«Современные практики реализации опытно-экспериментальной деятельности с детьми»

«Современные практики реализации опытно-экспериментальной деятельности с детьми»

Интегрированный мастер-класс по физике и биологии по теме:

«Опытно-экспериментальная деятельность учащихся в Точке роста»

Авторы работы:

Закирова Г.Р.-учитель биологии и географии.

Сабитова Г.З.-учитель физики

2024 год

Пояснительная записка

“Главная цель естественных наук-

раскрыть единство сил природы”

Л.Больцман

Актуальность.

Интегрированный подход к обучению, применяемый при реализации ФГОС, предполагает активное использование знаний, полученных при изучении одного предмета, на уроках по другим предметам. Современный учебный процесс направлен не столько на достижение результатов в области предметных знаний, сколько на личностный рост ребенка. Обучение по новым образовательным стандартам предусматривает организацию внеурочной деятельности, которая способствует раскрытию внутреннего потенциала каждого ученика, развитие и поддержание его таланта. Одним из ключевых требований к естественным предметам в современных условиях и важнейшим компонентом реализации ФГОС является овладение учащимися практическими умениями и навыками, проектно-исследовательской деятельностью.

Данный мастер-класс направлен на формирование у учащихся интереса к изучению естественных наук, развитие практических умений, применение полученных знаний на практике.

Практическая значимость.

На основе полученных экспериментальных данных обучаемые могут

самостоятельно делать выводы, обобщать результаты, выявлять

закономерности, что способствует повышению мотивации обучения

школьников.

Открывается больше возможностей для популяризации естественных наук

среди обучающихся, а значит повышения эффективности учебного

процесса, высокой результативности во внеурочной деятельности.

Новизна

Оборудование центра «Точка роста используется для демонстрации опытов на уроках, внеурочной деятельности, что сделает их гораздо интереснее. Цифровые датчики комплектов и цифровой микроскоп «Точки роста» позволяют измерить величины, которые невозможно измерить и увидеть с помощью традиционного школьного оборудования.

Целевая аудитория.

Учащиеся 8-10 классов

Условия реализации.

Наличие современного оборудования кабинета физики и биологии позволяет учителю перевести учебный процесс на качественно новый уровень, так как возникают новые возможности для построения системы работы учителя по организации учебного процесса как на уроке (объяснение нового материала, закрепление, контроль знаний), так и во внеурочное время (домашние задания, творческие работы, отработка пропущенного материала, подготовка к урокам, дополнительное образование).

Интегрированный мастер-класс по физике и биологии по теме:

«Опытно-экспериментальная деятельность учащихся в Точке роста»

“Исследовать- значит видеть, то, что видели все,

и думать так, как не думал никто”

Альберт сент-Дьёрди.

Цель: С помощью исследований выявить единство сил естественных наук.

Задачи:

Образовательные:

 1) формировать познавательный интерес к физике и биологии;

2) формирование исследовательских навыков, в том числе с использованием оборудования «Точка Роста» через внеурочную деятельность по предмету;

3) определить зависимости остывания воды от разной температуры воды и окружающей среды.

4) Ознакомление учащихся, по материалам информаций, с общей характеристикой меда, биологическим составом меда, его видами, способом хранения, получения, применением меда и изучить литературу по проблеме положительного влияния мёда на здоровье человека, а также способов фальсификации мёда.

5) провести исследование значения рН в овощах и фруктах

6) установить экспериментальным путем проходимость электрического тока в овощах и фруктах

Развивающие:

развивать познавательный интерес учащихся; интеллектуальные и творческие способности; умение использовать знания в практической деятельности; развивать коммуникативные способности;

Воспитательные:

воспитывать культуру речи, интерес к предмету, умение взаимодействовать в группах. Формировать культуру здорового питания,

Планируемые результаты:

Предметные: применение знаний по физике и биологии к различным профессиям, формирование навыков работы с лабораторным оборудованием во внеурочное время.

Метапредметные:

Регулятивные: постановка цели и определение задач, планирование исследовательской деятельности, умение выбирать средства для организации своей деятельности

Коммуникативные: умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблемы, строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками.

Познавательные: поиск и выделение информации, создание способов решения проблем исследовательского характера.

Личностные: мотивация к деятельности, развитие критического мышления

Оборудование: ноутбук с установленной программой Releon Lite, цифровые лаборатории по биологии и физики (цифровой микроскоп, медный и цинковые пластины, датчик температуры и щуп для измерения температуры) образцы меда, фрукты, овощи, пробирки, предметные и покровные стекла, проектор, презентация.

Ход мероприятия

1.Вводное слово (учитель)

Добрый день. Сегодня хотим вам представить совместное занятие по физике и биологии с использованием цифровой лаборатории центра “Точка роста” на котором вы узнаете о возможнастях, которые он открывает для наших педагогов и учащихся. Выясним из каких фруктов и овощей можно получить электрический ток, и в каких фруктах кислотно-щелочной баланс находиться в пределах нормы. Определим показатели качества меда. И исследуем скорость остывания воды в различных сосудах.

Мастер-класс “Питание как фактор здоровья»

Слово учителя. Трудно найти в мире человека, который не знал бы о меде. Этот уникальный продукт употребляют на всех континентах. Ароматный, вкусный мед обожают и дети, и взрослые. Следует отметить, что ценнейшими свойствами обладает только натуральный мед. Здоровый заменитель сахара, мед очень питателен и полезен для здоровья. Польза меда на практике подтверждена миллионы раз, и человек, использующий мед для лечения или поддержания своего нормального состояния здоровья, практически не нуждается в тех лекарственных препаратах, которые предлагают аптеки. Мёд – это очень полезный продукт и люди издавна использовали его для лечения. В последнее время всё чаще и чаще наблюдаются вспышки простудных вирусных заболеваний, с которыми бороться с помощью лекарств оказывается всё труднее, поэтому многие обращаются к природным источникам здоровья и бабушкиным рецептам, а фальсифицированный мёд может принести немало вреда здоровью человека. С тем утверждением, что мёд полезен для здоровья взрослых и детей – спорить никто не будет. Однако, польза в этом утверждении — величина, зависимая от качества самого мёда. Большинство людей не знают, как определить натуральность мёда.

К сожалению, на сегодняшний день встречается немало продавцов, которые, в погоне за выгодой, продают ненатуральный, загустевший, незрелый или наоборот, старый перезревший мед, не обладающий никакими полезными свойствами, а порой даже вредный для человеческого организма. Определить же на первый взгляд, правду ли говорит продавец, утверждающий, что он реализует свежий, натуральный и правильно добытый продукт, человеку, далекому от профессионального пчеловодства, довольно сложно. Мы решили разобраться в проблеме и найти доступные способы определения качества меда.

«Требования к меду» (ученик)

Натуральный мёд является не только ценным продуктом питания, но и обладает ярко выраженными лечебно-диетическими и профилактическими свойствами. Однако получение натурального пчелиного мёда связано со значительными материальными затратами. Высокие цены на натуральный мёд делают его объектом фальсификации (подделки). Поэтому определение качества мёда является очень актуальным.

Мёд уникален как медикамент, успешно выдерживавший тысячелетние испытания на безвредность.

С лечебной целью он использовался во все времена и всеми народами. Египетские папирусы, написанные более 3 тысяч лет назад, свидетельствуют, что уже тогда он широко применялся для лечения и профилактики самых различных заболеваний.

Химический состав мёда зависит от вида медоносных растений, климатических условий, в которых эти растения произрастают, и способа товарной обработке мёда.

Цветочный мёд содержит в среднем:

– воды – 13-20 %;

– углеводов (в основном глюкоза и фруктозы) – свыше 80 %;

– белков – 0,4 %.

в состав мёда входят минеральные, ароматические и красящие вещества, витамины В1, В6, С, РР и др., а также органические кислоты и ферменты.

В мёде определяются более 300 веществ, 30 микроэлементов. Мёд как источник микроэлементов представляет особую ценность, ведь они играют чрезвычайно важную роль в вашем организме.

Роль витаминов и микроэлементов чрезвычайно важна также в профилактике преждевременного старения и возрастных заболеваний.

В природе нет лучшего средства, способного доставить нам оптимальное количество микроэлементов, чем мёд.

Мед имеет довольно резкий вкус (за исключением липового) и может раздражать слизистую оболочку горла и желудка. Поэтому лучше принимать его в виде раствора.

Требования к качеству мёда, хранение.

Зрелый натуральный цветочный мёд обладает способностью сохраняться очень долго, существенно не изменяя своего качества. Это объясняется тем, что в нем содержатся вещества, которые оказывают неблагоприятное действие на различные микробы. Однако мёд содержит особый вид осмовильных дрожжей, обладающих способностью сбраживать высокие концентрации (до 80 %) раствора сахара. При наличии благоприятных условий для развития этих дрожжей происходит закисание продукта.

Зрелый мёд, содержащий 17-18 % воды, как правило, не закисает. Повышение водности свыше 20 % вызывает его закисание. На этот процесс большое влияние оказывает температура. При 11-19^ОС мёд закисает быстро. Повышение и понижение этой температуры замедляет процесс закисания. При более низкой температуре даже незрелый мёд не закисает.

При хранении мёда необходимо учитывать тот фактор, что этот продукт обладает способностью поглощать влагу и посторонние запахи. Относительная влажность в помещении, где хранится мёд, должна быть в пределах 60 % и не выше 80 %. В сыром помещении даже зрелый мёд будет поглощать влагу из воздуха и закисать. Лучше всего мёд хранится при температуре от 0 до 5 ^ОС.

Хранить мёд рекомендуется в стеклянной, глиняной, эмалированной и деревянной таре.

Для исследования мы взяли 5 видов меда из разных хозяйств и номеровали.

1. Глаза помогают нам определить цвет, чистоту, однородность меда и возможные дефекты кристаллизации.

Цветочный мед бывает от светлого до темного цвета. К лучшим сортам относят мёд, имеющий светлую окраску. Такой мед под номерами №___

Натуральный пчелиный мёд сохраняется, как правило, в жидком, сиропообразном состоянии до сентября – ноября, а затем начинает кристаллизироваться. Мёд, начавший кристаллизироваться, при соответствующих условиях хранения закисает быстрее, чем сиропообразный.

Прогретый мёд темнеет, изменяется его вкус, аромат и частично разрушаются биологически активные вещества. Мед под № ___ жидкий – вывод прогретый.

Вкус мёда может служить объективным показателем при браковке мёда. В соответствии со стандартом он должен быть сладким, приятным на вкус, бес посторонних привкусов. Все меды на вкус приятные.

Бывает, что мёд при хранении образует снизу и сверху – сиропообразную жидкость. Это указывает на то, что мёд не зрелый и содержит повышенное количество воды. У меда под № ___ с верху образовалась жидкость. Мед не зрелый.

На этой тарелке 5 видов меда и мы капнули йод на мед и видим, что цвет йода не поменялся , если хозяин добавил бы для загустения крахмал , то раствор окрасился бы в синий цвет.

С помощью химического карандаша можно вычислить мед разбавленный водой. Такой реакции у нас не наблюдается.

Излишков влаги можно выявить и с помощью бумаги. Натуральный мед не оставит следов на бумаге. Мы это видим. Бумага чистая.

Таких методов для определения достаточно много. А вот некоторые качества можно определить только в условиях лаборатории.

-Проверка меда микроскопом.

Через микроскопом мы видим пыльца, кристаллы. В искусственном меде пыльцевых зерен нет. И видим что инородных предметов нет.

Теперь определим среду с помощью датчика РН.

Ученик рассказывает про РН.

Водная среда любого тела может иметь кислотные или щелочные свойства, которые определяются по специальной шкале, называемой pH-фактором (pH – potential hydrogen – потенциальный водород).

Если уровень pH находится в пределах от 1 до 6,9, то среда называется кислой, 7 – нейтральной, а при уровне pH от 7,1 до 14 является щелочной.

Таким образом, чем ниже pH-фактор, тем выше кислотность; чем выше pH, тем выше щелочность среды. Незнание уровня своего рН может привести к печальным последствиям!

Повышенная кислотность в организме.

Дисбаланс рН организма у большинства людей проявляется в виде повышенной кислотности (состояние ацидоза).

Ацидоз — это нарушение кислотно-щелочного баланса, при котором повышается кислотность крови, а pH падает менее 7.35, отсюда накопление вредных продуктов в организме и угнетение сознания. Закономерным окончанием выступает кома, а затем и смерть

Признаки ацидоза:

1.Вздутие живота.

2.Состояние апатии, плохое настроение.

3.Изжога. Она обычно возникает либо сразу после приема пищи, либо в тот момент, когда человек принял лежачее положение. Ощущение тяжести. Боль.

Отрыжка, которая обычно бывает либо с кислым, либо с горьким привкусом.

4.Проблемы с аппетитом.

Ощущение постоянного дискомфорта в области желудка, которые могут проявляться потягиванием, тяжестью, покалыванием и т.д.

В этом состоянии организм плохо усваивает минералы, такие как кальций, натрий, калий и магний, которые, благодаря избыточной кислотности, выводятся из организма.

От недостатка минералов страдают жизненно важные органы.

Не выявленный вовремя ацидоз может вредить организму незаметно, но постоянно в течение нескольких месяцев и даже лет, вызывая гастрит и язву.

Пониженная кислотность.

Коварство ситуации в том, что пониженная кислотность желудка "ведет себя тихо" и протекает незаметно для человека.

Вот перечень признаков, которые позволяют заподозрить снижение кислотности желудка.

- Дискомфорт в желудке после еды

- Тошнота после приема лекарств

- Метеоризм в тонком кишечнике

- Множественные пищевые аллергии

- Дисбактериоз или кандидоз

- Расширенные кровеносные сосуды на щеках и носе

- Угри

- Слабые, расслаивающиеся ногти

- Анемии из-за плохого всасывания железа

И определяют РН меда.

Результаты:

Выводы

Данная научно-исследовательская работа имеет большое значение для определения качества продуктов питания, что помогает нам в выборе качественного меда.

Мы выяснили, что свежий мед представляет собой густую прозрачную полужидкую массу, начинающую с течением времени постепенно кристаллизовываться.

Кристаллизация меда указывает на его доброкачественность.

• В нашей работе мы определяли что образцы под № соответствуют требованиям, но мед под № после 10 месяцев остался жидким, значить прогретый, соответственно мед потерял полезные качества .

- Слова учителя биологии о фруктах. Овощи и фрукты – это источник здоровья человека, молодости и красоты. В растительных продуктах содержится огромное количество витаминов, минералов, клетчатки и других веществ, необходимых для правильного функционирования человеческого организма. Фрукты и овощи заключают в себе способность укреплять иммунитет человека, защищать организм от различных заболеваний. Большим плюсом является содержание в овощах и фруктах антиоксидантов – веществ, которые замедляют процесс старения организма. Употребление фруктов и овощей, умение их правильно хранить и приготавливать обеспечивают человеку крепкое здоровье, энергичность и привлекательность.

Достаточное употребление в пищу овощей и фруктов благотворно действует на весь организм, улучшая работу всех обменных процессов, в том числе обмена веществ, что позволяет чувствовать себя лучше, быть здоровее, и внешний вид будет соответствовать этим позитивным изменениям. Всё это объясняется содержанием в овощах и фруктах таких витаминов как каротин (провитамин А), витамины С, К и Р, также они содержат сахарозу, фруктозу, пектины, клетчатку, крахмал, органические кислоты, минеральные соли. Давайте выясним в каких фруктах кислотно-щелочной баланс находиться в пределах нормы и не повредят здоровью.

Девочки определяют Рн фруктов (лимон, апельсин, яблоко) и записывают на доске.

Вывод : лимон имеет кислую среду……Эти фрукты показали кислую среду, значит употреблять надо в пищу в умеренном количестве.

Мастер-класс «Получение электрического тока из фруктов и овощей.

Какие исследования можно провести с овощами и фруктами? Оказывается,

фрукты и овощи являются источником электрического тока и из них можно сделать батарейку.

- Что такое электрический ток?

- Электрический ток — это движение электрически заряженных частиц.

- Давайте вспомним из чего состоит гальванический элемент? Т.е. батарейка.

ученик:

Любая батарейка - это ничто иное, как две металлические пластины, помещённые в специальное химическое вещество – электролит. Одна пластина подключена к выводу « + », а другая к выводу « - ». В электролите протекает реакция, в ходе которой выделяется энергия в виде электрического тока. Батарейки бывают разнообразной формы и размеров. Но все они работают по одному принципу. В них создаётся электрический заряд в результате реакции между двумя химическими веществами, в ходе которой электроны передаются от одного из них другому.

- Как мы уже выяснили фруктовый и овощной сок по своему составу представляет собой слабую кислоту, поэтому если вставить во фрукт или овощ 2 электрода: один медный - другой цинковый, то между электродами потечёт слабый ток.

Эксперимент по созданию батареек

Для создания батарейки нам понадобились следующие материалы:

• цинковые пластины (можно металлические гвозди),

• медная проволока,

• фрукты и овощи,

• мультиметр - прибор для измерения силы тока и напряжения.

В самодельном гальваническом элементе цинковая пластина (гвоздь) действует как отрицательный электрод, а медная проволочка – как положительный. Электролитом (жидкость проводящая ток) является сок фруктов и овощей.

Измеряется напряжение каждого фрукта и овоща. Записывается на доске.

Сделать вывод, какой фрукт или овощ лучше вырабатывает ток.

Вывод: так как лимон имеет кислую среду, поэтому у него электрический ток больше.

А теперь для увеличения напряжения попробуем собрать цепь из данных овощей и фруктов для того, чтобы включить светодиодную лампочку.

Шаг 1. Взяли лимон, с одной стороны воткнули оцинкованный гвоздь, с другой – медную проволоку.

Шаг 2. Присоединили к лимону при помощи этой проволоки яблоко с одной стороны, а с другой – воткнули гвоздь.

Шаг 3. Аналогичным образом подсоединили остальные элементы яблоко-апельсин-картофель-яблоко.

Шаг 4. К яблоку с другой стороны добавили медную проволоку.

Шаг 5. Подсоединим светодиодную лампочку и посмотрим, будет ли она гореть.

Лампочка загорается .

Выводы:

1. Фрукты и овощи могут служить источниками тока, если ввести в них медный и цинковый электроды.

2.Экспериментально установлено, что сила тока и напряжение у исследуемых овощей и фруктов не одинаковые.

3. Проанализировав электропроводность установлено, что сырые овощи и фрукты проводят электрический ток, это связанно с содержанием влаги в сырых продуктах.

4. Овощи и фрукты можно использовать в качестве батареек с низким потреблением энергии.

Мастер-класс «Остывание воды в сосудах из различного материала»

Учитель физики:

- А теперь вторая часть работы, где определим с помощью датчика температуры скорость остывания горячей воды в алюминиевом и стеклянном сосудах.

Для этого нам нужны будут следующие приборы:

датчик температуры, щуп для измерения температуры, которые подключим к программе Релеон, сосуды из стекла и алюминия, горячая вода.

Прежде чем приступить к выполнению работы, проведем инструктаж по ТБ

Инструктаж по теме:  «ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ»

1.        При выполнении лабораторных работ нельзя пользоваться разбитой стеклянной посудой или посудой с трещинами.

2.        Осколки стекла нельзя собирать со стола руками. Для этого нужно использовать щетку с совком.

Скорость остывания равна отношению разности температур в начальном и конечном состояниях, к промежутку времени, за который произошло это изменение температуры:

Ход работы:

1.подсоединить датчики к компьютеру,

2.налить в сосуды горячую воду.

3.Опустить щуп, подождать пока щуп примет температуру воды.

4.Зафиксировать начальную температуру, конечную температуру, время. Записать в таблицу.

таблица 1 – Зависимость скорости остывания воды от вида сосуда

Итак, в выводе мы напишем, что при одинаковых условиях скорость остывания воды в ____________ сосуде больше, чем скорость остывания воды в _____________сосуде . При этом чем больше разность температуры воды и окружающей среды, тем скорость остывания воды выше.

Алюминиевый стакан прогревается быстрее, это происходит потому, что теплопроводность алюминия выше, чем теплопроводность стекла.

Заключение: Предметы естественно-научного цикла связаны друг с другом и исследуя мы видим, то что видели все и думаем так, как не думает никто.

Список литературы:

1.Аганин В. П. Мед и его исследование. – Саратовский университет, 1985.

2.Солодова Н. И., Волкова Н.А., Волков В. Н. Мед и его качество. – М: Химия в школе, 2005.

3. Майоров А.Н. «Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке» Ярославль, Академия развития, 1999 г.

4.Елькин В.И. «Необычные учебные материалы по физике» М., Школа-Пресс, 2000 г.