеток растений (на примере кожицы лука), закрепить умения готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом, а также составлять творческий отчет о поделанной работе.

Оборудование: набор лабораторного оборудования (предметное и покровное стекла, игла, пинцет, пипетка), раствор йода, салфетка, шпатель, видео панель, интерактивный стол, цифровые микроскопы, информационные тексты в печатном варианте, схема для заполнения, листы отчета о проведенной работе.

Объект: сочные чешуи лука.

Лабораторная работа состояла из нескольких этапов.

На первом этапе ученикам предлагалось просмотреть на видео панели учебный материал по теме, затем прочитать текстовый (распечатанный) материал «Органоиды клетки и их функции». Далее на интерактивном столе изучить 3D модель строения исследуемой клетки и заполнить схему на рабочих листах «Органоиды клетки и их функции». Такой комплексный подход к изучению темы "Органоиды клетки и их функции" позволил ученикам сформировать более глубокое и многогранное понимание материала. Визуальное восприятие информации через видео панель создало основу для дальнейшего изучения, а текстовый материал закрепил полученные знания и предоставил более детальную информацию об органоидах и их функциях.

Работа с интерактивным столом позволила ученикам буквально "погрузиться" в микромир, увидеть структуру клетки в объеме и рассмотреть отдельные органоиды с разных сторон. Такой интерактивный подход значительно повысил уровень вовлеченности и интереса к изучаемой теме.

Заполнение схемы на рабочих листах стало логическим завершением процесса изучения. Этот этап способствовал систематизации полученных знаний, выделению ключевых функций каждого органоида и установлению взаимосвязей между ними. Ученики не просто запоминали информацию, а активно ее обрабатывали и структурировали, что способствовало более прочному усвоению материала.

Второй этап включал приготовление микропрепарата кожицы лука. При выполнении данной работы использовалось следующее оборудование: цифровой микроскоп, микропрепарат, предметные и покровные стёкла, игла, пинцет, пипетка, вода. Приготовление микропрепарата кожицы лука предоставило детям уникальную возможность увидеть структуру растительной клетки на клеточном уровне. Они смогли наблюдать клеточные стенки, ядро и цитоплазму, что значительно углубило их понимание основ строения живых организмов. Работа с предметными и покровными стеклами научила детей аккуратности и точности. Они осознали важность соблюдения техники безопасности при работе с лабораторным оборудованием и микропрепаратами. Процесс подготовки микропрепарата требовал концентрации внимания и усидчивости, что способствовало развитию этих качеств у детей.

Третий этап – это рассмотрение полученного микропрепарат с использованием цифровых микроскопов. Важно отметить, что в Точке роста их два: в одном рассмотрение шло через объектив с определенным увеличением, а в другом через цифровую камеру, оснащенную сенсором с высоким разрешением, при этом изображение выводилось на монитор моноблока. Этот этап открыл перед обучающимися совершенно новые горизонты в изучении микропрепарата. Возможность наблюдать за объектами на клеточном уровне, детально рассматривая их структуру и особенности, вызвала неподдельный интерес и восторг. Цифровой микроскоп, выводящий изображение на большой экран, сделал процесс исследования коллективным и интерактивным. Более того, использование цифровых микроскопов позволило детям задокументировать свои наблюдения. Они могли делать фотографии и видео микропрепаратов, создавая собственные научные архивы и презентации. Этот аспект работы с микроскопами развивал у детей навыки работы с цифровыми технологиями и мультимедиа, что является важным преимуществом в современном мире.

На четвертом этапе ребята отвечали на вопросы и заполняли схему «Строение растительной клетки» в рабочем листе. В ответах на поставленные вопросы, значительная часть учащихся успешно показала знание компонентов клетки, указав на их роль в обеспечении жизнедеятельности. Оборудование центра «Точки роста», особенно цифровые микроскопы с высоким разрешением, значительно помогло визуализации клеточных структур. Обучающие отметили, что увидели реальную структуру клетки, а не только ее схематичное изображение в учебнике, а именно смогли рассмотреть клеточную стенку, придающую клетке форму и прочность, а также вакуоль, заполненную клеточным соком. Особое впечатление произвело ядро, которое содержит генетическую информацию и контролирует все процессы, происходящие в клетке.

Пятым этапом стало оформление учениками письменного отчета о проделанной лабораторной работе. Отчет представлял собой таблицу, которая содержала 14 позиций.

О том, что такая форма проведения лабораторной детям была интересна, познавательна и не оставила их равнодушными, свидетельствуют, их наблюдения и выводы по таким пунктам, как:

- Запишите вопросы, которые у вас возникли при выполнении лабораторной работы.

- Что нового вы узнали (поняли) о себе, о науке, о мире, выполняя лабораторную работу?

- Что вы обязательно сделаете после выполнения лабораторной работы?

- Если бы вам предложили творчески оформить описание выполнения вами лабораторной работы, то какой продукт по ее итогам вы бы сделали?

- Поделитесь своими впечатлениями о проделанной работе? Ваши предложения?

Пятиклассники на эти вопросы ответили так:

На вопрос о возникших вопросах, ребята чаще всего отмечали непонимание функций отдельных органелл: "Зачем клетке так много разных штучек внутри? Какая из них самая главная?". Некоторые задумались о различиях между клетками разных растений: "Клетки все одинаковые?".

В разделе о новых знаниях и понимании, ученики демонстрировали глубокое погружение в тему. "Я понял, что клетка – это как маленький город, где у каждого жителя своя работа", – написал один из ребят. Другие осознали сложность и взаимосвязанность мира: "Я узнала, что даже маленький кусочек лука – это целый мир, и в нем все очень сложно устроено".

После завершения работы, многие пятиклассники захотели продолжить исследования: "Я обязательно поищу в интернете, как выглядят клетки других растений" или "Я попробую рассмотреть клетки лука под микроскопом дома". Это свидетельствует о пробуждении исследовательского интереса и желании углубить свои знания.

Наиболее креативным оказался ответ на вопрос о творческом оформлении работы. Дети предлагали создать мультфильм о жизни клетки, нарисовать комикс, написать сказку или даже сделать модель на 3D принтере, где каждый сможет увидеть, что находится внутри растительной клетки. Эти ответы говорят о развитом воображении и умении видеть науку через призму творчества.

Я считаю, что предложенный вид учебной деятельности позволил ученикам приобрести и ценный опыт проведения исследования, изучения и анализа информации, а также представления результатов своей работы. Эти навыки, бесспорно, будут полезны им в дальнейшей учебной деятельности.

Важно и то, что применение цифрового оборудования учит ребят использовать специализированное программное обеспечение, работать с большим объемом информации и визуализировать их в понятной форме. В свою очередь, занятия с оборудованием центра «Точка Роста» открывают и учителю новые возможности в организации учебной деятельности, расширяют поле взаимодействия с учениками, повышают их интерес и мотивацию к изучению биологии и других предметов естественнонаучной направленности.

В целом же, центр «Точка роста» открывает новые перспективы для обучения и развития обучающихся, позволяет сделать обучение более интересным, наглядным и практико-ориентированным, а также способствует развитию у обучающихся ключевых компетенций, необходимых для успешной адаптации в современном мире.

Спасибо за внимание!