Конспект урока биологии с применением LEGO Mindstorms EV3 «Этология китообразных. Эхолокация, на примере дельфина»

Этапы урока

Содержание урока

Организационный момент.

Актуализация знаний.

Работа по теме урока.

Физкульт-минутка.

Эксперимент. Самостоятельная работа в группах. Работа с моделями Lego

Рубрика «Это интересно»

6. Закрепление изученного на уроке

​​​​​​​

Итоги урока. Рефлексия.

8. Домашнее задание.

Проверка готовности учащихся к уроку, подготовленность рабочего места.

Какую группу позвоночных животных мы изучаем?

Какие среды обитания освоили млекопитающие животные?

- Сегодня мы с Вами продолжим изучение китообразных.

Но для этого давайте немного вспомним пройденный материал.

Ответьте, пожалуйста, на вопрос: В сказке «Конек-горбунок» есть фраза «чудо-юдо рыба-кит». Что неверно в этой фразе?

Ответ: кит не рыба, а млекопитающее.

Тест – игра «Верно ли утверждение?» (Учитель читает утверждения, а учащиеся в тетрадях проставляют цифры от одного до десяти и напротив каждой цифры ставят «+», если утверждение верно и  « - », если утверждение не верно.

Вопросы:

1. Киты и дельфины – млекопитающие животные.

2. Тело дельфинов покрыто мелкой шерстью.

3. Хорошо плавать китообразным помогает мощный хвост.

4. Каждый вдох – выдох у китообразных происходит через ноздрю – дыхало с промежутком 15 -20 мин.

5. Китообразные, как и рыбы, откладывают икру.

6. Детёнышей китообразные выкармливают молоком.

7. Во рту у синего кита имеются роговые пластины – китовый ус.

8. Кашалот – это кит, который имеет зубы.

9. Дельфин крупнее синего кита в два раза.

10. Китообразные – ценные животные, от них можно получить много мяса и жира. [1]

Дано определение "сенсорная система"(совокупность периферических и центральных структур нервной системы, ответственных за восприятие сигналов различных модальностей из окружающей или внутренней среды). Ребята, как Вы думаете, что это за система и какие функции она выполняет?

Ответы: система, предназначенная для анализа раздражителей из окружающей среды. Функции: обеспечение обнаружения, различения и опознания сигналов внешнего мира и формирования сенсорных образов.

Какие вы знаете способы ориентации животных (морфологические адаптации)

Ответы:

Зрительная: птицы;

Слуховая: дельфины, рыбы;

Эхолокационная: летучие мыши;

Хемореципторная: общественные насекомые;

Тактильная: кошачьи, собачьи;

Электрорецепторная: круглоротые (минога);

хвостатые амфибии (тритон).

А теперь загадка:

Видим в мире тут и там –

Он относится к китам,

Не с усами, а зубаст,

Но погладить себя даст,

И с людьми он встрече рад,

Ждёт за это лишь наград. (Дельфин) [2]

Какова же тема нашего урока?

«Этология китообразных. Эхолокация, на примере дельфина».

Рассказ учителя.

В семейство дельфиновые входят обычно некрупные особи длиной от 1 –до 10м. Все дельфиновые прекрасно плавают, легко ориентируются даже в мутной воде. Между собой общаются с помощью звуковых сигналов. Наиболее широко распространены дельфины –афалина, белобабочка, касатка. Все дельфиновые хищники. Касатки могут нападать на других китов, ластоногих, пингвинов. Зубатые киты обладают очень сложной звуковой сигнализацией. Они издают и воспринимают ультразвуки. Благодаря этому, дельфины находят пищу и избегают столкновений с препятствиями даже в мутной воде. Они легко приручаются благодаря тому, что обладают исключительными способностями к обучению. Дельфины очень дружелюбны. Известны случаи, когда дельфины спасали тонущих в море людей, защищали от нападавших акул.

Эти уникальные животные готовы служить людям не менее усердно, чем  наземные четвероногие друзья – собаки. Кстати «дельфин» производное от греческого слова «дельфос», что в переводе значит «брат». (конспект Учитель В. И. Лунькова)

Далекие исторические предки дельфинов жили на суше. Неизвестно, что заставило их переселиться в воду: недостаток ли пищи или обилие врагов. Но, начав вторично свой водный образ жизни, предки дельфинов обнаружили весьма неприятное свойство водной среды: даже в очень чистой воде дальше 10–20 метров ничего не увидишь. А если занырнуть поглубже или вода станет мутной, то и на 2–3 метра, что называется, «хоть глаз коли» – ничего не видно. Вот здесь, по-видимому, предки дельфинов и сделали свои первые попытки заменить глаза ушами, попытаться научиться «видеть» ушами. Благо слышно в водной среде еще лучше, чем в воздухе: звук распространяется, чуть ли не в 5 раз быстрее и на значительно большее расстояние

Но чтобы ориентироваться по слуху, надо заставить предметы звучать. Слепой человек пользуется для этого своим посохом, постукивая им по предметам. Дельфины приспособили для этой цели звуковую волну, точнее, короткий звуковой щелчок, или локационный импульс, который они научились издавать весьма рациональным способом – при помощи сложного лабиринта воздушных каналов и мешков, расположенных в верхней части головы над черепной коробкой. Эти локационные импульсы, необычайно короткие и резкие (длительность – стотысячные доли секунды), хорошо выполняют роль ударного молоточка, заставляющего звучать подводные предметы (что и создает отраженные сигналы, то есть эхо). К тому же дельфины научились излучать их узким направленным пучком при помощи специальной жировой фокусирующей линзы и черепа – рефлектора. Это дает им возможность направлять звуковой луч-импульс на различные подводные предметы, как луч фонарика. Наткнувшись на любое препятствие, звуковой луч-импульс в виде эха возвращается обратно к дельфину, неся в себе информацию о свойствах предмета, ибо характер эха различный при отражении от разных предметов

Вот здесь-то и требуется дельфину необычайно тонкий и острый слух, способный выделить эту информацию и оценить свойства предмета. Вот здесь-то и происходит одно из многочисленных чудес природы: дельфин без всякого участия глаз как бы видит предмет ушами.

Таким образом, эхолокатор дельфина подобно рентгеновскому аппарату «видит» материал. И эта удивительная способность основана на тонкости слуха дельфина, а также на свойстве звуковой волны в воде проникать внутрь тела и переизлучаться в виде «вторичного» эха, которое и доставляет изощренному слуху дельфина информацию о внутренней структуре материала. [3]

Зарядка для глаз под звуки дельфинов.

Далее что бы на практике смоделировать эхолокацию дельфинов мы проведем практическую работу «Изучение эхолокации дельфинов, с помощью запрограммированная модель «Дельфина», сконструированного из LEGO Mindstorms EV3».

На уроке мы используем уже готовые модели, которые являются проектными работами детей по биологии.

Учащиеся делятся на 2 группы, каждая группа проводит практическую работу по инструктивной карточке (смотри ниже), оформляя результаты и наблюдения соответствующим образом в тетради. Приложение 1.

А вы знали…..

-Синий кит достигает в длину 33 м, и веса в 150 т.

-Кашалоты могут находиться под водой до 1,5 часов с одним и тем же запасом воздуха.

-Жирность молока китообразных до 54%, т.е. в 10 раз питательнее коровьего.

-Желудок синего кита вмещает до 1,5 т рачков.

-Глаз крупного кита имеет массу около 1 кг.

-В 1910-1979 годах в океанах было добыто 2,4 млн. китов. С 1986 года охота на все виды китов ограничена.

Итак, мы сегодня с вами наглядно узнали (с помощью модели LEGO),как эхолокация позволяет определять положение объектов, размеры, форму и собственное положение в окружающем пространстве при недостатке освещенности.

Задание: перед Вами карточки с представителями животного мира водной среды и их названия. Одна группа берет названия, друга картинки. Через 2 минуты, попрошу Вас образовать пары название животного и его изображение.

Проверка выполненного задания.

А теперь, разделитесь на 2 группы обратно, только по определенному признаку. (картинка от названия не отделяется).

Решение: Дети делятся на группы: 1. Китообразные, 2. Рыбы.

Почему Вы так разделились? В чем отличия?

Ответы детей.

Наш урок подходит к завершению.

Понравился ли вам урок?

Что особенно понравилось?

О каких животных вы узнали?

На доске напротив смайликов с разным настроением укреплены картинки с изображением Китообразных : веселого и приветливого дельфина с цветком, равнодушного и спокойного кита, и мрачного агрессивного кашалота.

Составить синквейн по группам:

1-группа –на тему «Китообразные»,

2-группа –на тему «Ластоногие»,

3-группа –на тему «Хоботные»,