Натуральні об'єкти

До натуральних належать об'єкти живої (рослини, гриби, тварини, їхні органи й частини) та неживої (зразки гірських порід, ґрунту, палива; продукти промислового й сільськогосподарського виробництва; реактиви й ма­теріали) природи.

В навчальному процесі з біології використовують:

непрепаровані об 'єкти живoï природи (живі організми) та препаро­вані (гербарії, вологі препарати, мікропрепарати, остеологічні пре­парати, колекції, таксидермічні зоологічні експонати — опудала, мумії, тушки);

необроблені об'єкти неживої природи (зразки гірських порід, пали­ва; колекції форм збереженості викопних організмів) та оброблені (реактиви й матеріали, колекції зразків промислового та сільського­сподарського виробництва).

Шкільною програмою з біології передбачається безпосереднє ознайомлення учнів із натуральними об'єктами живої та неживої природи.

Основними методами, що застосовуються в роботі з натуральними об'­єктами, є спостереження й експеримент. Головна мета кожного спосте­реження — вироблення правильних умінь і навичок роботи з натураль­ними об'єктами та формування біологічних понять.

За способом використання на уроці натуральні об'єкти поділяють­ся на демонстраційні (використовуються вчителем) та роздаткові (використовуються учнями). Відповідно задаються певні параметри об'єктів, які мають забезпечувати їх детальний розгляд.

Для демонстрування використовуються натуральні об'єкти роз­міром не менш як 60x40 мм (наприклад, опудала й скелети тварин). Як роздатковий матеріал придатніші об'єкти малих розмірів (гербарії, вологі препарати тощо).

Найефективніше використання натуральних об'єктів як роздаткового матеріалу для організації самостійної роботи учнів. Успішність самостійної роботи учнів багато в чому залежить від якості керування їхнім сприйняттям (усний інструктаж учителя). Важливо не так показати сам об'єкт, як навчити працювати з ним, спостерігати, робити висновки. Ознайомлення учнів з об'єктом має відбуватися від цілого до деталей, а потім на основі проведеного спостереження, — знову до цілого.

Якщо з певних причин натуральний об'єкт не можна продемонстру­вати, то вчитель має передбачити інші компенсаторні варіанти, напри­клад застосування екранних технічних засобів статичної проекції, за допомогою яких натуральний об'єкт проектується на екран.

У шкільній практиці трапляються випадки методично непродуманого використання натуральних об'єктів, коли роздатковий матеріал править за демонстраційний (гербарії, вологі препарати тощо), що не забезпечує необхідної наочності й не сприймається учнями.

Наочність — одна з основних вимог до відбору натуральних об'єк­тів або проектування різних видів посібників, компонентами яких є на­туральні об'єкти. Відповідно до цієї мети відбирають об'єкти з яскраво вираженими типовими ознаками, необхідними для розкриття змісту біологічних понять, що формуються в шкільному курсі. Передбачаєть­ся також використання оптичних приладів, за допомогою яких можна краще роздивитись об'єкт. Допускається застосування поряд зі склад­ними за будовою об'єктами пояснювальних схем і рисунків.

Для більшої наочності в натуральних об'єктах використовуються різні способи кодування: кольором, цифрами, літерами тощо.

Схарактеризуємо групу натуральних об'єктів із біології.

Предмети і явища об'єктивної дійсності для безпосереднього вивчення. Живі організми — це група натуральних об'єктів (росли­ни, тварини, гриби, дробянки), що забезпечують найбільшу конкрет­ність і повноту знань учнів. Частину живих рослин і тварин збирають на пришкільній навчально-дослідній земельній ділянці безпосередньо перед заняттями здебільшого для одноразового використання.

Наприклад, для забезпечення лабораторних робіт із теми «Різноманіт­ність покритонасінних» (розділ «Царство Рослини», 6 клас) на пришкіль­ній навчально-дослідній земельній ділянці доцільно вирощувати представ­ників родин, що вивчаються: дикорослі рослини (паслін чорний, редька ди­ка, ромашка аптечна, деревій звичайний) та культурні (жоржини, айстри, картопля, капуста).

Забезпечення занять живим роздатковим і демонстраційним мате­ріалом істотно полегшується, якщо в школі є куточок живої природи. Добираючи рослини й тварин до куточка живої приро­ди, слід насамперед ураховувати можливості їх використання на уро­ках та в позаурочній роботі.

У процесі вивчення розділу «Царство Тварини» (7 клас) можна орга­нізувати різноманітні самостійні роботи з використанням живих тварин. Це сприяє успішнішому засвоєнню учнями анатомо-морфологічних, екологічних і систематичних понять розділу, ефективному оволодінню школярами вміннями правильно вести спостереження над тваринами, з'ясуванню систематичного положення різних видів тварин.

На розвиток пізнавальної самостійності учнів істотно впливає про­ведення лабораторних робіт із використанням живих тварин (евглени зеленої, інфузорії туфельки, дощового черв'яка, трубочника, молюсків тощо). Зазвичай на таких уроках роботі з натуральними об'єктами від­водиться більша частина навчального часу, оскільки вона виконується на етапі вивчення нового матеріалу й має репродуктивний або пошуко­вий характер. Для успішного проведення цих уроків слід попередньо підготувати роздатковий матеріал та інструктивні картки, в яких зазна­чено тему лабораторної роботи, мету, обладнання й матеріали, хід ро­боти, а також завдання або запитання, що сприяють усвідомленому ро­зумінню школярами об'єктів вивчення.

Гербарії— це тематичні, систематизовані набори засушених рос­лин, прикріплених до білих аркушів цупкого паперу. Розміри гербарних аркушів — 250x350 або 175x250 мм. Здебільшого гербарний аркуш має етикетку розміром 60x10 мм, на якій зазначено назву рослини (українською мовою), назву родини, порядковий номер рослини в да­ному гербарії, іноді — наведено короткі відомості з біології рослини. Для кращого зберігання гербарний аркуш покритий аркушем тонкого паперу або прозорою тонкою поліетиленовою плівкою.

До шкільного курсу біології пропонуються комплекти гербаріїв промислового виробництва: «Царство Рослини», «Систематика рос­лин», «Рослини України», «Ароморфоз у рослин», «Ідіоадаптація в рос­лин», «Модифікаційна мінливість», «Мутаційна мінливість», «Про­міжний характер успадковування», «Поліплоїдні рослини».

Гербарії використовують в основному як роздатковий матеріал. Уч­ні мають уважно розглянути гербарний екземпляр і виконати певні за­вдання.

Відповідно до змісту навчального матеріалу шкільного курсу біоло­гії можна організувати самостійні роботи з використанням гербаріїв, які сприяють формуванню різноманітних понять:

• морфологічних (морфологічна будова рослини, її органів — кореня, стебла, квітки, плоду, насіння тощо) в розділі «Царство Рослини» (6 клас);

• систематичних (ознаки родин і класів квіткових рослин, особливос­ті основних груп рослинного світу, видовий склад і систематичне положення рослин) у розділі «Царство Рослини» (6 клас);

• генетичних (проміжний характер успадковування, мутаційна й мо­дифікаційна мінливості) в розділі «Універсальні властивості орга­нізмів» (11 клас);

• онтогенетичних (способи розмноження квіткових рослин) у роз­ділах «Царство Рослини» (6 клас) та «Універсальні властивості ор­ганізмів» (11 клас);

• еколого-еволюційних (ароморфози та ідіоадаптації в рослин) у роз­ділі «Історичний розвиток органічного світу» (11 клас).

Слід зауважити, що завдання для самостійних робіт із формування конкретних понять відрізняються за своїм характером.

Наведемо приклад завдання до гербарію з визначальною карткою, який ви­користовується для проведення лабораторних робіт із визначення рослин кла­су Дводольні або Однодольні (розділ «Царство Рослини», 6 клас). Порядок його виконання такий:

1. Ознайомтеся з принципом побудови визначальної картки. Визначальна картка складається з питань, поданих не у звичайній запитальній формі, а у вигляді двох коротких описів протилежного змісту — тез та антитез. Теза й антитеза — це ступінь. Перед антитезою ставиться цифра 0. Цифри ліворуч (1, 2, 3 і т. д.) позначають номер ступеня, цифри праворуч показують, на який ступінь слід переходити, якщо названі ознаки відповідають ознакам даної рослини.

2. Візьміть рослину № 1.

3. Прочитайте тезу й антитезу першого ступеня й визначте, яка ознака най­більше відповідає цій рослині.

4. Цифра праворуч показує, на який ступінь ліворуч вам слід переходити.

5. На новому ступені продовжуйте порівняння тези й антитези.

6. На якомусь ступені обрана вами теза чи антитеза закінчиться не циф­рою, а назвою рослини з двох слів: перше слово — це родова назва, яка разом із другим словом становлять назву виду.

7. Укажіть номер гербарного зразка, з яким ви працювали, й видову назву рослини у висновку.

8. Таку саму роботу за визначником проведіть із рослинами за №№ 2,3,4.

Гербарії можна використовувати не лише для вивчення нового ма­теріалу, а й для контролю знань учнів. Проте слід ураховувати, що гер­барний матеріал не дає повного уявлення про натуральний об'єкт: учні можуть установити розміри рослини (якщо її представлено цілком) і дещо дізнатися про морфологію її органів, а про рослину в цілому та про її забарвлення вони дістають відносне уявлення. Тому гербарії до­цільно використовувати в комплексі з іншими засобами навчання.

Вологі препарати — це законсервовані в спеціальних розчинах рос- лини, гриби, тварини або їхні окремі органи. Вологі препарати промислового виробництва містяться в банках циліндричної або прямокутної форми зі звичайного чи орга­нічного скла розмірами 64x69x252, 67x91x198 або 42x58x142 мм. Банки герметично закриті. Для максимального збереження натурального забарвлення об'єкта використовують різні консервувальні суміші (на­приклад, Мельникова—Развєдєнкова, Шора, Боля). На кожній банці є етикетка з назвою об'єкта. Окремі частини об'єкта можуть мати циф­рове кодування, яке розшифровується в експлікації на зовнішній повер­хні банки. Аналогічні органи зазвичай позначаються однією й тією са­мою цифрою.

За змістом вологі препарати поділяються на три групи:

• морфологічні — для вивчення зовнішньої будови тварин, рослин або їхніх частин (наприклад, корінь бобової рослини з бульбочками, павук-хрестовик, актинія);

• анатомічні — для вивчення внутрішньої будови організму або його частин (наприклад, внутрішня будова річкового рака, дощового чер­в'яка, жаби, птаха);

• для вивчення розвитку організмів (наприклад, розвиток кісткової риби, жаби, курки).

Вологі препарати використовують лише як роздатковий матеріал. Слід звертати увагу учнів на те, що внаслідок консервації об'єкти мо­жуть втратити природне забарвлення.

Найчастіше вологі препарати використовуються під час проведення самостійних і лабораторних робіт. У цьому разі учні одержують певні завдання, які мають виконати в ході роботи.

Вологі препарати використовуються також під час вивчення нового матеріалу (в ході розповіді вчителя або бесіди). Вчитель пропонує роз­глянути ту чи іншу частину препарату, ставить учням запитання, від­повісти на які вони зможуть лише після вивчення даного натурального об'єкта.

Мікропрепарати — це препаровані мікроскопічні об'єкти (гідра, дафнія, хлорела, пилок сосни, сорус папороті тощо), тканини й органи рослинного та тваринного організмів, які розміщені між покривним та предметним склом у бальзамі спеціального складу.

Мікропрепарати поділяються на тимчасові й постійні. Тимчасові мікропрепарати готують безпосередньо на уроці; вони не призначені для тривалого зберігання. Постійні мікропрепарати зазвичай виготов­ляються промисловим способом. їх фарбують спеціальними барвника­ми для виокремлення структур, а на предметне скло наклеюють етикет­ки з відповідними підписами. Нині випускаються набори з 15 мікропрепаратів до всіх розділів шкільного курсу біології.

Постійні мікропрепарати використовують для виконання лабора­торних робіт із вивчення: будови чоловічої папороті, нижчих грибів, клітин зелених водоростей, внутрішньої будови стебла, листка, ко­реня, кореневого волоска (6 клас); будови одноклітинних тварин (аме­би, евглени зеленої, інфузорії туфельки), гідри, комах, ланцетника (7 клас); складу крові (8 клас); будови клітин прокаріотів та еукаріотів, тканин рослинного й тваринного організмів, мітотичного поділу клітин (10 клас).

Нескладні тимчасові препарати для вивчення будови клітин шкірки цибулі, пилку сосни, хлорели, хламідомонади, евглени зеленої, інфузо­рії туфельки, гідри, мітотичного поділу клітин учні можуть виготовити самі. Формування в учнів уміння виготовляти тимчасові мікропрепара­ти й розглядати їх під мікроскопом починається на початку вивчення систематичного курсу біології в 6 класі (розділ «Царство Рослини», тема «Клітинна будова рослин»).

Мікропрепарати можна використовувати й для перевірки знань уч­нів. У цьому разі закривають етикетку мікропрепарату й дають завдан­ня: визначити назву, з'ясувати будову тощо.

Однією з умов ефективного застосування мікропрепаратів є чітке пояснення, що учні мають побачити. Для цього використовуються таб­лиці, рисунки в підручнику, навчальних посібниках-атласах, робочих зошитах для лабораторних і практичних робіт тощо. Застосування те­лекамери дає змогу дістати збільшене зображення мікропрепаратів на екрані телевізора, завдяки чому досліджуваний об'єкт стає доступним для вивчення групою учнів.

Орієнтовний перелік мікропрепаратів для теледемонстрації на уроках біології:

Остеологічні препарати — це цілісні скелети тварин або їхні час­тини. Програмою з біології передбачено вивчення скелета представни­ків різних систематичних груп тварин. Для цього використовують цілісні скелети тварин (наприклад, жаби, ящірки, риби) та окремі час­тини скелета (наприклад, черепи хребетних тварин). Монтують скеле­ти на підставках, а набори кісток — на планшетах чорного кольору.

Великі цілісні скелети тварин (кролика, кішки, курки) можуть вико­ристовуватися для демонстрації під час пояснення нового матеріалу, опитування учнів. Дрібні скелети (жаби, голуба) використовують для організації самостійної роботи учнів під час виконання лабораторних робіт (із тем «Клас Земноводні», «Клас Птахи», розділ «Царство Тва­рини», 7 клас).

Вивчаючи будову й ріст кісток (розділ «Людина», 8 клас), можна запро­понувати учням самостійну роботу пошукового характеру з визначення властивостей декальцинованої та прожареної кісток. Для проведення цієї роботи доцільно використати кістки риби, птаха або ссавця, одні з яких витримані протягом доби в 10 %-му розчині соляної кислоти, а інші — прожарені. Робота має виконуватися під керівництвом учителя за таким завданням:

1. Розгляньте кістку, витриману в розчині соляної кислоти. Зігніть її. Поясніть, що з нею відбулося.

2. Розгляньте прожарену кістку. Зігніть її. Поясніть, що з нею відбулося під час прожарювання.

3. Зробіть загальний висновок із даних, добутих у дослідах.

У результаті виконання роботи учні доходять висновку, що неорганічні речовини надають кісткам твердості, органічні — пружності, а їх поєднан­ня забезпечує міцність кісток.

Колекції— це зібрання однорідних натуральних об'єктів (рослин, грибів, тварин або їхніх частин, форм збереженості викопних організ­мів), систематизованих за спільними ознаками (наприклад, колекції насіння, плодів, комах, кісток, скелетів, грунтів, палива, мінеральних добрив).

У колекціях можуть поєднуватися натуральні об'єкти та їхні зобра­ження у вигляді малюнків або муляжів-імітацій. Об'єкти, що входять до колекції, мають бути доступними для спостереження неозброєним оком або за допомогою ручної лупи.

Колекції монтують у коробках із глухими або заскленими кришка­ми. Окремі зразки колекції підписують або кодують цифрами (зміст кодування розкривається в пояснювальному підписі).

До шкільного курсу біології пропонуються комплекти колекцій, ви­готовлених промисловим способом; їх можна використо­вувати як демонстраційний і роздатковий матеріал. У демонстраційних колекціях розмір об'єктів має бути не менший, ніж 60 X 40 мм.

Колекції можуть слугувати основним матеріалом для лабораторних робіт, наприклад, колекції «Різноманітність пагонів» та «Різноманіт­ність листків» — для вивчення вегетативних органів покритонасінних (розділ «Царство Рослини», 6 клас), колекції черепашок молюсків і скелетів коралових поліпів — для вивчення будови молюсків (розділ «Царство Тварини», 7 клас).

Опудала роблять із препарованої та обробленої шкіри риб, земно­водних, плазунів, птахів і ссавців. Обробка знятої шкіри всіх без винят­ку тварин полягає в максимальному видаленні жирової та хрящової тканин (для запобігання фізичному або мікробному руйнуванню шкіри на готових опудалах), відновленні еластичності шкіри та профілактич­ному її протравлюванні (для захисту опудала від комах-шкідників).

Залежно від розміру тварини використовують різні способи виготовлення опудала:

• накручування (для звірів, менших від зайця, для птахів у статичних позах, великих плазунів);

• насипання (для дріб­них ссавців, птахів, плазунів);

• на арматурній основі (для тварин вели­ких розмірів, наприклад лося, оленя),

• на твердому манекені (для звірів більших від зайця, великих птахів, наприклад орлів, лебедів);

• ліплення (для дрібних плазунів та великих земноводних) тощо.

Так, особливість способу накручування полягає в тому, що внутрішню основу опудала становлять накручені на дротяний каркас із м'якого волокнистого ма­теріалу (натуральне клоччя, сіно, солома) кінцівки, тулуб, іноді — череп. За способу насипання застосовується спеціальне кріплення каркасного дроту, а макет тушки насипається тирсою. Опудала монтують на різноманітних підставках (сучок дерева, дошка, сухий гриб-трутовик тощо).

Найдоступнішим способом виготовлення експонатів тварин в умовах школи є муміфікація. Мумії роблять із препарованих, просочених особливими речовинами (зазвичай 10 %-м розчином формаліну) та ви­сушених шкірок дрібних ссавців, птахів, риб. Перед висушуванням тушку тварини набивають волокнистим матеріалом і фіксують у по­трібній позі на підставці.

Опудала великих тварин використовують як демонстраційні посіб­ники, а опудала та мумії дрібних тварин — для проведення самостій­них робіт. На прикладах опудал великих птахів (чаплі, качки-крячки, канюка) й ссавців (білки, зайця), мумій дрібних птахів (ворони, галки, голуба, горобця) учні ознайомлюються з їхнім зовнішнім виглядом (формою тіла, розмірами, забарвленням) і визначають характерні при­стосування до життя в різних умовах.

Використовуючи опудала, слід дотримуватися правил гігієни й без­пеки, насамперед необхідно виключити можливість контакту учнів з опудалами, обробленими сильнодійними стійкими отрутами.

Тушки — це спрощений варіант опудал: тіло зафіксоване у витяг­нутій позі, кінцівки зазвичай витягнуті вздовж осі тіла. На відміну від опудала, внутрішню каркасну основу тушки становить один опорний стержень із дерева або дроту. Тушки супроводжуються етикетками з короткими даними про екземпляр та інвентарним номером. Повніша інформація міститься в рукописному або комп'ютерному банку даних. Колекційні тушки можна використовувати як роздатковий матеріал для організації самостійної роботи учнів. Переваги колекційних тушок перед опудалами полягають у тому, що їх можна розглядати з усіх бо­ків, мацати, зіставляти тощо й легко виготовляти в умовах школи.

Натуральні предмети й технічні засоби для демонстраційного та лабораторного відтворення явищ природи, кількісного й якіс­ного їх вивчення — це прилади, інструменти, лабораторне обладнан­ня (приладдя), реактиви, матеріали. Вони необхідні для проведення спостережень і постановки дослідів, формування практичних умінь і навичок.

У процесі вивчення курсу біології можна використовувати різні прилади:

• механічні (прилад для демонстрування всмоктування води коре­нем, прилад для спостереження за розвитком кореневої системи в рослин, прилад для визначення газообміну в насіння, респіратор то­що);

• контрольно-вимірювальні (спірометр, сфігмоманометр, ди­намометр, фонендоскоп, психрометр, термометр медичний тощо);

• oптичні (лупа, мікроскоп).

Проте багато з цих приладів рідко використовуються в навчально- виховному процесі з біології. Тому наведемо опис усіх приладів, передбачених «Типовим переліком навчально-наочних посібників, технічних засобів навчання та обладнання загального призначення з біології для загальноосвітніх навчальних закладів».

Прилад для демонстрування всмоктування води коренем (ПВВК) застосовується під час вивчення теми «Відділ Покритонасінні. Вегета­тивні органи» (розділ «Царство Рослини», 6 клас). Цей механічний прилад складається з U-подібної скляної трубки, одне коліно якої ши­роке, інше — вузьке. В широкому коліні розміщується коренева систе­ма досліджуваної рослини, яка закріплюється за допомогою корка. Щоб стебло рослини було зручно просувати в корку, в ньому просверд­люють канал. Вузьке коліно призначене для показу зміни рівня води в приладі в міру всмоктування її коренем рослини. Щоб позначити по­чатковий рівень води, на це коліно надягають гумове кільце.

Прилад для спостереження за розвитком кореневої системи в рослин (ПРКС) застосовується для проведення дослідів із розділу «Царст­во Рослини» (6 клас), зокрема зі з'ясування впливу глибини висіву на­сіння на розвиток сходів.

Прилад складається з плоскостінної металевої посудини та підстав­ки. Передній бік корпусу посудини засклений і для затінення закрива­ється металевою засувкою, завдяки чому вдається запобігти відхилен­ню від скла коренів, що ростуть. У стінках корпусу зроблено маленькі отвори, крізь які в ґрунт може проникати повітря й стікати надлишкова вода після поливання. Внутрішня поздовжня скляна перегородка по­діляє посудину навпіл.

Досліди й спостереження за допомогою цього приладу проводяться учнями в позаурочний час. Результати обговорюються на уроці. Для організації роботи з приладом доцільно використовувати спеціальні картки-інструкції, що можуть містити: опис конструкції приладу та загальну інструкцію щодо підготовки приладу до роботи; . опис етапів проведення дослідів за допомогою даного приладу та оформлення результатів роботи.

Наведемо приклади таких карток-інструкцій.

Картка № 1. Підготовка приладу (ПРКС) до роботи зі спостереження за розвитком кореневої системи в рослин.

1. Висуньте металеву засувку й скляну стінку з переднього боку при­ладу.

2. У центр корпусу вставте скляну перегородку так, щоб вона зафіксува­лась у верхньому й нижньому пазах.

3. Вставте скляну стінку.

4. Заповніть прилад грунтом. Його потрібно насипати шарами й злегка ущільнювати. Верхній шар грунту має бути нижчий від краю корпусу при­ладу на 1-2 см.

5. Покладіть прилад на стіл переднім, заскленим боком угору.

6. Обережно висуньте скляну стінку.

7. На грунт викладіть насіння й грунт навколо нього злегка ущільніть.

8. Вставте скляну стінку й металеву засувку.

9. Поставте прилад у вертикальне положення.

10. Поставте прилад у тепле місце й періодично поливайте грунт водою кімнатної температури, не допускаючи пересихання.

Картка № 2. Дослід «Розвиток і будова стрижневої й мичкуватої коре­невої систем».

Обладнання: ПРКС, склянка з водою, грунт, насіння дводольної росли­ни (горох, квасоля тощо), насіння однодольної рослини (пшениця, ячмінь тощо).

1. Ознайомтеся з конструкцією приладу й почніть підготовку до роботи (див. картку № 1, пп. 1-6).

2. Завглибшки приблизно 2 см від верхнього краю грунту в лівій поло­вині приладу розмістіть насіння дводольної рослини, а в правій — однодо­льної.

3. Завершіть підготовку приладу до роботи (див. картку № 1,пп. 8-10).

4. Упродовж 20 днів регулярно спостерігайте за проростанням насіння й розвитком кореневих систем у рослин. Дані спостережень записуйте в зо­шиті. Завершивши спостереження, витягніть рослини з приладу, відмийте кореневі системи від ґрунту й зробіть гербарій.

5. Підготуйте повідомлення про постановку досліду та його результати.

Якщо є потрібне обладнання, а також картки-інструкції, то учні мо­жуть самостійно й цілеспрямовано проводити відповідні досліди та спостереження.

Респіратор — засіб захисту органів дихання від пилу, радіоактив­них речовин, отрутохімікатів, інфекцій. Протипилові респіратори про­мислового виробництва складаються з маски або напівмаски з клапан­ною коробкою та протипиловим фільтром. Крім респіраторів, поширені марлеві, ватно-марлеві та інші пов'язки. Ознайомлення учнів із рес­піраторами промислового виробництва здійснюється під час виконання практичної роботи № 5 «Виготовлення марлевих пов'язок та інших най­простіших респіраторів» у темі «Дихання» (розділ «Людина», 8 клас).

Спірометр — контрольно-вимірювальний прилад для визначення життєвої ємності легень — доцільно використовувати в темі «Дихання» (розділ «Людина», 8 клас). Спірометри бувають двох модифікацій — су­хі й водяні. Сухий спірометр зручніший у роботі. Він складається з ци­ліндричного корпусу, всередині якого розташована повітряна турбін­ка. Вона приводиться в обертання повітрям, яке видихається крізь трубку з наконечником. Частота обертання турбінки пропорційна об'єму видихуваного повітря й відмічається стрілкою на шкалі. Одна мітка шкали відповідає об'єму повітря в 100 мл; максимальний показ­ник— 6,5 л. Перед кожним визначенням ємності легень необхідно, по­вертаючи оцифровану рамку, встановлювати нульову відмітку навпро­ти стрілки приладу. За групової роботи наконечник трубки слід щоразу міняти.

За допомогою спірометра можна визначити, скільки повітря вида­ляється з організму під час спокійного видиху. Для цього учню пропо­нується зробити 10 спокійних видихів у трубку приладу. Обчисливши середнє арифметичне, визначають дихальний об'єм легень (в учнів він становить 250—400 мл). Потім визначають життєву ємність легень, тобто максимальний об'єм повітря, який можна видихнути після гли­бокого вдиху. Для цього учень робить глибокий вдих, потім закриває пальцями ніс і робить глибокий видих у спірометр. Покази будуть пра­вильними, якщо спочатку вдихати й видихати повітря спокійно, а по­тім видихнути різко, із зусиллям. Для одержання достовірних резуль­татів вимірювання проводять кілька разів з інтервалом 15 с.

Із застосуванням спірометра можна визначити також залежність ін­тенсивності дихання від фізичного навантаження. Для цього підсумо­вують покази приладу під час видиху повітря в спірометр протягом 1 хв у стані спокою та після фізичного навантаження. В результаті спо­стережень учні роблять висновок, що під час фізичного навантаження інтенсивність дихання значно збільшується.

Сфігмоманометр — прилад для вимірювання артеріального тис­ку — доцільно використати в темі «Кровообіг» (розділ «Людина», 8 клас). Нині є широкий вибір моделей механічних та автоматичних сфігмоманометрів.

Динамометр ручний призначений для вимірювання м'язової сили кисті руки (тема «Опора й рух», розділ «Людина», 8 клас). Це пружина у формі еліпса на товстій сталевій стрічці. В її центрі прикріплений на­півкруглий циферблат зі шкалою та стрілкою. Під час стискання пру­жини стрілка рухається, показуючи на шкалі цифру в кілограмах. Для вимірювання сили стискання прилад слід покласти на долоню й стис­нути в поперечному напрямі до поздовжньої осі. Рука при цьому має бути розігнута в лікті.

Лупа — найпростіший оптичний збільшуваний прилад, який вико­ристовують для вивчення дрібних організмів або їхніх частин під час проведення самостійних і лабораторних робіт, на екскурсіях у природу тощо. Розрізняють лупи шкільні, екскурсійні та препарувальні. Лупа шкільна (збільшує в 7—10 разів) складається з двоопуклого збільшу­вального скла (лінзи), вставленого в оправу з ручкою. Лупа екскурсій­на подібна до лупи шкільної, але її оправа складається таким чином, що збільшувальне скло ховається в захисний футляр. Лупу препару­вальну, що дає 10—20-разове збільшення, використовують для розгля­ду натуральних об'єктів.

Уперше учні знайомляться з лупою під час практичної роботи «Будова лупи й мікроскопа. Правила роботи зі збільшувальними приладами» в темі «Клітинна будова рослин» (розділ «Царство Росли­ни», 6 клас). Для її виконання можна використати таку інструктивну картку:

1. Розгляньте препарувальну лупу, ознайомтеся з її будовою.

2. Поставте лупу препарувальним столиком від себе завдальшки при­близно 3—5 см від краю столу. Рухати прилад під час роботи не слід.

3. У центр предметного столика покладіть об'єкт розгляду (якщо це мікропрепарат, то прикріпіть його затискачами).

4. Встановіть окуляр над об'єктом.

5. Дивлячися в окуляр, за допомогою дзеркала спрямуйте світло на об'єкт. Світло має бути рівномірним. За дуже яскравого освітлення корис­туйтеся зворотною стороною дзеркала.

6. Поворотом ґвинта опустіть окуляр майже впритул до об'єкта. Дивля­чися в окуляр, плавно повертайте регулювальний гвинт на себе, доки зо­браження не стане чітким.

7. Уважно розгляньте об'єкт. У разі потреби підфокусуйте легким пово­ротом ґвинта в той чи інший бік.

У школах використовуються різні мікроскопи, але найпоширені­шою є модель НМ-301. Цей мікроскоп має рухомий предметний сто­лик і нерухомий тубус; об'єктиви розміщені на револьверній головці, яка повертається й дає змогу швидко й легко замінювати їх; частина деталей (об'єктиви, тримач дзеркала, затискачі для фіксації мікропре­паратів) незнімні. Мікроскоп НМ-301 за різних поєднань об'єктивів та окулярів забезпечує 56—300-разове збільшення. З будовою мікроско­па учні вперше знайомляться на практичній роботі «Будова лупи й мік­роскопа. Правила роботи зі збільшувальними приладами». Для її вико­нання можна використати таку інструктивну картку:

1. Переносячи мікроскоп, правою рукою тримайте штатив (тубусотримач), а лівою — підтримуйте основу.

2. Установлюйте мікроскоп предметним столиком від себе на відстані 2-3 см від краю столу.

3. Відрегулюйте дзеркало так, аби світло добре відбивалося в отвір предметного столика.

4. Щоб не забруднити лінзи окуляра та об'єктива, не торкайтеся пальця­ми їхньої поверхні. Якщо на них потрапив пил, треба обережно протерти їх чистою ватою, намотаною на дерев'яну паличку й злегка змочену в чисто­му бензині чи ефірі. Самим розбирати об'єктиви не можна.

5. Перед розглядом препарату спочатку встановіть об'єктив із малим збільшенням.

6. Закінчивши роботу з мікроскопом, підніміть тубусотримач (для уникнення випадкового стикання об'єктива з препаратом) і накрийте мікроскоп чохлом або покладіть у футляр.

Для ефективного проведення лабораторних робіт із біології можна використовувати сучасні цифрові мікроскопи. Найпростішим серед них є мікроскоп Intel Play QX3 (забезпечує 10-, 60-, 200-разове збільшення). Він дає змогу:

• вивчати досліджуваний об'єкт не одному учневі, а групі водночас, оскільки інформацію можна виводити на монітор комп'ютера;

• використовувати зображення об'єктів як демонстраційні таблиці під час вивчення нового матеріалу або його закріплення;

• вивчати об'єкт у динаміці;

• створювати презентаційні відеоматеріали з теми, що вивчається;

• використовувати зображення об'єктів на паперових носіях як роз­датковий матеріал для організації самостійної роботи учнів.

Застосування цифрового мікроскопа разом із комп'ютером дає змо­гу дістати збільшене зображення біологічного об'єкта (мікропрепарату) на екрані монітора (під час роботи в групі або в класі з невеликою кількістю учнів) або на великому екрані чи РК-панелі (під час роботи з усім класом). Робота з мікроскопом здійснюється за допомогою спеціальної комп'ютерної програми. Мікроскоп настроюється з ком­п'ютера, причому поряд із зображенням об'єкта на екрані розміщені віртуальні кнопки для керування реальними параметрами. Програмна підтримка дає змогу вмикати освітлення, змінювати збільшення, здійс­нювати в ручному режимі захоплення зображення нерухомого чи ру­хомого об'єкта.

Крім приладів, у навчально-виховному процесі з біології використовуються:

• інструменти препарувальні (голки препарувальні, ножиці з тупи­ми кінцями та ножиці з одним гострим кінцем, пінцет анатоміч­ний із насічкою);

• садово-городній інвентар (відерце, лійка, совок вузький для викопу­вання рослин, лопата, граблі, сапка);

• приладдя (штатив лабораторний, штатив для пробірок, спиртів­ка, тримач для пробірок, предметні й покривні скельця, пробірки, мензурки, склянка хімічна, лійка, чашки Петрі, лотік для роздатко- вого матеріалу, лотік для мікропрепаратів);

• реактиви й матеріали (йод, сухий спирт, гліцерин, розчин Люголя, бинт, вата тощо).