ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БИОЛОГИИ КАК НАУКИ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В БИОЛОГИИ

Ефимова Светлана Николаевна, МОУ Андреапольская средняя общеобразовательная школа №2, учитель биологии, Тверская область

Предмет (направленность): биология.

Возраст детей: 10 класс.

Место проведения: класс.

Тип урока: урок - лекция изучения нового материала.

Цели урока:

Образовательные:

обеспечить понимание содержания учебного материала всеми учениками; формирование заинтересованности к изучению предмета «Общая биология».

Развивающие:

развитие умения внимательно слушать, воспроизводить информацию, сравнивать, делать выводы.

Воспитательные:

способствовать раскрытию индивидуальных способностей учащихся.

Задачи урока:

Познакомить учащихся с задачами и содержанием школьного курса «Основы общей биологи»;

Познакомить с основными этапами развития биологии;

Сформировать знания о биологии как о комплексной, фундаментальной науке;

Показать актуальность биологических знаний, выявить значение общей биологии и её место в системе биологических знаний;

Сформировать знания об основных методах биологического исследования.

Оборудование: учебник, компьютер, проектор.

План урока: (слайд 2)

Понятие биология.

Этапы развития биологии.

Биология в ХХ веке.

Биология – комплексная наука.

Необходимость изучения биологии.

Методы изучения биологии.

Ход урока

I. Организационный момент:

Краткое знакомство с новым курсом, обоснование роли и места «Общей биологии» в системе биологических наук.

Знакомство со структурой учебника, рабочей тетради и правилами работы с ними.

II. Изучение нового материала

1. Биология – наука о живом мире.(слайд 3)

Биология – наука о жизни, её закономерностях и формах проявления, о существовании и распространении её во времени и пространстве.

Она исследует происхождение жизни и её сущность, развитие, взаимосвязи.

Биология относится к естественным наукам. Термин «биология» впервые был предложен немецким профессором Т.Рузом в 1797 г.

(слайд 4) Давайте вспомним что означает «биология» (От греч. «bios» – жизнь и «logos» – слово, учение) Однако общепринятым термин стал в 1802г., после того как его начал употреблять в своих работах французский натуралист

Ж.-Б.Ламарк.

Форма работы – синквейн.

Правила составления синквейна: (запись в тетрадь)

в синквейне 5 строк:

1 – понятие (слово)

2 – прилагательные (2слова)

3 – глаголы (3 слова)

4 – предложение (из 4 слов)

5 – существительное (одно слово)

Прилагательные и глаголы должны раскрывать понятие, а предложение – иметь смысловой характер.

Пример синквейна:

1 – Биология

2 – Интересная, занимательная

3 – Открывает, изучает, экспериментирует

4 – Помогает понять живую природу

5 – Наука

2. Этапы развития биологии.

Исследования природы началось на самых ранних этапах развития человечества – оно обеспечивало людям выживание. Сведения о животных и растениях люди запоминали, передавали из поколения в поколение, позднее стали составлять списки полезных растений и животных, характеризовать их свойства, способы выращивания.

(слайд 5) Первые сведения о живом мире были получены из наскальной живописи. Так например известный спелеолог Жан Мари Шове с двумя добровольными помощниками открыли пещеру с наскальными рисунками возраст которых достигает 30-33 тысячи лет. Рисунки изображали различных животных, обитавших в то время. Пещерные росписи ответили и на вопрос — тигры или львы обитали в доисторической Европе? Оказалось — вторые. Пещера Шове содержит несколько изображений пещерных медведей. И по рисункам и генетическим образцами 38 останков пещерного медведя удалось выяснить примерное время исчезновение этой популяции.

Этапы развития биологии: (слайд 6)

1 период. Период до появления земледелия и скотоводства.

2 период. Период земледелия и скотоводства.

Эти 2 периода характеризовались накоплением знаний о растениях, животных и человеке.

3 период. Появление древних государств. (слайд 7)

Из литературных памятников египтян, вавилонян, китайцев, греков известно, что в древние времена люди многое знали о строении растений и животных. Применяли эти знания в медицине и сельском хозяйстве.

(слайд 8) Вот только несколько событий и великих представителей древности: 400 лет до н.э. – Гиппократ создал основы медицины.

(слайд 9) Основой биологических знаний той эпохи можно считать «Историю животных», написанную Аристотелем в 340-е годы до н.э.

(слайд 10) Теофраст (371-286 г. до н.э.) — знаменитый греческий ученый, называемый отцом ботаники.

4 период. Период Средневековья( V- XV век). (слайд 11)

Биология развивалась преимущественно как описательная наука.

Накопленные факты часто были искаженными. Например ,встречаются описания различных мифических существ, например «морского монаха», который будто появлялся морякам перед штормом, сирен, русалок, спрутов.

5 период. Период Возрождения( XVI – XVIII век). (слайд 12)

Наиболее важные события в биологии произошли в 17 -18 веках: приведу несколько примеров: Уильям Гарвей в1628г открыл кровообращение; 1665г - Открытие клеточного строения Робертом Гуком; в 1735г – Карл Линней создаёт бинарную биологическую номенклатуру; 1771г – Джозеф Пристли описывает явление фотосинтеза.

6 период. Создание клеточной теории и развитие эволюционных идей( XIX век). (слайд 13)

1827 - 1855 г- развитие клеточной теории, которую создавали и дополняли многие учёные: так например Карл Бэр – открыл яйцеклетку млекопитающих; Роберт Броун первым определил ядро в растительной клетке; знаменитый тезис Рудольфа Вирхова «omnis cellula e cellula» (клетка происходит только от клетки), завершил собой знаменитый спор биологов о самозарождении организмов; Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма;

(слайд 14) В 1859 г. Чарльз Дарвин опубликовывает теорию естественного отбора; в 1864 году Луи Пастер – находит причину инфекционным болезням; в 1865году Грегор Мендель – открывает законы наследственности;

Большой вклад в развитие биологических знаний внесли и русские учёные: 1881г – открыты витамины Н.И Луниным; 1882 –открытие И.И. Мечниковым явления фагоцитоза как защитной реакции организма в борьбе с болезнетворными бактериями; 1897 году И.П. Павлов – создаёт учение о высшей нервной деятельности. Это только несколько человек из огромной когорты великих российских учёных того времени и в последующие времена.

7 период. Генетический период (с 1900 года). (слайд 15)

Основы современной биологии развития заложены в первые десятилетия 20 века : 1900 –Карл Ландштейнер открыл группы крови (А, О, В и АВ) и резус-фактор (1940); 1910 - Томас Морган открыл хромосомы – органеллы наследственности; 1920- Николай Иванович Вавилов делает доклад о законе гомологических рядов; примерно в это же время Владимир Иванович Вернадский создаёт учение о биосфере; В 1928 Александр Флеминг открыл пенициллин.

3. Биология в XX веке.

(слайд 16) Новый этап развития биологии начался с 50-х годов 20 столетия, когда была расшифрована молекулярная структура генетического материала - знаменитая двойная спираль Уотсона и Крика, названная так потому, что на молекулярном уровне ДНК - это две скрученные в спираль вокруг общей оси цепочки из соединенных друг с другом в определенной последовательности четырех различных элементов - так называемых нуклеотидов; учёные – медики научились пересаживать органы человека.

(1967 – Кристиан Бернард первым пересадил человеческое сердце); в 1997 - клонировано первое млекопитающее - овца по кличке Долли; затем последовали удачные эксперименты по клонированию мышей и других млекопитающих.

4. Биология – комплексная наука. (слайд 17)

В наши дни биология – комплексная наука, сформировавшаяся в результате дифференциации и интеграции разных научных дисциплин.

Скажите пожалуйста какие из перечисленных наук вам уже знакомы?

(ответы учащихся)

Существую основные биологические науки, такие как ботаника, зоология. Они в свою очередь имеют подразделы: из ботаники выделилась микология – наука о грибах, бриология – наука, изучающая мхи, альгология – изучает водоросли, палеоботаника – изучает ископаемые останки древних растений и др. Подразделы зоологии изучают конкретных животных (ихтиология – рыб; энтомология – насекомых; орнитология – птиц; этология – поведение животных и др.)

Может вы знаете, что изучают некоторые биологические науки?

(ответы учащихся)

Анатомия – изучает особенности строения органов живых организмов; физиология – изучает особенности жизнедеятельности живых организмов; гистология – наука о тканях; микробиология – изучает микроорганизмы; генетика – наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости живых организмов; цитология – наука о клетке; палеонтология – изучает ископаемые остатки растений и животных; экология – наука о взаимоотношениях организмов между собой и с факторами окружающей среды; эмбриология – рассматривает зародышевое развитие организма.

Возрастающий темп развития науки и накопления знаний привёл к необходимости взаимодействия между различными естественными науками. В ходе такого развития на стыке между биологией и другими научными дисциплинами возник ряд пограничных наук: биофизика – исследует биологические структуры и функции организмов физическими методами; биохимия – исследует основы жизненных процессов и явлений химическими методами на биологических объектах; биотехнология – изучает возможности использования имеющих хозяйственное значение микроорганизмов в качестве сырья, а также использование их особых свойств в производстве.

5. Для чего необходимо изучать биологию?

В тексте одной из лекций Томаса Гексли есть такие строки: « Для человека, не знакомого с естественной историей, пребывание среди природы подобно посещению художественной галереи, где 90% всех удивительных произведений искусства повёрнуты лицом к стене. Познакомьте его с основами естественной истории – и вы снабдите его путеводителем к этим шедеврам, достойным быть обращёнными к жаждущему знания и красоты человеческому взгляду».

Помимо познавательной и эстетической стороны, биологические знания имеют и чисто практические применения во многих областях человеческой деятельности. Биологические знания активно используются в пищевой промышленности, фармакологии, в сельском хозяйстве, где важнейшей проблемой является создание высокоурожайных сортов растений и высокопродуктивных пород животных. Сам человек является живым организмом, поэтому биология является теоретической основой таких наук, как медицина, психология, социология и др.

6. Методы изучения биологии. (слайд 18)

Биологию изучают разными методами

Метод (от греч. «methodos» – путь, способ познания, исследования) – способ практического и теоретического действия, направленного на овладение объектом

В биологии применяются несколько научных методов. К наиболее часто используемым относятся: наблюдение, сравнение, эксперимент, описание, моделирование, исторические методы:

(гиперссылка на слайд 19) Наблюдение - преднамеренное, целенаправленное восприятие объектов и процессов с целью осознания его существенных свойств. Наблюдение – отправной пункт всякого естественнонаучного исследования. В биологии это особенно хорошо заметно, так как объект ее изучения – человек и окружающая его живая природа. Наблюдение как метод собирания информации – хронологически самый первый прием исследования, появившийся в арсенале биологии, этот метод не утратил своего значения и по сей день. Наблюдения могут быть прямыми или косвенными, они могут вестись с помощью технических приспособлений или без таковых. Так, орнитолог видит птицу в бинокль и может слышать ее, а может фиксировать прибором звуки вне слышимого человеческим ухом диапазона

Описание - есть результат интерпретации наблюдений. Например, составляя описание найденного скелета, палеонтолог назовет позвонками определенные кости постольку, поскольку он пользуется методом установления аналогии со скелетами уже известных животных. Описание – это основной метод классической биологии, базирующийся на наблюдении. Позже описательный метод лег в основу сравнительного и исторического методов биологии. Правильно составленные описания, произведенные в разных местах, в разное время, можно сравнивать. Это позволяет путем сопоставления изучать сходство и различие организмов и их частей.

(гиперссылка на слайд 20) Сравнение - сопоставление организмов и их частей, нахождение черт сходства и различий (например , вы наблюдаете насекомых и замечаете, что у многих из них имеются чёрные и жёлтые полоски. Многие считают. Что все это пчёлы и осы, поэтому обращаются с ними осторожно. Однако при более внимательном рассмотрении можно обнаружить у некоторых из них признаки, свидетельствующие о том, что это мухи, а не пчёлы. Определите на изображениях различия между этими насекомыми

(у мухи больше глаза и короче антенны, а у пчелы глаза меньше и антенны длиннее и тоньше. Кроме того у пчелы две пары крыльев, а у мухи – одна)

Какой вопрос возникает? Можно ли считать простым совпадением то, что эти мухи больше похожи на неродственных им пчёл, чем на своих ближайших родственников –комнатных мух?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужны какие-то идеи или гипотезы

Какие гипотезы возникли у вас?

(Уч-ся высказывают свои гипотезы)

Гипотезы проверяются и доказываются экспериментально.

(гиперссылка на слайд 21) Эксперимент - целенаправленное изучение явлений в точно установленных условиях, позволяющее воспроизводить и наблюдать эти явления. Полный цикл экспериментального исследования состоит из нескольких стадий. Как и наблюдение, эксперимент предполагает наличие четко сформулированной цели исследования. Поэтому, приступая к эксперименту, нужно определить его цели и задачи, обдумать возможные результаты. Научный эксперимент должен быть хорошо подготовлен и тщательно проведен.

(домашнее задание – придумать эксперимент подтверждающий одну из ваших гипотез о полосатой окраске мух, и обосновать его.)

Итак, в результате наблюдения и эксперимента исследователь получает некоторое знание о внешних признаках, свойствах изучаемого предмета или явления, то есть новые факты. Результаты, полученные в ходе наблюдений и экспериментов, должны быть проверены новыми наблюдениями и экспериментами. Только после этого их можно считать научными фактами.

(гиперссылка на слайд 22) Исторический метод применяется для изучения закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций.

(гиперссылка на слайд 23) Моделирование - изучение процесса или явления через воспроизведение его в виде модели. Проект "Марс-500" проводился Государственным научным центром Российской Федерации – Институтом медико-биологических проблем РАН под эгидой Роскосмоса и Российской академии наук. В него входил ряд экспериментов, имитирующих те или иные аспекты межпланетного пилотируемого полета. Основой является серия экспериментов по длительной изоляции экипажа в условиях специально созданного наземного экспериментального комплекса.

III. Закрепление знаний. Рефлексия. (слайд 24)

Продолжите фразу:

Биология – наука о….

Вклад в развитие биологии внёс….

Ответьте на вопросы:

Почему современную биологию считают комплексной наукой?

Какие существуют методы изучения биологии?

Составить свой синквейн на понятие «Биология».

IV. Итог урока.

V. Домашнее задание: (слайд 25)

§ 1, 2. Придумать эксперимент подтверждающий гипотезу о полосатой окраске мух, и обосновать его.)

ЛИТЕРАТУРА И ССЫЛКИ

1. А.А.Каменский, Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник Общая биология; Москва «Дрофа», 2011г.

2. О.А.Пепеляева, И.В.Сунцова. Поурочные разработки по общей биологии 10 класс; Москва «Вако», 2006г.

3. Е.Ю Щелчкова. Введение в общую биологию и экологию; Волгоград «Учитель», 2010г.

4. Интернет-сайты - http://nature.1001chudo.ru/france_2486.html

http://ru.wikipedia.org/wiki/Биология

http://www.moluch.ru/conf/ped/archive/17/366