Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Научная статья на тему «Использование дождевых червей в практике обучения биологии в связи с переходом на новые ФГОС»

Аннотация. Рассматриваются вопросы преподавания темы «Тип Кольчатые черви» в связи с требованиями новых образовательных стандартов. Предлагается использование краеведческих материалов о разнообразии люмбрицид (дождевых червей). Приводится качественный состав семейства в Саратовской области.

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.

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:

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Заказать статью

  • 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.

 

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Поставьте оценку первым.

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

1471

Закажите такую же работу

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке