Методика обучения биологии. Ч.4. Общая биология. Учебно-методическое пособие

Занятие6. Методикапроведенияуроковпотеме«Эволюционноеучение»

в конкретных условиях среды обитания. Правила и законо- мерности эволюции можно предложить школьникам изучить самостоятельно по желанию в качестве домашнего задания и не проверять их на последующих уроках.

Учебный материал темы «Эволюционное учение» позво- ляет учителю запланировать решение следующих учебно-вос- питательных задач:

–актуализировать знания обучающихся о методах научно- го познания, значении теории для развития науки, мутацион- ной и комбинативной изменчивости, генотипе и фенотипе, строении позвоночных животных и покрытосеменных расте- ний, историческом развитии растительного и животного мира на Земле;

–познакомить обучающихся с основными эволюционны- ми идеями, концепциями и теориями (трансформизм, ламар- кизм, дарвинизм); содействовать овладению обучающимися приемом сравнения взглядов на вид и эволюцию К. Линнея, Ж.Л. Бюффона, Ж.Б. Ламарка, Ч. Дарвина; оценки деятельности

ивклада этих ученых в создание эволюционного учения;

–сформировать у обучающихся понятия: эволюция, эле- ментарный эволюционный материал, элементарное эволюци- онное явление, мутационный процесс, популяционные волны, дрейф генов, естественный отбор, борьба за существование, приспособленность, изоляция, видообразование, микроэво- люция, макроэволюция, биологический прогресс, биологиче- ский регресс, ароморфоз, идиоадаптация, общая дегенерация, чередование главных направлений и путей эволюции (закон А.Н. Северцова);

–раскрыть перед обучающимися на конкретных приме- рах механизм и результат действия движущих сил (элемен- тарных факторов) эволюции, научить устанавливать между ними причинно-следственные связи; содействовать овла- дению приемом сравнения форм борьбы за существование, форм естественного отбора, способов видообразования, ос- новных направлений и путей эволюции, форм направлен- ной эволюции;

61

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ. ЧАСТЬ 4. ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

–научить обучающихся выявлять примеры приспособ- ленности организмов к условиям среды обитания, дока- зывать относительную целесообразность приспособлений

вокраске, форме тела, поведении; развивать познаватель- ный интерес в ходе самостоятельной работы с биологиче- скими объектами;

–воспитывать у обучающихся научное мировоззрение: убежденность в познаваемости процессов эволюционного развития живой природы, в реальности действия генетико- экологических факторов в популяциях организмов; сфор- мировать готовность и способность критически оценивать информацию о недарвиновских теориях эволюции, научном креационизме;

–осуществлять патриотическое воспитание обучающих- ся в ходе ознакомления с жизнью и научной деятельностью А.Н. Северцова, И.И. Шмальгаузена;

–реализовыватьмежпредметныесвязибиологическихзна- ний с географическими и историческими знаниями о круго- светных путешествиях, картах мира, об историко-культуроло- гических предпосылках научных открытий.

2. Средства, методы и методические приемы обучения.

При изучении темы «Эволюционное учение» на уроках используются таблицы: «Изменчивость организмов», «Борь- ба за существование», «Естественный отбор», «Популяции», «Приспособленность организмов», «Вид и его критерии», «Ви- дообразование», «Ароморфозы», «Идиоадаптация», «Общая дегенерация»; портреты ученых-естественников (К. Линней, Ж.Б. Ламарк, Ч. Дарвин); коллекция «Приспособленностьорга- низмов», гербарий «Виды лютиков», плоды и семена растений с различными приспособлениями к распространению, черепа жвачных, грызунов и хищных млекопитающих, карты с ареа- лами видов.

Теоретический материал темы (история эволюционного учения, основные положение СТЭ, движущие силы эволюции) целесообразно рассмотреть на лекции. Семинарские, практиче- ские и лабораторные занятия будут обеспечивать проработку

62

Занятие6. Методикапроведенияуроковпотеме«Эволюционноеучение»

теоретического материала с помощью демонстрации учите- лем коллекций, гербариев, раздаточного материала, в ходе объяснения наиболее сложных вопросовтемы. При изложении нового материала на лекции необходим поясняющий рисунок на доске (можно использовать интерактивную доску с коллек- цией готовых электронных изображений). Важно каждое по- ложение синтетическойтеории эволюции проиллюстрировать наглядными примерами, которые помогут убедить обучаю- щихся в реальности эволюции видов в природе.

Оприспособленностиорганизмовксредеобитанияшколь- ники частично знают из уроков биологии предыдущих разде- лов, поэтомуприизученииэтоговопросаболееуместнабеседа. Вначале следует обратить внимание на условия существова- ния организмов, их образ жизни, т.е. выявить объективные причины, приведшие к появлению той или иной приспособ- ленности. Затем перейти к рассмотрению механизмов появле- ния приспособленности, используя имеющиеся у школьников знания об элементарных факторах эволюции.

Вопросы видообразования и макроэволюции целесооб- разно изучать, используя фрагменты видеофильмов и дру- гие экранно-звуковые средства обучения. Уроки целесооб- разно провести в виде ученической конференции, на которой 3–4 школьника выступят с презентациями, подготовленными заранее на основе использованной дополнительной литерату- ры и интернет-ресурсов.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ АУДИТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

1. Познакомьтесь с содержанием учебного материала темы «Эволюционное учение» по программе и учебнику. Выясните, какие историко-научные, методологические, генетические, экологические, организменные, популяционно-видовые, фи- логенетические понятия необходимо и можно формировать и развивать при изучении данной темы (понятия выделены

втексте учебника курсивом). Результаты работы оформите

втетрадях в виде таблицы 11.

63

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ. ЧАСТЬ 4. ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

Таблица 11

Понятия темы «Эволюционное учение»

2.Оцените возможности для реализации в учебном ма- териале темы учебно-воспитательных задач в приведенных выше формулировках. Насколько полно они отражают содер- жание учебного материала? Какие учебно-воспитательные за- дачи можно еще поставить в теме «Эволюционное учение»?

3.Познакомьтесь с приведенным ниже описанием лабо- раторной работы «Приспособленность организмов и ее отно- сительная целесообразность». Выполните ее задания по груп- пам, используя необходимый раздаточный материал. Какие изменения вы внесли бы в ход лабораторной работы?

Лабораторная работа

«Приспособленность организмов и ее относительная целесообразность»

Цель работы: выявить факты приспособленности организ- мов к среде обитания и их относительную целесообразность.

Объекты и оборудование: коллекция «Примеры защитных приспособлений у животных»; набор черепов жвачных, гры- зунов и хищных млекопитающих; коллекция насекомых с раз- личным типом окраски; набор плодов и семян (коробочки мака, бобы люпина и акации-караганы, крылатки клена и бе- резы, семянки череды, репейника и одуванчика, плоды ряби- ны и калины, семена ивы и тополя).

Ход работы

Задание для 1-й группы

Рассмотрите коллекцию «Примеры защитных приспособ- лений у животных». Найдите животных, обладающих средст-

64

Занятие6. Методикапроведенияуроковпотеме«Эволюционноеучение»

вами пассивной защиты (раковинами, иглами, панцирями). Выясните, в каких условиях могли сформироваться данные приспособления. Докажите относительную целесообразность выявленных приспособлений. Оформите результаты работы втетрадях в видетаблицы.

Задание для 2-й группы

Рассмотрите набор черепов жвачных, грызунов и хищных млекопитающих. Обратите внимание на строение зубов. Най- дите резцы, клыки, коренные зубы и беззубый промежуток – диастему (при редукции зубов). Выясните характер приспо- собленности зубов млекопитающих к питанию разной пищей. Докажите относительную целесообразность выявленных при- способлений. Оформите результаты работы в тетрадях в виде таблицы.

Задание для 3-й группы

Рассмотрите коллекцию насекомых с различным типом окраски и формы тела. Найдите животных, обладающих по- кровительственной, предостерегающей окраской, маскиров- кой (криптической и мимикрией). Выясните, в каких условиях могли сформироваться данные приспособления. Докажите от- носительную целесообразность выявленных приспособлений. Оформите результаты работы в тетрадях в виде таблицы.

Задание для 4-й группы

Рассмотрите набор плодов и семян. Найдите приспособ- ления плодов и семян растений к распространению разными способами (саморазбрасыванием, с помощью ветра, воды, животных и человека). Докажите относительную целесообраз- ность выявленных приспособлений. Оформите результаты ра- боты в тетрадях в виде таблицы.

Приспособленность организмов

65

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ. ЧАСТЬ 4. ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

4.Ответьте на вопрос: какое место занимают практические задания в изучении темы «Эволюционное учение»? Предло- жите темы для таких заданий.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

1. Познакомьтесь с приведенным ниже планом урока на те- му «Направления и пути макроэволюции». Оцените пред- лагаемый в плане хронометраж урока. Какие изменения вы внесли бы в план и хронометраж урока?

План урока на тему «Направления и пути макроэволюции»

Цель: сформировать у обучающихся представление о на- правлениях и путях эволюционного процесса.

Оборудование: таблицы: «Ароморфозы», «Идиоадаптация», «Общая дегенерация»; портрет А.Н. Северцова; магнитная модель-аппликация «Основные направления эволюции»; объемная модель «Строение головного мозга позвоночных»; фрагмент видеофильма «Этюды о русских ученых» (А.Н. Се- верцов).

Ход урока

1. Организационный момент (1 минута).

Проверка отсутствующих в классе. Сообщение темы урока. Записьтемы урока на доске и втетрадях. Постановка познава- тельной задачи урока: выяснить направления и пути эволю- ции систематических групп организмов.

2. Актуализация знаний (1 минута).

Учитель задает школьникам проблемный вопрос: «Как со- относится макроэволюция и микроэволюция?» В ходе беседы выясняется, что макроэволюция является продолжением ми- кроэволюции. Микроэволюция ведет на основе действия эле- ментарных факторов эволюции к появлению приспособлен- ности организмов к условиям существования и образованию при наличии репродуктивной изоляции между популяциями новых видов (видообразованию).

66

Занятие6. Методикапроведенияуроковпотеме«Эволюционноеучение»

3. Изучение нового материала (25 минут).

Учитель проводит учебную лекцию с элементами эври- стической беседы и демонстрацией изобразительной на- глядности (портрета А.Н. Северцова, таблиц: «Ароморфозы», «Идиоадаптация», «Общая дегенерация»; магнитной модели- аппликации «Основные направления эволюции»).

В процессе лекции выясняется, что макроэволюция, или филогенез (от греч. phуlе – род и gеnesis – происхождение, возникновение), – процесс исторического развития органи- ческого мира как в целом, так и отдельных его систематиче- ских групп (таксонов): царств, типов (или отделов), классов, отрядов (или порядков) и т.д. Главные направления макро- эволюции – биологический прогресс и биологический рег-

ресс. Биологический прогресс (от лат. progressus – движение вперед) – эволюционный успех в развитии систематической группы, приводящий к увеличению числа входящих в нее ви- дов, расширениюихареалов, совершенствованиюприспособ- лений к условиям жизни и повышению численности особей. В настоящее время в состоянии биологического прогресса на- ходятся покрытосеменные растения, насекомые, брюхоногие моллюски, костные рыбы, птицы и плацентарные млекопи- тающие. Биологического прогресса организмы могут дости- гать несколькими путями: ароморфозом, идиоадаптацией и общей дегенерацией.

Ароморфоз(отгреч. airō– поднимаю, morphē– форма) – круп- ное принципиально новое изменение строения организмов, сопровождающееся повышением общего уровня их организа- ции. Этотпутьдостижения биологического прогресса приводит

кусилениюпроцессовжизнедеятельностиорганизмов, чторас- ширяет среду их обитания. Пример ароморфоза у животных – эволюция кровеносной системы отдвухкамерного сердца и од- ного круга кровообращения у рыб до четырехкамерного сердца и двух кругов кровообращения у птиц и млекопитающих. При- мерароморфозаурастений– переходотразмноженияспорами

ксеменному размножению, появление цветка.

67

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ. ЧАСТЬ 4. ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

Идиоадаптация(отгреч. idios – особенностьилат. adaptatio – приспособление) – изменения строения организмов частного порядка, являющиеся следствием их приспособления к усло- виям обитания и не сопровождающиеся измением уровня их организации. В результате идиоадаптаций происходит рас- хождение признаков (дивергенция) внутри одной системати- ческой группы организмов, увеличивается численность групп, появляются новые отряды, семейства и роды. Так, путем идиоадаптации среди птиц появились экологические группы, различающиеся формой и размерами клюва, строением ног, способами добывания пищи. У покрытосеменных растений в результате идиоадаптаций появилисьцветки с приспособле- нием к разным способам опыления, разнообразныетипы пло- дов, семян с приспособлениями к распространению ветром, животными, водой и др.

Общая дегенерация (от лат. degenero – вырождаюсь) – упро- щение организации и образа жизни организмов, сопровож- дающееся утратой органов и систем. Этот путь в эволюции вызван переходом организма к сидячему или паразитическо- му образу жизни. Например, паразитическое растение пови- ликаутратилолистья, корниилишенохлорофилла, норазвило корни-присоски, позволяющие высасывать питательные соки из растения-хозяина.

Биологический регресс (от лат. regressus – движение назад) –

эволюционный упадок в развитии систематической группы, приводящий к уменьшению числа входящих в нее видов, су- жению их ареалов и понижению численности особей. В на- стоящеевремявсостояниибиологическогорегрессанаходятся почти все реликтовые группы организмов: древовидные па- поротники, гинкговые и таксодиевые голосеменные растения, плеченогие моллюски, двоякодышащие и кистеперые рыбы, яйцекладущие млекопитающие.

4. Закрепление нового материала (10 минут). Самостоятельная работа обучающихся с учебником (§ 6,

с. 46–49). Школьники заполняют втетрадяхтаблицу «Биологи- ческие прогресс и регресс».

68

Занятие6. Методикапроведенияуроковпотеме«Эволюционноеучение»

Биологические прогресс и регресс

5. Обобщение нового материала (2 минуты).

Учитель рассказывает ученикам, что в процессе макроэво- люции происходит закономерная смена одних направлений и путей другими. После возникновения какого-либо аромор- фоза начинается длительный период идиоадаптации, про- являющийся в приспособлении представителей системати- ческой группы к новым условиям жизни. В результате этого

вданной группе возникаютразнообразные организмы, разли- чающиеся образом жизни, способами передвижения, питани- ем, поведением и т.п. Например, крупные ароморфозы, воз- никшие у предков современных млекопитающих, сменились

вэволюции широкими идиоадаптациями внутри этого класса. Одновременно с процессом идиоадаптации у какой-то группы при переходе к жизни в более стабильные условия эволюция может пойти по пути общей дегенерации. Этот процесс со- провождается упрощением в организации и появлением уже на этом новом, более низком уровне новых идиоадаптаций. Так, смена среды обитания свободноживущих плоских червей привела к возникновению огромного числа паразитических видов плоских червей.

Чередование главных направлений и путей эволюции по- лучило в науке название законаА.Н. Северцова: в филогенезе какой-либо систематической группы организмов за периодом крупных эволюционных перестроек, приводящих к услож- нению (ароморфоз) или упрощению (общая дегенерация)

69

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ. ЧАСТЬ 4. ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

строения, всегда наступает период частных приспособле- ний – идиоадаптаций.

6. Домашнее задание (1 минута).

Прочитайте § 6 учебника и ответьте на вопросы в конце па- раграфа. Охарактеризуйте два направления эволюции: био- логический прогресс и биологический регресс. Приведите примерырастенийиживотных, находящихсявсостояниибио- логического прогресса и регресса. Ответьте на вопрос: «В чем разница между биологическим регрессом и общей дегене- рацией?» Пользуясь критериями биологического прогресса, объясните, почему подкласс Костистые рыбы, составляющий более95 % современнойихтиофауны, биологическиболеепро- грессивен, чем сумчатые млекопитающие, насчитывающие немногим более 200 видов с очень ограниченными ареалами

инизкой численностью?

2.Прочитайте приведенные ниже возражения сторонни- ков креационизма современным научным представлениям об эволюции. Предложите вопросы для организации дискус- сии в классе со школьниками по этойтеме.

Умеренныекреационисты: ТворецдалтолчоккразвитиюВсе- ленной («Большой Взрыв»), создав материю из ничего и «снабдив» ее законами движения и развития. Дальнейшая судьба Мирозда- ния определялась реализацией заложенной в него Творцом про- граммы на основе этих законов, без какого бы то ни было вме- шательства Творца.

Продвинутые, или научные, креационисты: ключевые моменты эволюции не обходятся без вмешательства Высшей Силы, к таковым, в частности, относится появление первых ор- ганизмов. Они были созданы Творцом, а затем эволюционирова- ли в соответствии с поставленной Творцом целью.

Ортодоксальные креационисты: Творец создал все сразу в те- чение шести дней творения, как сказано в Библии, точно соот- ветствующих нашим 24-часовым земным суткам. Никаких прин- ципиально новых изменений в течение последующих 7500 лет уже не происходило, так как организмы были созданы изначально це- лесообразно, т.е. уже были хорошо приспособлены к среде.

70