Вводный урок по биологии «Введение. Объект изучения биологии - живая природа. Признаки живых организмов и их многообразие. Уровневая организация живой природы и эволюция»

МДК/Дисциплина

ОУДп.14 Биология

Группа

Ф – 21; Ф – 22; Ф-23

Тема занятия

Введение. Объект изучения биологии - живая природа. Признаки живых организмов и их многообразие. Уровневая организация живой природы и эволюция (краткая запись: уровневая организация живой природы).

Вид занятия

урок

Цель занятия

Формировать (ПК и ОК) ПК 1.1-1.4; ПК 2.1-2.2; ПК 2.4.-2.5; ПК 3.2-3.4; ОК 1-10; ОК 12-13

Задачи занятия

обобщить имеющиеся у студентов знания и сформировать понятие о биологии как о комплексной науке, изучающей все аспекты живого; • познакомить студентов с различными методами познания; ознакомить со взглядами ученых-биологов различных эпох; • раскрыть основные этапы научного исследования и важнейшие методы, применяемые в биологии.

Аппаратное и программное обеспечение

ПК, интерактивная доска

Средства обучения

Методы и приемы

Лекция, беседа, рассказ, работа с книгой, демонстрация схем, таблиц, плакатов

Используемые педагогические технологии

Методы проблемного и развивающего обучения; технология саморазвивающего обучения, мультимедиа технология

Организационная структура занятия

Этап 1

Организационный момент

Цель этапа

Психологический настрой учащихся, обеспечение нормальной обстановки на уроке

Длительность этапа

5 мин

Этап 2

Актуализация знаний (проверка домашнего задания)

Цель этапа

Получить представление о качестве усвоения учащимися материала, определить опорные знания

Длительность этапа

20 мин

Форма организации деятельности обучающихся

Фронтальная работа; индивидуальная работа

Функции преподавателя на данном этапе

Привлечение к размышлению, организация, направление, контроль, корректирование, инструктирующая

Содержание этапа

Беседа по высказыванию

Объясните высказывание Ф. Феллини: «Из всех приключений, уготовленных нам жизнью, самое важное и интересное, — отправиться внутрь самого себя, исследовать неведомую часть себя самого».

Развитие

(закрепление ПК и ОК)

ПК 1.1-1.4; ПК 2.1-2.2; ПК 2.4.-2.5; ПК 3.2-3.4; ОК 1-10; ОК 12-13

Этап 3

Объяснение нового материала

Цель этапа

Целесообразными методами довести до сознания обучающихся программный материал и добиться того, чтобы они его полно, глубоко и прочно усвоили

Длительность этапа

30 мин

Форма организации деятельности обучающихся

Коллективная работа

Функции преподавателя на данном этапе

Лектор, ведущий диалога, информатор

Содержание этапа

План:

Введение

Многообразие и свойства организмов. Уровневая организация организмов.

Основные понятия и термины по теме: биология-наука о живых организмах. гомеостаз, единство живой и неживой природы, изменчивость, наследственность, обмен веществ, уровень жизни, биологические системы, изучаемые на данном уровне, молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно – видовой, биогеоценотический, биосферный.

План изучения темы:

1. Биология как наука. Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира  и в практической деятельности людей.

2. Признаки живых организмов

3. Уровневая организация живой природы и эволюция

4. Многообразие живых организмов

Краткое содержание темы:

Биология — это наука о жизни, о живых организмах. Она изучает различные формы жизни, их строение и разнообразие, а также законы природы.

Название биология произошло из греческого языка. Греческое βίος, bios означает «жизнь»; λόγος, logos — «наука». Это наука о всех живых организмах, изучающая то, как они растут, питаются, двигаются, а также размножаются и развиваются.

Выделяют несколько разделов биологии.

Существуют и другие разделы биологии.
Биология тесно связана с физикой, химией, медициной, сельским хозяйством, лесоводством и другими отраслями науки, объединяя которые, получают такие отрасли науки как биофизика, биохимия, биогеография, биоинженерия и даже космическая биология.

Теория:

Организм— это любой живой объект: животное, растение, даже бактерия!

Несмотря на большое разнообразие живых организмов они обладают признаками, характерными только для живых организмов —признаками жизни.

Признаки жизни — это дыхание, питание, выделение веществ, рост и развитие, движение, раздражимость и размножение.

Дыхание — поглощение кислорода и выделение углекислого газа.

Питание — поглощение питательных веществ и воды. 

Выделение веществ — выведение из организма излишней воды, неиспользованных питательных веществ, углекислого газа.

Рост— увеличение размеров и массы.

Развитие — приобретение новых качеств.

Движение — изменение положения тела в пространстве.

Раздражимость — способность организма реагировать на изменения среды.

Размножение — воспроизведение себе подобных.

3. Особь и вид. Царства организмов

Теория:

Каждый организм, который мы видим в окружающей действительности, в биологии определяется как особь.

Особь (или индивид) является основной единицей различных форм жизни (растений, животных, грибов).

Пример:

Дуб, растущий в парке.

Каждой особи характерны свои индивидуальные особенности. Тем не менее особи могут быть похожи друг на друга, например, все кошки. Их никогда нельзя перепутать, например, с собаками. Они отличаются, потому что принадлежат к разным видам.

Вид — это группа особей, имеющих сходное строение, которые способны скрещиваться между собой, обеспечивая плодовитое потомство.

Многие виды, сходные образом жизни, питанием и средой обитания, можно объединять в более крупные группы.

Необходимость объединения живых существ в различные группы или их систематизация появилась ещё в древности. Так появилась биологическая наука — систематика. Её основателем является шведский естествоиспытатель Карл Линней.

В разные периоды времени различные учёные подразделяли живых существ по-разному. В настоящее время выделяют 4 царства живых организмов: Животные, Растения, Грибы, Бактерии.

Царство — очень большая группа организмов, обладающих сходными признаками строения, питания и жизни в природе.

В данном курсе мы будем изучать царства: Растения, Бактерии, Грибы. Из этих трех царств живой природы самое крупное и многообразное — царство Растения. Оно включает около 350 тыс. видов, тогда как грибов к настоящему времени известно около 100 тыс. видов, а бактерий около 20 тыс. видов. 

Бактерии и грибы были выделены в отдельные царства только в ХХ веке, когда были обнаружены их значительные отличия от растений.

Растения в настоящее время — это основа жизни всего органического мира. Именно растения создают условия для существования всего живого на Земле. Живые растения и их отжившие и опавшие части — листья, плоды, ветви, стволы — дают пищу животным, грибам и бактериям.

Также велико значение в природе бактерий и грибов — многие из них превращают растительные и другие органические остатки в перегной, который вновь используется растениями. 

Понимая огромное значение живых организмов, мы должны очень бережно относиться к ним, чтобы сохранить на Земле все их многообразие и богатство. Для этого каждому человеку необходимо хорошо знать биологию.

2. Методы исследования в биологии

Теория:

Метод — это путь исследования, который проходит учёный, решая какую-либо научную задачу, проблему.

Научный метод — это совокупность приёмов и операций, используемых при построении системы научных знаний.

Методы, универсальные для всех биологических наук: описательный, сравнительный, исторический иэкспериментальный.

Описательный метод. В основе его лежит наблюдение. Он широко применялся еще учёными древности, занимавшихся сбором фактического материала и его описанием(изучение и описание животных и растений), а также применяется в настоящее время (например, при открытии новых видов).

Наблюдение — метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте (восприятие природных объектов с помощью органов чувств).

Пример:

Наблюдать можно визуально, например, за поведением животных. Можно наблюдать с помощью приборов за изменениями, происходящими в живых объектах: например, при снятии кардиограммы в течение суток, при замерах веса телёнка в течение месяца. Наблюдать можно за сезонными изменениями в природе, за линькой животных и т.д. Выводы, сделанные наблюдателем, проверяются либо повторными наблюдениями, либо экспериментально.

Сравнительный метод стал применяться в XVII в. Он позволяет выявлять сходства и различия между организмами и их частями (систематизация растений и животных, разработка клеточной теории). В наше время сравнительный метод также широко применяется в различных биологических науках.

Исторический метод — установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходившими на протяжении исторически длительного времени (несколько миллиардов лет). Этот метод помогает осмыслить полученные факты, сопоставить их с ранее известными результатами. Этот метод стал широко применяться во второй половине XIX века (обоснование теории эволюции Ч. Дарвина). Применение исторического метода позволило превратить биологию из науки описательной в науку, объясняющую как произошли и как функционируют многообразные живые системы.

Экспериментальный метод — это получение новых знаний (изучение явления) с помощью поставленного опыта. 

Эксперимент — метод исследования в биологии, при котором экспериментатор сознательно изменяет условия и наблюдает, как они влияют на живые организмы. Эксперимент можно проводить как в лаборатории, так и на открытом воздухе.

Экспериментальный метод начал применять в своих исследованиях при изучении кровообращения Уильям Гарвей (1578-1657г.), а широко использоваться в биологии (при изучении физиологических процессов) он начал с XIX в. Г. Мендель, изучая наследственность и изменчивость организмов, впервые применил эксперимент не только для получения данных об изучаемых явлениях, но и для проверки гипотезы, формулируемой на основании получаемых результатов. 
В XX в., благодаря появлению новых приборов для биологических исследований (электронный микроскоп, томограф, и др.), экспериментальный метод стал ведущим в биологии. Моделирование, которое считают высшей формой эксперимента, также применяют в современной биологии (ведутся активные работы по компьютерному моделированию важнейших биологических процессов, основных направлений эволюции, развития экосистем и всей биосферы).

Биология делится на множество частных наук, изучающих различные биологические объекты: биология растений и животных, физиология растений, морфология, генетика, систематика, селекция, микология, гельминтология и множество других наук. Поэтому наряду с общебиологическими методами, выделяют методы, которые используются частными биологическими науками:

генетика — генеалогический метод изучения родословных,

селекция — метод гибридизации,

гистология — метод культуры тканей и т.д.

Научный факт — это форма научного знания, в которой фиксируется некоторое  конкретное явление,  событие; результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов.

Гипотеза — предположение или догадка; утверждение, предполагающее доказательство, в отличие от аксиом, постулатов, не требующих доказательств.

Теория — наиболее развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определенной области действительности; учение, система идей или принципов, является совокупностью обобщенных положений, образующих науку или её раздел.

3. Развитие биологии как науки

Теория:

С тех пор как человек стал осознавать свое отличие от животного мира, он начал изучать окружающий его мир. Кратко рассмотрим как происходило развитие науки биологии и назовём имена некоторых выдающихся учёных, внёсших вклад в её развитие.

Сначала исследователи изучали отдельные организмы, собирали их, составляли списки растений и животных, населяющих разные места. Обычно этот период изучения живых организмов называют описательным, а саму дисциплину — естественной историей (естественная история является предшественницей биологии).

Гиппократ (460- ок.370г. до н.э.) — основоположник медицины. Дал первое относительно подробное описание строения человека и животных, указал на роль среды и наследственности в возникновении болезней.

Аристотель (384-322г. до н.э.) — основоположник зоологии. Описал многих животных, положил начало систематике (он делил окружающий мир на четыре царства: неодушевленный мир земли, воды и воздуха, мир растений, мир животных и мир человека).

Теофраст (372-287г. до н.э.) — основоположник ботаники. Описал более 500 видов растений, указав сведения о строении и размножении многих из них.
Гай Плиний Старший (23-79 г.) — написал 37 томов энциклопедии "Естественная история", которая почти до средневековья была главным источником знаний о природе.
Клавдий Гален (ок.130 - ок.200 г.) — первым сделал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны.

В средние века господствующей идеологией была религия, но шло накопление знаний о живых организмах.
Самый известный учёный Эпохи Возрождения (переходной от культуры средних веков к культуре нового времени) Леонардо да Винчи (1452-1519 г.) внес определенный вклад и в развитие биологии. Он изучал полёт птиц, деятельность сердца и зрительную функцию глаза, способы соединения костей (отметив сходство суставов и костей человека и животных).
В Эпоху Великих географических открытий (во второй половине XV в.) естественнонаучные знания начинают быстро развиваться и биология подразделяется на отдельные науки.
В XVI−XVII веках стали стремительно развиваться ботаника и зоология.
Изобретение микроскопа, в начале XVII в., позволило открыть невидимые для невооруженного глаза живые организмы (бактерии, простейшие).
Карл Линней (1707-1778г.) предложил систему классификации животных и растений с использованием бинарной номенклатуры (двойных видовых названий).
Карл Максимович Бэр (1792-1876) сформулировал основные положения теории гомологичных органов и закона зародышевого сходства, заложив научные основы эмбриологии.
Жан Батист Ламарк (1774-1829г.) предложил первую теорию эволюции.
В 1839 году Теодором Шванном (1818-1882г.) и Маттиасом Якобом Шлейденом (1804-1881г.) была сформулирована первая клеточная теория, которая научно подтвердила единство живого мира и послужила одной из предпосылок возникновения теории эволюции Чарльза Дарвина (1809-1882г.), опубликованной в 1859 г. 
В XIX в. благодаря работам Луи Пастера (1822 –1895г.),  Роберта Коха (1843-1910г.), Ильи Ильича Мечникова(1845-1916г.) в качестве самостоятельной науки оформилась микробиология.
К концу XIX в. в качестве самостоятельных наук сформировались паразитология и экология (основателем экологии считается немецкий биолог Эрнст Геккель (1834- 1919 гг.), который впервые в 1866 г. употребил термин «экология»).
В 1900 году были переоткрыты законы Грегора Менделя (1822-1884г.), что дало старт развитию генетики.
В 40-50-е годы XX в. в качестве объектов исследования стали широко использоваться  микроорганизмы и начинают активно развиваться молекулярная биология, биофизика, биохимия, бионика и др.

В XX в. появилось направление прикладных исследований — биотехнология, которое будет стремительно развиваться и в XXI в.

. Основные направления развития современной биологии

Теория:

Выделяют три основных направления развития современной биологии.

Классическая биология. Сюда относят учёных-натуралистов, изучающих многообразие живой природы. Они объективно наблюдают и анализируют всё, что происходит в живой природе, изучают живые организмы и классифицируют их.

Эволюционная биология. Основоположник теории естественного отбора Чарлз Дарвин (1809-1882 г.)начинал как обычный натуралист: он путешествовал, наблюдал, описывал и коллекционировал живые организмы. Впоследствии он обобщил этот материал и результатом его работы стала теория, объясняющая разнообразие жизни на нашей планете, сделавшая его известным учёным. Изучение эволюции живых организмов активно продолжается учеными-эволюционистами и по сей день, а синтез эволюционной теории и генетики привёл к созданию так называемой синтетической теории эволюции. Благодаря применению передовых физико-химических методов также сделаны важные открытия о происхождении жизни на нашей планете. Новые открытия позволили дополнить теорию антропогенеза (происхождения человека). Исследования в этом направлении продолжаются.

Физико-химическая биология — это новое быстро развивающееся направление биологии, важное как в теоретическом, так и в практическом отношениях. Открытия, сделанные в этом направлении, позволят решить многие глобальные проблемы, стоящие перед человечеством (производство продуктов питания, поиск новых источников энергии, охрана окружающей среды и др.).  

Формирование

ПК и ОК

ПК 1.1-1.4; ПК 2.1-2.2; ПК 2.4.-2.5; ПК 3.2-3.4; ОК 1-10; ОК 12-13

Этап 4

Первичное закрепление

Цель этапа

Восприятие обучающимися и первичное осознание нового учебного материала, осмысливание связей и отношений в объектах изучения

Длительность этапа

15 мин

Форма организации деятельности обучающихся

Коллективная работа, индивидуальная работа

Функции преподавателя на данном этапе

Организующая, направляющая, инструктирующая, коммуникативно - стимулирующая

Содержание этапа

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Чем характеризуются биологические системы?

2. Какие уровни организации характерны для живой материи? На основании каких критериев они выделяются?

3. Какое практическое значение имеет изучение уровней организации живой материи?

4. Докажите, что всем живым системам, независимо от уровня организации, присущи общие черт, а сами системы находятся в непрерывном взаимодействии.

5. Покажите на примерах, что на каждом уровне организации живой материи возникает определенное новое качество.

Закрепление

ПК и ОК

ПК 1.1-1.4; ПК 2.1-2.2; ПК 2.4.-2.5; ПК 3.2-3.4; ОК 1-10; ОК 12-13

Этап 5

Рефлексия (подведение итогов и самоанализ деятельности/ обратная связь)

Цель этапа

Выявление уровня взаимодействия между участниками пед. процесса, уровня эффективности данного взаимодействия.

Длительность этапа

10 мин

Форма организации деятельности обучающихся

Фронтальная работа

Функции преподавателя на данном этапе

Обеспечение адекватной оценки собственной деятельности учащихся, привлечение к размышлению

Содержание этапа

Игра «Горячий стул» по терминам урока

Закрепление

ПК и ОК

ПК 1.1-1.4; ПК 2.1-2.2; ПК 2.4.-2.5; ПК 3.2-3.4; ОК 1-10; ОК 12-13

Этап 6

Домашнее задание

Цель этапа

Отработка знаний, полученных на уроке, подготовка к восприятию нового материала, углубление знаний по предмету

Длительность этапа

5 мин

Функции преподавателя на данном этапе

Обеспечение понимания цели, содержания и способов выполнения домашнего задания

Содержание этапа

ОИ 2 стр. 3-5