Ключевые слова: обучение биологии, методические рекомендации, образовательные стандарты, тип Кольчатые черви, семейство Люмбрициды, дождевые черви.

С 1 сентября 2016 г в образовательных учреждениях г. Саратова и Саратовской области был осуществлен переход на Федеральные государственные стандарты начального общего и основного общего образования нового поколения (ФГОС). В связи с внедрением новых Стандартов модифицируются подходы к обучению биологии в школе, и актуальной проблемой становится совершенствование структуры и содержания биологического образования с учетом новых требований ФГОС. В обучении биологии по новым Стандартам имеются следующие отличия: 1) более четкое обозначение личностных, предметных и метапредметных результатов; 2) более широкое использование передовых педагогических технологий (технологий личностно-ориентированного и компетентностно-ориентированного обучения, технологии проблемного обучения, здоровьесберегающих, интерактивных и информационно-коммуникационных технологий); 3) экологизация содержания биологического образования. Ключевым требованием ФГОС нового поколения к обучению биологии в школе является 4) системно-деятельностный подход. Он предполагает усвоение обучающимися основных биологический идей, теорий, законов, понятий, методов биологии через активное решение учебных задач, практическую и исследовательскую деятельность. Для того, чтобы внедрить в обучение биологии положения системно-деятельностного подхода, в настоящее время более широко используются проектные технологии, которые направлены на активизацию исследовательской деятельности школьников с помощью методов научного познания. Все сказанное подтверждает необходимость усиления и расширения предметных, специальных областей биологической науки, которыми должен владеть школьный учитель биологии. В связи с новыми требованиями к обучению, с целью использования новых актуальных материалов и методов, должны совершенствоваться подходы к преподаванию отдельных тем школьного курса биологии в соответствии с новыми требованиями ФГОС и в связи с возможностью их использования в проектно-исследовательской деятельности школьников. Это предопределяет содержательную и методологическую основу для реализации системно-деятельностного подхода в обучении биологии в школе.

Внимание!

Если вам нужна помощь с академической работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Одной из ключевых тем биологии является тема «Тип Кольчатые черви», которая изучается в 7 (концентрические линии учебно-методических комплексов УМК) или 8 классе (линейные УМК) общеобразовательной школы. Ребята осваивают признаки типа, его классификацию и биологию отдельных представителей, знакомятся со значением данной группы животных в эволюции, определяют место этих животных в экосистемах. Представители разных классов кольчатых червей включены в метапредметные связи биологии с другими дисциплинами – с экологией, географией, химией. Среди кольчатых червей семейство Люмбрициды известно по таким представителям, которых в школьном курсе иногда неверно называют «обыкновенный дождевой червь». Дождевые черви – не просто знакомые с детства объекты школьной биологии: эта группа животных является самой доступной для использования в исследовательской деятельности обучающихся. Чтобы достичь соответствия положениям системно-деятельностного подхода учителю необходимо иметь представления о качественном составе региональной люмбрикофауны. Это позволит более эффективно и наглядно включать конкретных представителей этого семейства в лабораторные работы и внеклассную деятельность. Дождевые черви могут изучаться с помощью методов почвенной зоологии, доступных для школьников разных возрастов, что может стать материалом и направлений исследовательских проектов. В целом, обогащение преподавания темы «Тип Кольчатые черви» специальными знаниями, краеведческими материалами, методами изучения люмбрицид в естественной среде обитания поможет оптимизировать обучение биологии в школе, привести его к новым требованиям ФГОС и соответствию положениям системно-деятельностного подхода.

Объектами научного интереса и проектного исследования школьников могут быть региональные представители люмбрицид, что повышает актуальность изучения любрикофауны Саратовской области. С целью отбора отдельных представителей семейства Люмбрициды для введения в краеведческие материалы преподавания биологии в школе было осуществлено изучение ареалов и качественного состава дождевых червей на сопредельных с Саратовской областью территориях Русской равнины. Обнаружено, что из 56 видов, зарегистрированных в России, в регионе может обитать 26 видов дождевых червей (табл. 1). В результате анализа почвенных проб из разных районов Саратовской области, собранных с помощью почвенно-зоологических методов, было обнаружено 12 видов люмбрицид из семи родов. Это пашенный серый червь –  Aporrectodea caliginosa (комплекс caliginosa caliginosa Savigny, 1826 и A. caliginosa trapezoids Duges, 1828); длинный серый червь (Aporrectodea longa Ude, 1826); розовый сонный червь (Aporrectodea rosea Savigny, 1826); жёлто-зелёная аллолобофора (Allolobophora chlorotica Savigny, 1826); большой выползок (Lumbricus terrestris Linnaeus, 1758); краснец, или малый красный выползок (Lumbricus rubellus  Hoffmeister, 1843);  малый выползок, или малый подстилочный червь (Lumbricus castaneus Savigny, 1826); белокончиковый червь (Octolasion lacteum Orley, 1885); рыжий (ложный навозный) червь (Dendrodrilus rubidus Eisen, 1874); восьмигранная дендробена (Dendrobaena octaedra Savigny, 1826); а также навозный червь (Eisenia foetida Savigny, 1826) и эйзения Норденшельда (Eisenia nordenskioldi Eisen, 1873).

Таблица 1. Люмбрициды, обитание которых возможно на территории Саратовской области (по данным анализа ареалов и результатам сборов дождевых червей)

Разные виды люмбрицид могут быть использованы в организации научно-исследовательских проектов школьников по биологии, т.к. представляют наглядный практический материал, удовлетворяющий положению стандарта «Проведение биологических исследований: определение особей вида по морфологическому критерию, выявление приспособленностей организма к среде обитания». Изучение качественного состава дождевых червей, их экологической стратификации и адаптаций к жизни в почве может обозначить интересные темы исследовательских работ школьников. Исследовательская деятельность особенно актуальна на профильном уровне реализации ФГОС по биологии, который предполагает то, что обучающиеся должны уметь сами проводить биологические исследования: «проводить наблюдения и выявлять приспособления у конкретных организмов к влиянию различных экологических факторов; описывать экосистемы своей местности, их видовую и пространственную структуру, сезонные изменения». В профильных классах кольчатые черви, а именно люмбрициды, могут представлять доступный материал для такого рода исследований.

Учитывая сказанное, можно рекомендовать использование следующих направлений исследовательских работ и проектов, объектами которых могут  стать люмбрициды. Так, распределение дождевых червей в весенний период в однородных биотопах может быть близко к равномерному, а летом – к агрегированному, что может стать примером пространственного распределения видов в экосистемах при обучении школьников. Численность люмбрицид реагирует на температуру, влажность и химический состав почв, что при её изучении может продемонстрировать реакции этих животных в ответ на действие разных экологических факторов. С помощью дождевых червей из разных экологических групп учитель может показать влияние почвенных условий (глубины, газового состава почвенного воздуха, количества доступной органики) на организацию этих животных и их приспособления к жизни в почве. Например, внутрипочвенный вид Aporrectodea caliginosa может продемонстрировать школьникам то, каким образом живые организмы могут быть адаптированы к жизни в глубоких слоях почвы: он слабо пигментирован (т.к. в почвенном воздухе из глубоких слоев уменьшается количество кислорода, и поэтому уменьшается количество пигмента гемоглобина в эритроцитах гемолимфы). Этот червь может питаться почвенным детритом, пропуская почву через кишечник, а также может сворачиваться в клубочек, образуя защитную капсулу при недостатке почвенной влаги, и реагировать глубокими вертикальными миграциями в ответ на изменение физико-химических почвенных условий. В то же время, напочвенный подстилочный вид навозный червь Eisenia fоetida приспособлен к питанию в напочвенном слое, потребляя богатые гниющей органикой субстраты, очень чувствителен к колебанию температур в напочвенном ярусе, требует хорошо развитого напочвенного горизонта, с трудом может проникать в глубокие слои почвы, хорошо пигментирован. Этот вид, в случае отсутствия в полевых сборах, легко разводится в вермикультуре, а его гибридные расы доступны в продаже в рыболовных магазинах в течение всего учебного года. Таким образом, у двух видов дождевых червей региональной люмбрикофауны Aporrectodea caliginosa и Eisenia foetida имеются альтернативные (контрастные) морфо-экологические признаки: принадлежность к разным экологическим группам (эпигейным и эндогейным), разная степень пигментации покровов, разные адаптации к перенесению неблагоприятных периодов, разные стратегии питания и передвижения в почве, что вместе с доступностью сбора этих червей в природе может быть использовано в практике обучения биологии в школе в соответствии с новыми ФГОС.

Кроме сказанного, в организации исследовательской деятельности школьников важно учитывать то, что на любом модельном (лесопарковом, селитебном, аграрном) участке в окрестностях г. Саратова можно проследить динамику численности люмбрицид в разные сезоны года, что может стать только одним из множества возможных исследовательских направлений по теме «Тип Кольчатые черви». Как объекты проектной деятельности школьников по биологии, дождевые черви могут быть исследованы в качестве биоиндикаторов состояния почв, а также в качестве живых организмов, которые выполняют почвообразовательную функцию в экосистемах и повышают плодородие почв. Таким образом, во внеклассной работе со школьниками (на занятиях биологического кружка, в рамках ведения учебно-исследовательского проекта) им можно предложить следующие направления по изучению биологии дождевых червей:

  • изучение видового состава и численности дождевых червей на определенной площади в различных биотопах: на огороде, в поле, в лесу; на почвах различного состава: суглинках, чернозёмах, засоленных и др., на почвах под различными культурами растений, на разных по степени антропогенного воздействия участках;
  • наблюдение за дождевыми червями на модельном участке в разное время года и суток;
  • изучение глубины распространения дождевых червей в зависимости от влажности и температуры почвы;
  • напочвенная гибель дождевых червей: результаты наблюдения и анализ возможных причин;
  • изучение размножения и развития дождевых червей;
  • значение дождевых червей в почвообразовательных процессах;
  • исследование регенерационных способностей у дождевых червей;
  • изучение влияния разных раздражителей на организм дождевого червя;
  • изучение влияния различных токсикантов на люмбрицид (тест «50 червей»);
  • использование дождевых червей в мониторинге и биоиндикации состояния почв региона.

Приведённые выше 2 вида люмбрицид с альтернативными морфоэкологическими признаками могут быть включены не только во внеклассную работу со школьниками, но и в преподавание темы «Тип Кольчатые черви» в 7 (8) классе, например, в лабораторную работу (раздел ФГОС «Многообразие живых организмов»). В школьном курсе биологии среди многообразия живых организмов кольчатые черви, к которым относятся люмбрициды, представляют собой самую высоко организованную группу червей, которая является узловой в эволюции членистоногих, моллюсков, иглокожих, хордовых. Кольчатые черви демонстрируют примеры ароморфозов, такие как появление целома, метамерии, кровеносной системы, специализированных органов передвижения – параподий и щетинок, что может быть использовано в преподавании раздела «Учение об эволюции». В связи с тем, что дождевые черви являются самыми известными сапроторофами, деструкторами органического вещества, организмами, с которых начинаются детритные пищевые цепи, развитие темы «Тип Кольчатые черви» может быть продолжено и при реализации содержания Стандарта в разделе «Экология. Экосистемы» (9 класс). Люмбрициды могут быть наглядными объектами при изучении почвы как среды обитания и адаптаций организмов к почвенной среде (положение стандарта «Почва как среда обитания»). Дождевые черви являются моделью, на которой может быть показано воздействие экологических факторов на организмы («Экологические факторы»). Видовая и пространственная структура экосистем; пищевые связи, круговорот веществ и превращение энергии в экосистемах – это положения ФГОС «Цепи и сети питания» и «Круговорот веществ в природе», которые могут быть проиллюстрированы с помощью этих животных. Люмбрициды – почвенные обитатели, которые, пропуская почву через кишечник, обогащают её полезной органикой, что позволяет доказать школьникам то, что почва является биокосным веществом, в состав которого входит минеральная, неорганическая основа и вещество биогенного происхождения – гумус («Учение В. И. Вернадского о биосфере»). Поскольку дождевые черви могут использоваться в современных биотехнологиях, а точнее, в вермиткультуре, тема «Тип Кольчатые черви» соответствует разделу Стандарта «Селекция. Основные методы селекции. Биотехнология».

Анализ 12 учебно-методических программ из разных линий УМК, соответствующих требованиям новых ФГОС, позволило заключить, что при единообразном изложении содержания темы «Кольчатые черви» на её изучение в большинстве линий УМК отводится 2 часа, и только в двух концентрических линиях УМК, а именно «Сферы жизни» (Н.И. Сонин, В.Б. Захаров) и «Биология» (М.Б. Беркинблит), 3 часа. В целом, различия в использовании учебного времени, отведенного теме «Кольчатые черви» в концентрических и линейных вариантах программ практически не обнаружены.

За указанный выше период учебного времени школьники должны изучить разнообразие и особенности организации классов Многощетинковых, Малощетинковых червей и Пиявок. Примером содержания темы «Тип Кольчатые черви» может служить программа из линии УМК «Сфера жизни» (концентрическая программа) авторов Н.И. Сонина, В.Б. Захарова: «Тема 4.7. Тип Кольчатые черви (3 ч.). Особенности организации кольчатых червей (на примере многощетинкового червя нереиды); вторичная полость тела. Многообразие кольчатых червей; классы Многощетинковые и Малощетинковые кольчатые черви, Пиявки. Значение кольчатых червей в биоценозах. Демонстрация: схема строения многощетинкового и малощетинкового кольчатых червей. Различные представители типа Кольчатые черви. «Внешнее строение дождевого червя» лабораторная работа».

Показателем системно-деятельностного подхода как главного требования ФГОС нового поколения является наличие в программах и соответствующих им учебниках лабораторных работ. Почти все проанализированные линии УМК, вне зависимости от их концентрического или линейного вариантов, включают одну лабораторную работу с использованием дождевых червей. И только  одна  линия  УМК  «Алгоритм  успеха»  (авторы  И.Н.  Пономарева, В.М. Константинов, как в линейном, так и в концентрическом вариантах УМК) предусматривает проведение двух лабораторных работ. Данная линия УМК наиболее подробно по сравнению с другими рассматривает тему «Тип Кольчатые черви». Отражающий ключевые моменты выше названной программы учебник В.М. Константинова включает общую характеристику кольчатых червей, описание особенностей организации, образа жизни и разнообразия трех типов кольчатых червей – полихет, олигохет и пиявок (общее количество параграфов – 2, 11 страниц текста, 12 видов кольчатых червей, 8 рисунков). Даются латинские названия классов кольчатых червей, что отсутствует в других школьных учебниках для 7 класса. Именно в этом учебнике вводится термин «вторичная полость тела или целом» и подчеркивается его значение. Сведения о внешнем и внутреннем строении кольчецов подробно раскрываются на примере дождевого червя. По темам «Внешнее строение дождевого червя, его передвижение и раздражимость» и «Внутреннее строение дождевого червя» данной программой, как отмечалось, предусмотрены 2 лабораторные работы. В одной линии УМК («Биология» М.Б. Беркинблита) лабораторная работа не предусмотрена. Все лабораторные работы направлены на изучение внешнего строения дождевого червя, наблюдение за его передвижением и реакцией на раздражение.  И только в УМК «Алгоритм успеха» авторы предлагают в форме лабораторной работы изучить внутреннее строение дождевого червя. Во всех проанализированных программах и учебниках не указываются видовые названия этих люмбрицид.

В концентрической программе линии «Сферы» (автор Л.Н. Сухорукова) кроме лабораторной работы школьникам предлагается проведение исследовательского проекта «Роль дождевых червей в образовании плодородного слоя почвы». В соответствующем данной линии УМК учебнике раскрывается структура проекта на разных этапах его выполнения: «1. В трёхлитровую банку насыпьте промытого песка без примесей глины и почвы. 2. В банку поместите 510 дождевых червей и кормите их варёным картофелем, опавшими листьями, белым хлебом, смоченным в молоке (корм нужно класть на поверхность песка).

Наблюдайте за образованием перегнойного слоя и через 1,5–2 месяца измерьте его толщину. 4. Сделайте вывод о роли дождевых червей в образовании плодородного слоя почвы». Этот проект подчеркивает исследовательскую направленность линии УМК «Сферы» и делает её соответствующей требованиям новых ФГОС.

В целом, научно-методическое исследование содержания темы «Тип Кольчатые черви» в рекомендованных Министерством образования РФ и соответствующих линиям УМК учебниках по биологии для 7 (8) класса показало, что дождевые черви изучаются в составе темы «Тип Кольчатые черви» в разном объёме текста и количестве рисунков. Они являются обязательными объектами лабораторных работ, приведенных во всех учебниках. Во всех проанализированных учебниках по теме «Кольчатые черви» обращает внимание оптимально подобранный методический материал в виде вопросов, заданий, тестов, направленных на закрепление и повторение. Разнообразие разных классов аннелид достаточно широко представлено в учебниках разных авторов: приводятся разные виды (роды, семейства) полихет (нереис, серпула, афродита, пескожил, чешуйник, морская мышь, светящаяся силлида, лепидонотус, палоло, в одном из учебников к кольчатым червям спорно отнесены немертины и протулы) и пиявок (улитковая, медицинская, рыбья, двуглазая, ложноконские большая и малая пиявки). Разнообразие олигохет иллюстрируется с помощью обобщенных названий групп – трубочника и дождевого червя. При этом наибольшее значение уделяется именно дождевому червю, который в учебниках обозначен как вид (а не семейство) малощетинковых червей. Не совсем корректные видовые названия люмбрицид встречаются на рисунках только в одном в учебнике В.Б. Захарова, Н.И. Сонина (линия УМК «Живой организм») – энхитрей беловатый и желтовато-зеленый дождевой червь. Учитывая результаты анализа качественного состава региональной люмбрикофауны, можно заключить, что эти черви мало доступны для изучения школьниками в Саратовской области. Таким образом, обнаружено отсутствие на страницах учебников конкретных видовых названий космополитных, массовых видов люмбрицид, несмотря на их экологическое значение в экосистемах и региональной фауне, высокую доступность и наглядность для наблюдений во время лабораторных работ, экскурсий, внеклассных мероприятий и учебно-исследовательских проектов. В связи с этим необходимо рекомендовать учителю для расширения кругозора обучающихся дополнять информацию о кольчатых червях материалами о разных видах люмбрицид региональной фауны.

Дождевые черви также могут стать одним из объектов комбинированной экскурсии по зоологии со школьниками 7 (8) класса, которая обычно планируется программой по биологии весной. На зоологических экскурсиях могут быть использованы и показаны обучающимся методы почвенной зоологии, с помощью которых изучается разнообразие люмбрицид. Именно экскурсия может помочь учителю развить интерес к этой группе для его дальнейшей реализации в исследовательской и проектной деятельности школьников.

Некоторые предлагаемые методические рекомендации по использованию дождевых червей в качестве краеведческого материала и модельных объектов в преподавании темы «Тип Кольчатые черви» и внеклассной работе были реализованы в обучении биологии в профильных классах МАОУ «Медикобиологический лицей г. Саратова» в 2016-2017 учебном году. Апробация некоторых направлений также была удачно осуществлена на открытом внеклассном мероприятии (уроке-игре) «Экология кольчатых червей», проходившем на открытой площадке Регионального экологического слета «Юные экологи» (информация о мероприятии – см. официальный сайт администрации муниципального образования «Город Саратов» http://www.saratovmer.ru/news/2017/05/16/47874.html). Слёт проходил в рамках Российского движения школьников (РДШ) на базе МАОУ МБЛ 13.05.2017 г., был нацелен на экологическое образование школьников и включал представление ими результатов своих экологических проектов. В целом, представленные в статье материалы представляют пример научно-методического анализа только одной темы школьного курса на предмет соответствия её материалов и методики обучения новым ФГОС. По предложенному образцу могут анализироваться и другие темы школьной биологии.