Problémás problémák az iskolai biológia tanfolyamában - online folyóirat "lyceum"
- a szervezetek, szervezetek csoportjainak hasonlósága vagy különbsége;
- családi kötelékek közöttük.
A szisztematika szempontjából lényeges jelek, amelyek szerint egy meghatározott objektumot definiál a "sejtje" - a taxonómiai csoport (1.
Annak szükségességét, hogy a történelmi változások a külső és belső szerkezetét élőlények annak a ténynek köszönhető, hogy a környezet, hogy meghatározza azokat a feltételeket az élet, és biztosítja a forrásokat, folyamatosan változik. Ahogy Lewis Carroll írta, el kell menekülnünk ahhoz, hogy a helyén maradhassunk. A túlélés érdekében meg kell változtatnod. A változások jelentősek lehetnek, elviekben. Ezek a változások összhangban vannak más jellemzők teszik lehetővé az új lakókörnyezet (például tüdő légzés a régi vízi szervezetekre), illetve jelentősen növeli a hatékonyságot felhasználása (például megjelenést teplokrovnosti). Ennek a szintnek az adaptálására szolgáló biológusokat aromofózisnak nevezik. Abból a szempontból OTSM-TRIZ közülük is tekinthető megoldásokat vezetés ellentmondások (Khomenko NN) A diákok hozzák a szükségességét „szabásával” biológiai feldolgozások aromorphoses szinten.
Példa 1. A probléma helyzete a képzési témában: "A kétéltű osztály jellemzői"
Tételezzük át a téma kérdését: "Hogyan mentek a halak a földre?"
A halak vízi lények. Miután elsajátították környezetük összes létfontosságú erőforrását, landolták a földre. Milyen problémákkal találkoztak ezek az úttörők?
A helyzet mindenki számára nyilvánvaló, a diákok szokatlanul ezeket az akadályokat nevezik:
-A bőr és a nyálkahártyák kiszáradnak a levegőben. Hogyan kerülhető el ez?
-Hogyan lélegezzen a szárazföldön, mert a kopoltyúk is azonnal kiszáradnak?
-A vízben az élelmiszer már nedves volt, és most már valamennyire nedvesíteni kell.
-Mi történik a kaviárral a földre? A válasz nyilvánvaló - kiszárad. És mi a teendő?
-Hogyan mozoghatsz a szárazföldön? Az ínek gyengék asszisztensek, és a testtömeg emelkedik, amikor elhagyja a vizet.
A vízi állatokkal szembesülő problémák, amelyek az élet földi-levegő környezetét fedezik fel
A kétéltű osztály jellemzői a feltárt problémák megoldásaként származnak. A megjelenése ezen állatcsoport a vékony bőrt nyálkahártya-duzzanat, a tüdő, az ízületi végei a nyál- és könnymirigyek erősítése, a csontváz, mint halászni néhány egyéb funkciók logikailag jó és könnyen megjegyezhető. A kétéltűek nem szembesültek egy alapvető feladattal - a vízen kívülről történő reprodukcióval. A természet kompromisszumos verzióban állt meg: a felnőtt állatok életét szárazföldön, reprodukcióban és fejlődésben - a vízben futják. Valójában meghatározta az osztály nevét - kétéltűek.
A vízen kívüli reprodukció megoldatlan problémája az intrika, amely lehetővé teszi, hogy a hídot a következő osztályba dobja - Hüllők.
2. példa Hüllők reprodukálása
A hüllők olyan állatok, amelyek szárazföldi reprodukcióra képesek. A halak és a kétéltűek evolúciós elődjei vízben tojást raknak. A vízben megtermékenyített és az embrió fejlődik. Hogyan változott a tojás, hogy az embrió sikeresen fejlődjön a szárazföldi körülmények között?
A kérdés megfogalmazása arra kényszerít bennünket, hogy térjünk vissza a legutóbb vizsgált anyaghoz a "Halak" témában, és tisztázzuk a kaviár szerkezetének fogalmát, amely korábban érthetőnek tűnt.
A tojások fő funkciója az embrió megőrzésének és fejlődésének feltételei. Ez magában foglalja a táplálékkiegészítést, a légzést, a felesleges anyagok felosztását, valamint a szárítás és a veszélyes külső hatások elleni védelmet.
Nyilvánvalóvá válik, hogy a struktúra függ a funkciótól, a feltételektől és az erőforrásoktól. Ezután megváltoztatjuk a feltételeket és erőforrásokat ugyanazzal a funkcióval, és megfontoljuk a struktúra megváltoztatásának lehetséges lehetőségeit. Ennek eredményeképpen egy "tojás" születik!
3. példa Az állatok légzőrendszerének fejlődése
A probléma megfogalmazása előzetes magyarázatot igényel.
Miért lélegezzük be? Ezzel egyszerűen (csak első pillantásra!) A kérdésre általában így válaszolunk: lélegezni élni! Szükséges, hogy az oxigén belép a vérbe, a vér oxigént hordoz a test összes sejtjére, és kiszabadul a szén-dioxidból, ami aztán kimerül. Miért? A válasz a sejt-molekuláris szinten rejlik. A sejt rendelkezik a szükséges "berendezésekkel", hogy az élelmiszerben lévő kémiai kötések energiáját olyan formává alakítsuk át, amely hozzáférhető a test számára. Ebben az eljárásban az oxigén egy erős oxidálószer munkája. A megszakítás nélküli energiatermeléshez az oxigéncellába való folyamatos bejutás szükséges (bár oxigénmentes "technológiák" is vannak) és a felesleges hulladék - széndioxid eltávolítása. Így a légzés nem csupán "belégzés-kilégzés". A szervrendszer, amelyet "légzőkészüléknek" neveznek, lényegében - a gázcsere biztosításának rendszere. Így a légzőrendszer kialakulásának mérlegelése a kérdésre korlátozódik: hogyan és miért változtak az állatokban gázcserét biztosító szerkezetek?
Gázcsere a környezettel a felületen keresztül történik. Ehhez a felületnek vékonynak, nedvesnek és elég nagynak kell lennie:
-vékony - mivel oxigént és széndioxidot diffundálnak a fedőlemezeken keresztül (a diffúzió legfeljebb 1 cm távolságra van);
-nedves - mivel az oxigén és a szén-dioxid csak oldott formában mozog;
-nagy - minél nagyobb a felület, a gyorsabb diffúzió megvalósul.
A testfelület méretét a térfogatához viszonyítva becsüljük meg. Első pillantásra egy paradox hatás figyelhető meg: a szervezet méretének növekedésével a relatív felület csökken!
S1
Ábra. 3. A relatív felület a méretek növekedésével csökken
A kis organizmusokban a felület nagyságának térfogat aránya elegendő a hatékony gázcseréhez. Így a legegyszerűbb, coelenterátumos, lapos, kerek és sok csikorgó férgeknél gázcsere történik a test takaróin keresztül. Nincsenek speciális szervek vagy szervek.
Nagyobb szervezetekben a relatív felület csökken. De a hatékony gázcsere érdekében meg kell tartani a felület nagyságát.
1. feladat: hogyan kell megváltoztatni a felületet, így az objektum méretének általános növekedésével a relatív területe nem csökken
Ellentmondás. a felület nagysága a tárgy nagyságának növekedésével arányosan csökken, a geometriai minták szerint csökken, és nem csökkenthető a hatékony gázcseréhez.
A megoldás. hajtogatott felület.
Ábra. 4. Hajtogatott felület
2. feladat: mi legyen az a felület, amely a testet védelemként szolgálja, és ugyanakkor gázcserét hajthat végre?
Ellentmondás. a felületnek lazának kell lennie, gázáteresztőnek kell lennie, a felületnek szorosnak kell lennie, és védelmet nem igényel.
A megoldás. részekre osztás. A test egy részét erős, áthatolhatatlan héj borítja, és néhánynak van egy hajtogatott, vékony, áteresztő felülete.
3. feladat Hogyan kell megváltoztatni a földfelszíni lakossági gázcserét biztosító felületet?
Ellentmondás. a felületeknek kiállónak, összehajtva, vékonynak kell lenniük a jobb gázcsere érdekében, és nem szabad, hogy a levegő kiszáradjon.
A megoldás. invagináló felületek.
Probléma vagy problémás feladat
Véleményünk szerint túlságosan nagy a túlzott érdeklődés a feladatokban az új tartalom megfontolásának szakaszában, ésszerűtlenül túlzott. Bizonyos körülmények között elég, ha az anyagot egy másik szögből nézzük, vagyis egy problémás helyzetet azonosítunk, és ez már felébreszti az érdeklődést. Fontos, hogy a jelentés ne veszítse el az új vagy nem teljesen érthető speciális kifejezéseket. A helyzetet ábrás köznyelvi nyelven kell leírni, hogy a probléma lényege mindenki számára hozzáférhetővé váljon. Az akadálymentesség érzése arra ösztönzi a résztvevőket, hogy részt vegyenek a beszélgetésben, és saját tapasztalataikhoz, benyomásokhoz fordulva, korábbi információkkal rendelkezzenek. Olyan légkör jön létre, amely megkönnyíti az új tudás megértését.
A példák közül az elsőben a probléma helyzete egyszerre több feladatot is kiemel, amelyekre a válaszok nyilvánvalóak. Ezért beleragadtunk a helyzetbe, eltávolítjuk a döntések változatát, és összehasonlítjuk őket a "természetes találmányokkal".
A második példában egy "találmány" - egy tojás. Itt van néhány előkészület a problémák azonosítására és megfogalmazására. Az érvelés vonala felépül:
- az embrió védelme a levegőből való kiszáradástól megvédi a vizet a víz elpárologtatásához;
- annál jobb a héj vízelvezetése a párolgásra, annál jobb, de mi a negatív következményekkel jár?
- egy áthatolhatatlan héjon keresztül lehetetlen:
- gázcsere légzésre,
- tápanyagellátás,
- az anyagcsere-termékek eltávolítása.
Ebben a szakaszban előkészítik a talajot a hüllők és a madarak tojásainak eszközének megértéséhez.
A feltárt ellentmondások feltalálói problémák alapjául szolgálhatnak:
1. Hogyan kell gázcserét végrehajtani? ha a tojást át nem eresztő héj borítja?
2. Hogyan kell tápanyagokat szállítani? ha a tojást át nem eresztő héj borítja?
3. Hogyan kell elvégezni az anyagcsere-termékek eltávolítását? ha a tojást át nem eresztő héj borítja?
A kérdések lógnak a levegőben, ezek a figyelem középpontjában állnak. A következő lépés az adott helyzettől függ és a tanár választja:
- a magyarázatot a tanár adta;
- a tanulókat felkérték, hogy találják meg a választ a tankönyvben;
- a tanulókat arra ösztönzik, hogy feltalálják az eszközöket, majd hasonlítsák össze őket a természet "találmányaival".
a héjból történő eltávolítás képtelenségét kompenzálja egy buborék jelenléte a cserecserék - allantois folyékony termékek gyűjtésére.
A harmadik példa azt mutatja meg, hogy a tanár milyen komoly előkészítő munkát végezzen annak érdekében, hogy "húzza ki" a feladatcsoportot, amelynek megoldása a hallgató rendelkezésére áll. A téma „Az Evolution a légutakat,” hamisan, hogy biztosítani kell, hogy a diákok tudják, mi a diffúzió, hogy a különbség a relatív és abszolút felülete. Az iskola előkészítésének szintjétől és profilorientáltságától függően e tudás aktiválásához különböző megközelítéseket alkalmaznak.
Ahhoz, hogy felfedje a hatása, hogy csökkenti a relatív terület poverhnostipo növekvő méretű az objektum a fizikai-matematikai osztály predlozhitraschetnuyu feladat függvényében ábrázoltuk a relatív poverhnostishara négyzetével sugara. A humanitárius osztály lehet tekinteni a helyzeti probléma, ha kell gyorsan megtisztítani a serpenyőben a burgonya, akkor válassza ki a fő vagy melkuyukartoshku? A kezek és absztrakt számítások nélkül "gyorsabban" emlékeznek.
Bemutatása az oktatási anyag formájában szituációban vagy problemnyhzadach igényel a tanár sok erőfeszítést, de olyan környezetet teremt, amelyben a hallgatók részt vesznek a folyamatban építési tudás.