Разработка практического занятия по биологии в школе на тему: "физиология клетки: осмотические свойства"

профессиональной подготовки в вузе. И наоборот, профессиональная подготовка эффективно осуществляется и проходит при условии, если студенты производят систематический рефлексивный анализ предыдущего опыта. При этом остаются крайне важны и современные технологии преподавания [1; 4; 7; 8; 12]. , которые служат эффективными средствами активизации познавательных процессов студентов, в том числе направленных на рефлексию [13; 14].

Выводы. Таким образом, процесс рефлексии, как желание будущего учителя занять активную позицию по отношению к своей профессиональной деятельности, то есть к себе как к субъекту, позволяет осмыслить и оценить ее результативность и спрогнозировать дальнейшее развитие.

Литература:

1. Бондарева Г.А., Петрова Н.П. Информационная насыщенность образовательного процесса в вузе в современный период информатизации образования // Kant. 2016. № 3 (20). С. 24-29.

2. Вульфов Б.З. Педагогика рефлексии./ Взгляд на профессиональную подготовку учителя. - М.: Магистр, 1999. - 112 с.

3. Выготский Л.С. Педагогическая психология. - М.: Педагогика-Пресс, 1996. - 536 с.

4. Горбунова Н.В., Везетиу Е.В. Медиаобразовательные технологии в системе формирования информационной компетентности будущих педагогов // Мир науки, культуры, образования. 2017. № 5 (66). С. 66-69.

5. Деркач А.А., Семенов И.Н., Степанов С.Ю. Психолого-акмеологические основы изучения и развития рефлексивной культуры госслужащих. М. 1998. - 2010. - 199 с.

6. Кошелева Л.Ю. Формирование художественно-эстетической культуры как основы профессиональной компетентности будущих педагогов // Мир науки, культуры, образования. 2017. № 6 (67). С. 53-55

7. Назарова Ю.Н. Технологические аспекты взаимодействия преподавателя и студента в процессе воспитания // Мир науки, культуры, образования. 2017. № 5 (66). С. 177- 179

8. Новейший философский словарь. - Мн.: Интерпрессервис;, 2001. - 1280 с.

9. Петрова Н.П. Компьютерная анимация как средство визуального мышления // Школьные технологии. 1998. № 4. С. 216.

10. Петрова Н.П. Содержание и технологии формирования информационно-проективной культуры педагога (на примере подготовки учителя технологии и предпринимательства): диссертация на соискание ученой степени доктора педагогических наук / Ростовский государственный педагогический университет. Ростов-на-Дону, 2005

11. Махмудова Ф.А., Ахмедова А.М., Арипов М.А. Технологии развития профессиональной адаптации в нравственном воспитании молодого педагога // Мир науки, культуры, образования. 2017. № № 1 (62). С. 107-108.

12. Романенко Н.М. Институт семьи и детско-родительские отношения на этапе студенческого возраста // Человеческий капитал. 2014. № 12 (72). С. 52-54.

13. Северина В.Ф., Кайль Ю.А. Развитие рефлексивной самооценки студента в процессе обучения иностранному языку в неязыковом вузе // Мир науки, культуры, образования. 2017. № 5 (66). С. 93- 95

14. Умнов В.С. Значимость формирования педагогической рефлексии в подготовке будущего учителя. Теория и практика подготовки учителя начальных классов к профессиональной деятельности: Тезисы докладов региональной научно-практической конференции. - Новокузнецк, 2002.

Педагогика

УДК 372.857

студент 3 курса Бекшаев Илья Алексеевич

Государственное образовательное учреждение высшего образования Московской области «Государственный гуманитарно-технологический университет» (г. Орехово-Зуево); студент 3 курса Иванов Роман Геннадьевич

Государственное образовательное учреждение высшего образования Московской области «Государственный гуманитарно-технологический университет»

РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ПО БИОЛОГИИ В ШКОЛЕ НА ТЕМУ: «ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ: ОСМОТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА»

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы, касающиеся разработки практического занятия по биологии в школе, которое затрагивает такой физиологический процесс, как осмос. Материал излагается с позиции введения новых ФГОС, согласно которым, основной целью образования является не только предметный, но личностный и метапредметный результаты. Установлена роль учителя в проектной деятельности в школе. Ключевые слова: школьный эксперимент, физиология клетки, аквапорины, осмос, тоничность растворов. Annotation. The article discusses issues related to the development of a practical lesson on biology in school, which affects a physiological process, such as osmosis. The material is presented from the perspective of the introduction of new GEF, according to which the main goal of education is not only objective, but personal and meta-subject results. The role of the teacher in project activities at school is established.

Keywords: school experiment, cell physiology, aquaporins, osmosis, tonicity of solutions.

Введение. Биология как учебный предмет изучается в общеобразовательных учреждениях с 5 по 11 класс. Курс направлен на формирование у учащихся представлений об особенностях живой природы, ее многообразия и форм проявления. Происходящие в последнее время, существенные изменения в сфере отечественного образования связаны с новым подходом к учебно-исследовательской и проектной деятельности учащихся.

Одной из задач ФГОС нового поколения является научить детей самостоятельно формировать и проверять свои убеждения, оценивать другие убеждения и проектировать новые эталоны. Остро стоит вопрос о подготовке квалифицированных педагогов для этих нужд. Для этого педагоги должны обладать обширным багажом знаний, уметь работать с проектами, формировать убеждения, создавать свои образцы

профессиональной и общекультурной деятельности, а также подготовить детей адаптироваться в современном мире к жизненным ситуациям и проблемам, вопросам и взаимоотношениям [7]. Все эти вопросы может решить грамотно поставленные учебно-исследовательская и проектная деятельности в школе.

Изложение основного материала статьи. В соответствии с требованиями новых федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС), основной целью образования является не только предметный, но личностный и метапредметный результаты. Образовательные результаты учащихся при этом оцениваются по степени сформированности универсальных учебных действий [1]. Стандарт каждой ступени общего образования содержит личностный ориентир - портрет выпускника соответствующей ступени.

Одним из наиболее доступных, с точки зрения материальной базы школ, является раздел - физиология растений, который изучается в V и VI классах общеобразовательных учреждений. Знания, полученные при освоении данного раздела, помогут ученикам познать жизненные явления и функции растительных организмов. Среди функций особое место занимает такой физико-химический процесс, как осмос. Данному процессу в школьной программе по биологии уделяется незначительное внимание. При этом знания этого физиологического процесса пригодятся ученикам и в дальнейшем в биологии при изучении разделов цитология и физиология человека, а также на уроках химии.

При написании данной статьи мы ставили перед собой цель придать данному вопросу широкую огласку среди учителей биологии, которые в дальнейшем собираются заниматься с детьми проектной деятельностью, а также предложить некоторые варианты экспериментальных исследований по теме «Осмотические свойства клеток». Приведем краткий теоретический материал и варианты возможных исследований.

Итак, если разделить два раствора с разной концентрацией мембраной, избирательно проницаемой для растворителя, то растворитель будет двигаться из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей. Это явление называется осмосом. Фактически, осмос - это частный случай диффузии, поскольку растворитель движется по своему концентрационному градиенту. Для лучшего понимания механизма осмоса рассмотрим пример (Рисунок 1). Предположим, что ёмкость с раствором сахарозы в воде разделена полупроницаемой мембраной, в одной половине ёмкости (А) концентрация раствора равна 0,5%, а в другой половине (В) - 4%. Следовательно, растворитель будет перемещаться из раствора А в раствор В по механизму диффузии. Сила, которую необходимо приложить, чтобы прекратить процесс осмоса, называется осмотическим давлением.

Суммарная концентрация всех осмотически активных частиц называется осмолярностью или осмотической концентрацией. Осмолярность измеряется осмолях на литр (осмоль/л) [2]. Для растворов неэлектролитов осмолярность равна концентрации раствора, а для растворов электролитов этот показатель зависит не только от концентрации раствора, но и степени диссоциации. Например, осмолярность раствора хлорида натрия с концентрацией 1 ммоль/л примерно равна 2 мосм/л, поскольку хлорид натрия практически полностью диссоциирует на ионы натрия и хлора. Каждая из этих частиц является осмотически активной и, следовательно, вносит вклад в осмолярность.

\ двжение воды

полупроницаемая

мембрана

Рисунок 1. Явление осмоса. Растворитель движется из раствора с меньшей концентрацией

Осмолярность плазмы крови является жёсткой константой и составляет в норме 285-295 мосм/л. Растворы, обладающие большей осмолярностью по сравнению с плазмой, называются гиперосмотическими, с меньшей осмолярностью - гипоосмотическими, а с осмолярностью такой же, как у плазмы -изоосмотическими.

С омсолярностью связано понятие тоничности раствора. Под тоничностью подразумевается воздействие раствора на объём клетки. В гипертонических растворах объём клетки уменьшается, в гипотонических -увеличивается, а изотонические растворы не влияют на объём. Тоничность раствора зависит его осмолярности, а также от способности растворённого вещества проходить через клеточную мембрану. Растворитель (вода) легко проникает через мембраны подавляющего большинства клеток, поскольку в мембранах имеются специальные каналы для воды - аквапорины [11] (Рисунок 2). Если растворённое вещество не проходит через мембрану клетки, тоничность раствора определяется только его осмолярностью. Примером может служить раствор сахарозы, поскольку клеточная мембрана не проницаема для молекул

дисахаридов. В гипоосмотическом растворе вода по осмотическому градиенту поступает во внутриклеточное пространство. При этом клетка увеличивается в объёме (набухает) и, в конце концов, клеточная мембрана может разорваться и клетка погибнет. Напротив, в гиперосмотическом растворе сахарозы вода по осмотическому градиенту устремляется из клетки во внеклеточную среду, и объём клетки уменьшается. Наконец, изоосмотический раствор сахарозы на объём клетки не влияет, то есть является изотоническим.

Рисунок 2. Строение водных каналов - аквапоринов

Если же растворённое вещество проникает через клеточную мембрану, как, например, мочевина, то даже изоосмотический раствор вызовет набухание клеток. Частицы мочевины проникают во внутриклеточное пространство по концентрационному градиенту, вслед за ними по механизму осмоса в клетку поступает вода. Таким образом, изоосмотический раствор мочевины является гипотоническим (рис. 3).

Таким образом, изменение омсолярности среды существенно влияет на объём клетки, а значит, и на её функции. Именно поэтому поддержание постоянной осмолярности плазмы является необходимым для нормальной жизнедеятельности клеток. Пояснение к рисунку 3: раствор А содержит молекулы вещества Р, проникающего через полупроницаемую мембрану, и вещества К, которое через мембрану не проникает. В растворе В имеются только молекулы N. Исходно общее количество молекул в обоих растворах одинаково. Молекулы Р проникают из раствора А в раствор В по концентрационному градиенту, вслед за ними по механизму осмоса поступает вода. Таким образом, раствор А изоосмотичен, но гипотоничен по отношению к В.

Раствор А изоосмотичен раствору В

А --в

© © ©

©

0 © © © © ©

© IV © у

Раствор А гипотоничен по отношеню к раствору В

Рисунок 3. Сопоставление понятий «осмолярность» и «тоничность»

Для проведения экспериментов в целях выявления осмоса рационально прибегать к таким простым объектам, как, например, картофель и розы (или любой другой цветок с белыми лепестками).

Для проведения эксперимента по определению осмоса на картофеле понадобятся: три стакана по 80 мл, шпатель, химические весы, нож, клубень картофеля, вода.

Порядок действий следующий. Взять клубень картофеля и вырезать из него 3 равных по размеру кубика со стороной 1 см. Взять три стакана. В первый налить подсоленную воду (изотонический раствор, С = 0,1 - 0,9%), во второй - сильно соленую воду (гипертонический раствор, С = 3% и более), а в третий -дистиллированную воду (гипотонический раствор, С = 0%). Через 3 часа достать картофель и убедиться, что в первом стакане кубик не изменился, во втором - уменьшился, а в третьем - увеличился. Первый кубик остался прежних размеров, т.к. концентрация соли в изотоническом растворе оказалась примерно такой же, как и в соке картофеля (рис. 4, А). Второй кубик гипертоническом растворе уменьшился, т.к. концентрация соли в картофеле значительно меньше, поэтому она отдала воду из себя раствору, чтобы выровнять концентрацию соли (рис. 4, Б). Третий кубик тоже пытался выровнять концентрацию соли, но т.к. в воде нет ее совсем, то он впитал воду, чтобы уменьшить концентрацию в себе (рис. 4, В).

А Б В

Рисунок 4. Состояние клеток при погружении в изотонический (А), гипертонический (Б) и

гипотонический (В) растворы

Для проведения эксперимента по определению осмоса на белой розе понадобятся: два химических стакана объемом 500 мл, красители синий (индиго) и красный (кармин или, например, свекольный сок), две розы с белыми цветками.

Порядок действий следующий. Синий и красный красители поместить в отдельные стаканы и разбавить их водой. Розы поместить каждую в отдельный стакан. Через непродолжительное время на белых лепестках появляется цвет окрашенной воды, что говорит о протекании такого физико-химического процесса, как осмос (рис. 5). При этом, чем дольше роза стоит в окрашенной воде, тем ярче будут окрашиваться лепестки.

А Б

Рисунок 5. Схема опыта по выявлению осмоса на розах. А - первоначальное состояние, Б - состояние после протекания осмоса

Протекание данного процесса в растениях достигается за счет наличия проводящих тканей в стебле. Для осуществления передвижения растворенных веществ в растениях в процессе эволюции сформировались специальные проводящие элементы. Некоторые из них — трахеиды и трахеи (сосуды) — служат для передвижения в основном воды с растворенными минеральными веществами [10]. Растворы органических веществ передвигаются в растениях по ситовидным трубкам.

Выводы. Одним из путей повышения мотивации и эффективности учебной деятельности, возможностью вырастить полноценную многосторонне развитую личность в образовательном учреждении является включение обучающихся в учебно-исследовательскую и проектную деятельность. Основная особенность исследования в образовательном процессе это то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата.

Стоит отметить, что организация учебно-исследовательских и проектных работ обеспечивает сочетание различных видов познавательной деятельности. В этих видах деятельности могут быть востребованы практически любые способности обучающихся, реализованы личные пристрастия к тому или иному виду деятельности.

Итогами проектной и учебно-исследовательской деятельности являются не столько предметные результаты, сколько интеллектуальное, личностное развитие обучающихся, рост их компетентности в выбранной для исследования или проекта сфере, формирование умения сотрудничать в коллективе и самостоятельно работать, уяснение сущности творческой исследовательской и проектной работы, которая рассматривается как показатель успешности (неуспешности) исследовательской деятельности.

Учителю особое внимание надо уделить исследовательской позиции учеников, их навыков аналитического мышления. Таким образом, применение метода проектов на уроках биологии ведёт к более успешному усвоению материала, дети с увлечением и интересом работают над заданиями учителя.

Литература:

1. Баженова И.И., Романько Д.В. Выполнение индивидуального проекта как одно из современных требований к результатам образования школьников // Педагогическое образование в России. 2016. №8.

2. Балезина О.П. Физиология: биопотенциалы и электрическая активность клеток. - М.: Юрайт, 2017. - 162 с.

3. Васильева Е.М., Горбунова Т.В., Кашина Л.И. Эксперимент по физиологии растений в средней школе (пособие для учителей). - М.: издательство «Просвещение», 1978. - 112 с.

4. Камкин А.Г., Каменский А.А. Фундаментальная и клиническая физиология. - М.: издательский центр «Академия», 2004. - 1072 с.

5. Камкин А.Г., Киселева И.С. Физиология и молекулярная биология мембран клеток. - М.: издательский центр «Академия», 2008. - 592 с.

6. Крестов Г.А. Термодинамика ионных процессов в растворах. - Ленинград: издательство «Химия», 1973. - 304 с.

7. Мишина О.С., Иванов Р.Г. Разработка школьного проекта на тему: «Влияние природной органики на рост и развитие растений» / Проблемы современного педагогического образования, 2017. № 57-8, с. 110-116.

8. Третьяков Н.Н. Практикум по физиологии растений: учебное пособие для вузов, издание 3-е, перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1990. - 271 с.

9. Торшин А.С., Торшина В.П. Физиология клетки. - М.: издательство «Просвещение», 1979. - 120 с.

10. Зыкова И.З., Колонцов А.А. Клетка. Руководство к лабораторным занятиям. - Орехово-Зуево: редакционно-издательский отдел ОЗГПИ, 2002. - 38 с.

11. Hatwar Jitendra. Distillery Wastewater Treatment System with Reverse Osmosis. - USA: publishing house «Lambert academic publishing», 2013 - 68 pages.

Педагогика

УДК 378.147.34

старший преподаватель Беркутова Ольга Вячеславовна

Казанский национальный исследовательский технологический университет

АКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИНОЯЗЫЧНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ

Аннотация. Анализ трудов лингводидактов показывает, что основой иноязычной компетентности является развитие мыслительных способностей обучающихся. Именно активные методы обучения, в отличие от традиционных, способствуют развитию мышления обучающихся. Проведенный анализ исследований в области активизации обучения позволил выявить перспективные с точки зрения развития иноязычной компетентности активные методы обучения. К ним относится проектирование образовательных маршрутов студентов, которое заключается в разработке рекомендаций по организации их самостоятельной образовательной деятельности. Использование средств поддержки памяти, мнемонические приемы, интеллект картыи другие способствуют эффективному усвоению иноязычного материала. Организация обучения студентов в микрогруппах с постоянным составом участников позволяет развивать познавательную активность студентов.

Ключевые слова: иноязычная компетентность, активизация обучения, мнемонические приемы, образовательный маршрут студента, микрогруппы.

Annotation. The analysis of works in the field of linguodidactics shows that the basis of the foreign-language competency is the development of mental abilities of the students. Notably, active methods of teaching, unlike traditional, promote the development of students' mental abilities. The analysis of the research works in the field of active learning showed the perspective with a view to the development of the foreign-language competency active methods of teaching. Among these are designing educational routes of students that means the development of recommendations of organizing their educational activity. The use of the means of memory development, mnemonic tools, mind maps and others promote effective foreign language acquisition. The organization of students into small groups with constant staff members develops students' cognitive activity.

Keywords: foreign-language competency, active learning, mnemonic tools, students' educational routes, small groups.

Введение. Анализ ФГОС ВО третьего поколения показывает, что современное высшее образование ориентировано на подготовку компетентных специалистов-будущих инженеров, обладающих развитыми иноязычными коммуникативными навыками (письменной и устной речи), обладающих способностью решать задачи межличностного и межкультурного взаимодействия (ОК-5). Будущий специалист инженер должен быть способным работать в коллективе и толерантно воспринимать социальные, этнические, конфессиональные и культурные различия (ОК-6). Также он должен обладать способностью к самостоятельному приобретению новых знаний с использованием современных образовательных и информационных технологий (ОПК-1), будущему инженеру также необходимо обладать способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7). Данные компетенции должны быть сформированы у будущих инженеров в результате освоения дисциплины «Иностранный язык».

Лингводидакты Е.И. Пассов, И.А. Зимняя, И.Л. Бим и другие, указывают, что основой иноязычной компетентности является развитие мыслительных способностей обучающихся. По мнению Е.И. Пассова [1], целью обучения в вузе следует считать не сам иностранный язык, и не речь как способ формирования мысли, а данные виды речевой деятельности как средство общения. И.Л. Бим отмечает, что «основу обучения иностранным языкам составляет процесс иноязычного общения» [2].