Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Творческие задачи на уроках.

 

Викентьев И.Л., Модестов С.Ю.

 

В чем, по-Вашему, отличие между двумя приводимыми ниже фрагментами уроков ?

 

1."Осьминог - представитель морских головоногих моллюсков. Одной из особенностей его поведения является то, что при опасности или раздражении он стремится спрятаться в убежище. При этом с помощью щупалец закрепляется там, чтобы предполагаемый хищник не смог извлечь его из укрытия..."

2."В прежние столетия, в Японии, случилась такая история. Во дворец императора был отправлен ценнейший груз - несколько шхун везли вазы тончайшего фарфора. По дороге случился шторм, и все шхуны до единой утонули. Это произошло относительно недалеко от берега, где стояли хижины бедных рыбаков. Вазы стоили баснословные деньги, поэтому неудивительно, что многие смельчаки пытались достать их. Но это не удавалось - слишком велика глубина, не донырнуть человеку. Никакой удочкой, сетью или веревкой их не достать, а подводных аппаратов тогда, конечно, не знали. Спустя год вазы стали появляться в хижинах тех рыбаков. Вопрос классу: как же вазы оказались на берегу ?"

Предоставим читателю поразмыслить над тайной древних японцев. Подскажем лишь, что и в том, и в другом классе изучали

Тип Mollusca - Моллюски

Класс Cephalopoda - Головоногие

Представитель Octopus vulgaris - Осьминог обыкновенный

и - самое главное - их особенности поведения...

 

Биология - преимущественно описательная наука. На других уроках естественно-научного цикла (например, физике или химии) полученные учащимися знания можно закреплять и контролировать с помощью задач. С биологией дело обстоит хуже. Закрепление и контроль знаний в рамках предмета биологии традиционно может вестись следующими способами:

1. Пересказ учащимися учебного материала. Способ хорош тем, что позволяет оценить, насколько точно материал запомнен, но плох, поскольку не позволяет судить о том, как ученик научился применять знания, оперировать ими...

2. Практические и лабораторные работы. Позволяют судит и о том, как материал запомнен, и о том, как учащийся оперирует знаниями. Плох тем, что отнимает много времени, требует специальной подготовки, а проверяет сравнительно небольшую часть программы.

3. Проверочные и контрольные работы. Вопросы, предлагаемые учащимся, обычно позволяют оценить и степень усвоения знаний, и степень владения ими. Способ плох тем, что учащиеся попросту боятся контрольных и проверочных, возрастает уровень тревожности. К тому же, контрольные и проверочные применяются только для контроля, закрепления знаний они не обеспечивают.

 

Под творческой задачей мы будем понимать проблему

- с нечетко заданными условиями. Например, для ряда задач невозможно точно указать - на какой раздел теории она;

- содержащую некое противоречие;

- допускающую не одно решение, а серию ответов, часто взаимосвязанных.

 

Данная статья позволяет учителю, имея "в руках" любой минимально интересный пример, сконструировать из него творческую задачу необходимой сложности в соответствии с целями и задачами урока, например, для проверочной работы, опроса или зачета. Введем новое определение: модель - ограниченная часть учебного материала. Творческие задачи, приводимые в качестве примеров, взяты из книги "Сборник творческих задач по биологии" (автор - Модестов С.Ю.), изданной в Санкт-Петербурге в 1998 году.

 

I. УЗНАВАНИЕ УЧАЩИМСЯ МОДЕЛИ В УСЛОВИИ.

 

Типовые формулировки задач:

- Назовите используемую в подборке примеров МОДЕЛЬ:

 

Задача 173. "Ворюги". 

Не стесняясь, волки стаей нападают на медведя с целью отнять его добычу - и успешно. В горах копытные съедают копенки сена, в больших трудах припасенные на зиму пищухами-сеноставками. В пустыне жук-скарабей, увидев другого жука, катящего шарик из навоза, стремиться завладеть драгоценным грузом. Вороны тоже не церемонятся со своими сородичами послабее - отдай, и все! Некоторые виды муравьев питаются личинками и яйцами, которые крадут у своих более крупных "собратьев". Дайте общее название приведенным примерам поведения.

Это клептопаразитизм - воровство среди животных.

 

Задача 275. "Рыцари истории"

У морских игуан на Галапагосских островах, как и у наших прытких ящериц, бывают турниры, ритуальные бои, которые протекают по строгому регламенту и не приводят к серьезным повреждениям у соперников.

Могучий самец гремучей змеи вторгается в суверенные владения другого самца, чтобы оспорить его право на жизненное пространство и самку. Укус был бы, вероятно, самым быстрым и эффективным способом избавления от соперника, однако змеи применяют силовую борьбу, пока одному не удастся пригнуть голову другого к земле. Борьба окончена. Теперь победитель позволит побежденному спастись бегством.

Прочитайте примеры и назовите такое поведение, сделайте вывод о его эволюционном значении.

Возможный ответ: эволюционное значение брачного поведения - сохранение вида. Если бы в результате каждого брачного поединка один из соперников погибал, вид прекратил бы свое существование.

 

- Выберите правильное - в соответствии с МОДЕЛЬЮ-1 - утверждение из заданного ряда;

- Продолжите фразу в соответствии с МОДЕЛЬЮ-1.

 

II. ПРЯМОЕ ПРИМЕНЕНИЕ УЧАЩИМИСЯ МОДЕЛИ

 

Типовые формулировки задач:

- Примените МОДЕЛЬ-1 и получите заданный результат;

 

Задача 5. "Сядь на пенек !"

Задача может быть предложена в рамках темы "Корневое давление", для закрепления материала. Известно, что бумагу делают из деревьев. Чтобы получить тонну бумажной массы, рубят лес на делянке площадью почти с футбольное поле. Потом остается множество пней, мусора, и т.п. Его необходимо убрать, участок заново удобрить - и только потом можно сажать новый лес. Это неэффективно.

Как вырастить новые деревья быстрей и с меньшими затратами ?

Используйте Ресурсы (то, что уже есть в системе или дано по условиям задачи).

Возможный ответ: по условиям задачи, уже даны пни. Они уже тянут воду - даже после того, как дерево срубили (за счет корневого давления - нижний концевой двигатель). В Козульском межлесхозе, например, выращивают елки, высаживая их семена или саженцы на свежие пни.. Таким образом можно не только получить ощутимый экономический эффект при производстве бумаги, но и, к примеру, обеспечить потребность в новогодних елках, не затрагивая основного лесного фонда.

 

Задача 236."Теперь он и тебя посчитал..."

 Прочитайте список животных:

2 воробья домовых

2 воробья полевых

2 голубя сизых, 2 голубя породы дутыш

2 пары кур домашних

2 глухаря, 2 тетерева обыкновенных +

2 мыши домовые, 2 мыши белые

2 мыши лесные

2 крысы серые

2 крысы черные

2 зайца-беляка, 2 зайца-русака +

2 кролика диких, 4 кролика домашних

2 восточноевропейские овчарки, 2 лайки

2 домашние лошади, 2 домашних осла +

Животные, указанные в одной строке, свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство. Обозначенные знаком "+" тоже скрещиваются, но дают стерильное потомство.

Определите, сколько видов и сколько особей представлено в этом списке ?

 

- Найдите ошибку в применении МОДЕЛИ-1;

 

Задача 8. "Листы и корни".

В басне "Листы и корни" И. А. Крылова корни, споря с листьями, говорят:

- "Мы те (корни - С.М.)...

Которые, здесь роясь в темноте,

Питаем вас. Ужель не узнаете ?

Мы корни дерева, на коем вы цветете.

Красуйтесь в добрый час !

Да только помните ту разницу меж нас:

Что с новою весной лист новый народится;

А если корень иссушится, -

Не станет дерева, ни вас."

В чем была ошибка знаменитого баснописца ?

Возможный ответ: И.А.Крылов фактически высказывает следующую мысль: "трудовая производительная деятельность" принадлежит в растении исключительно корням, а листьям приписывается всего лишь "блестящий, но бесполезный труд". Говоря современным языком, накопление биомассы растением возможно только благодаря деятельности корней, листья здесь ни при чем. В то время, когда И.А.Крылов писал свои басни, значение ассимилирующего аппарата листьев еще не было известно. По выражению выдающегося физиолога К.А.Тимирязева, это было "...отражение многовековой несправедливости" - т.е. непризнание роли зеленых листьев, в клетках которых идет синтез органических веществ.

 

 

Задача 17."Дышать темно ?"

Одна богатая лондонская дама, узнав о том, что растения очищают воздух, велела слугам перенести из зимнего сада в ее спальню, которая не проветривалась, пять самых больших кадок с тропическими растениями. Утром дама проснулась с головной болью. После этого она стала утверждать, что растения не очищают воздух, а наоборот, портят его.

Как вы объясните даме ее ошибку ?

Возможный ответ 1: растения фотосинтезируют только на свету, в темноте выделение кислорода почти прекращается. Зато процесс дыхания не уменьшает своей интенсивности. Следовательно, растения могли "издышать" часть кислорода, содержавшегося в воздухе комнаты.

Возможный ответ 2: листья, стебли и цветы многих тропических растений изобилуют различными железами, выделяющими всевозможную ароматику - например, эфирные масла. Такие растения не являются комнатными, т.к. их выделения небезопасны. Даме повезло, что она отделалась лишь головной болью...

 

- Приведите свои примеры на МОДЕЛЬ-1; дополните ряд примеров.

 

Задача 279. Заботливые.

Продолжите начатый ряд примеров и дайте общее название такому поведению, объясните, чем оно вызвано.

1. Ежата появляются на свет ранней весной, когда в лесу еще очень холодно. У них нет меха - только колючки. Малышам холодно и в норе, особенно когда мамаша уходит за кормом. Уходя, ежиха заворачивает детишек в сухие листья - для сохранения тепла.

2. Сорные курицы обитают на юге Австралии. Самка, отложив яйцо недалеко от петуха, сразу уходит, оставляя заботу о потомстве на самце. Ему необходимо стать наседкой. Яйца сорных кур примерно в треть длины курицы. Петуху трудно самому усидеть на яйцах, поэтому он закапывает яйца в кучу прелых листьев. Последние постепенно перегнивают, преют, при этом температура кучи повышается. Петух следит за равномерностью нагрева - на небе и языке у него находятся температурные рецепторы. Подобные гнезда бывают размером до пяти метров и весом до трехсот тонн.

3. Когда к гнезду ласточки подбирается змея, чтобы полакомиться яичками, ласточка устремляется на ближайший пустырь, отыскивает в траве богомола, хватает его клювом и тащит к гнезду, оказавшемуся в опасности. Змеи ужасно боятся богомолов и, столкнувшись с ними нос к носу, спешат убраться восвояси. Затем ласточка относит богомола на то место, откуда его подхватила...

Возможный ответ: это - разные формы заботы о потомстве.

 

III. ПРИМЕНЕНИЕ УЧАЩИМИСЯ НЕСКОЛЬКИХ ОСВОЕННЫХ МОДЕЛЕЙ (НА ВЫБОР), БЕЗ УКАЗАНИЙ - КОГДА, ГДЕ И КАК ИМЕННО ПРИМЕНЯТЬ...

 

Типовые формулировки задач:

- Примените некоторые из освоенных моделей и получить заданный результат;

 

Задача 268. "Если хочешь стать отцом"

Может ли быть подвергнута отбору стерильность организма как признак ?

Да, может. Примером тому служат колонии рабочих насекомых, в которых рабочие особи стерильны. Здесь стерильность передается через посредника - материнскую особь.

 

Задача 125. Жажда крови

Оказывается, пираньи нападают не на любых животных, попавших в их водоем. Почему же некоторых они атакуют, а некоторые спокойно купаются вместе с ними ?

Подсказка-1: рассмотрите, чем могут отличаться друг от друга все млекопитающие, попадающие в водоем к пираньям.

Пираньи реагируют на кровь в любом виде - расчес от укуса насекомым, порез, царапина. Если кожные покровы целы, скорее всего, они не атакуют. Правда, так бывает не всегда - они крайне агрессивны в брачный период или если очень голодные.

 

- Примените некоторые из освоенных моделей и получите гамму возможных ответов;

- сформулируйте задачу под известное решение

 

Задача 14. "Веселые картинки"

Прочитайте нижеследующее решение и придумайте для него задачу.

Один калифорнийский художник "нарисовал" на перекрестке неподалеку от Сан-Франциско портрет Моны Лизы размером 61 на 43 метра. Причем эта работа заняла всего три дня. С женой и знакомым топографом они расчертили участок на лугу, а затем, руководствуясь репродукцией с картины Леонардо да Винчи, разбросали на участке 350 кг синтетических удобрений. Весной, когда трава на лугу проросла, удобренные участки стали темнее.

 

IV. ЗАДАЧИ НА ПРИМЕНЕНИЕ

 

Типовые формулировки задач:

 - Где, когда и зачем можно применить данный биологический эффект (явление)?

 

V. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЗАДАЧИ

 

Типовые формулировки задач:

- на основании ДАННЫХ сделать обобщающий вывод:

 

Задача 71."Моллюски следят за Луной"

Конхиокультура (разведение моллюсков) - одна из древних и выгодных отраслей культурного океанического хозяйства. Примерно через восемь дней после икрометания устриц начинается "роение" их личинок. Они очень недолго плавают, а затем оседают на твердый субстрат. В илистых эстуариях Шельды в Голландии устрицеводы увеличивают свои "стада", укладывая на морское дно черепицу, служащую личинкам устриц искусственным субстратом. Этого нельзя делать задолго до массового появления личинок, поскольку куски черепицы будут быстро заняты другими организмами. Таким образом, от зоолога требуется определить, если это возможно, когда произойдет "роение". Прогноз, основанный на многолетних наблюдениях, звучит удивительно: "Основной максимум появления личинок следует ожидать ежегодно между 26 июня и 10 июля, примерно через 10 дней после новолуния или полнолуния". Это кажется мистикой, но является чистой правдой.

Поскольку "роение" происходит через восемь дней после икрометания, самого икрометания следует ожидать через два дня после новолуния или полнолуния.

Назовите фактор, определяющий время размножения. Предложите гипотезы, объясняющие механизм их действия. 

Ответ: этим фактором является прилив. Как он влияет на устриц, еще неизвестно, видимо, это связано с давлением воды, колебания которого максимальны именно при приливах. Кроме того, прилив вызывает колебания освещенности на дне моря.

 

- сравнить, какая МОДЕЛЬ эффективнее, оптимальна, при каких условиях.

 

Задача 258. "Неприступный... забор"

Существует проблема - как предотвратить выход диких зверей на автострады, чтобы они не сталкивались с автомобилями и не забредали в города. Различные ловушки и ограждения малоэффективны, да и экономически невыгодны.

Как быть ?

При решении задачи целесообразно найти гамму решений и провести оценку эффективности.Важно помнить, что, оценивая решение, мы не должны оценивать ученика, чтобы не задеть его на глазах у всех. Решение должны быть "именным" лишь в том случае, если оно хорошее. Если же оно плохое - пусть оно будет безымянным... 

Возможный ответ - 1: в Западной Германии начали размещать вдоль обочин дорог и вокруг городских окраин предметы из пористой резины, пропитанные веществом, имитирующим запах человека. Эти химические "пугала", выполненные в виде, например, листьев, подвешиваются на ветки. Для человеческого обоняния они слегка пахнут лимоном, но животные различают в них запахи масляной кислоты, аммиака и других компонентов человеческого пота. Птицы не боятся этого запаха, но кабаны, лоси, зайцы, косули и другие животные перестают выходить на улицы и дороги и избегают столкновения с машинами. 

Возможный ответ - 2: известно, какое огромное количество живности - ежей, мелких хищников, лягушек - гибнет под колесами автомобилей. Если проложить под полотном трубы, то живые существа быстро привыкают к ним и успешно пользуются им. В Аляске сделали туннель и для лосей. Если раньше в этом месте в год происходило до 40 столкновения, то теперь сократилось до 7. К тому же вдоль шоссе установлена трехметровая сетка, усилена иллюминация над участком дороги. 

Возможный ответ - 3: предложено укреплять на машинах ультразвуковые свистки, который издает звук только при наличии сильного потока воздуха. Когда машина движется, напор воздуха достаточен для звучания свистка. Люди его не слышат, а животные - слышат, и это предупреждает их о движении машины.

 

- предложить серию экспериментов для проверки факта, гипотезы

 

Задача 285."Когда нет компаса"

 

Есть гипотеза, что животные чувствительны к магнитному полю Земли. Т.е. способны в нем, например, ориентироваться. Магнитная чувствительность птиц выдвигается как один тех механизмов ориентирования, благодаря которому перелетные птицы покрывают гигантские расстояния и практически не сбиваются с курса. Предложите серию экспериментов для ее проверки.  

Возможный ответ:

Эксперимент-1 "Магнитная чувствительность насекомых".

В термитнике насекомые располагаются поперек силовых линий. Если термитник экранировать от внешнего поля, насекомые рассеются. При восстановлении поля они вновь "восстановят порядок". Следовательно, термиты чувствительны к магнитному полю Земли.

Эксперимент-2 "Магнитная чувствительность рыб".

Подопытная рыбка помещалась в аквариум. К стенкам аквариума подносили мощный магнит, а затем сразу подопытная рыбка получала удар электрического тока. Через пятьдесят повторений условный рефлекс у рыбы выработался и закрепился. Как только к стенкам аквариума подносили магнит, рыбка тут же срывалась с места, хотя электрического бича уже не было. Следовательно, рыбка чувствовала магнит.

Эксперимент-3 "Магнитная чувствительность птиц"

Группа птенцов мухоловки выращивалась в магнитном поле, "повернутом" относительно земного. С наступлением осени они улетали отнюдь не туда, куда следовало.