Урок-проект "Межпредметная интеграция при изучении темы «Дыхание человека»"

Цели и задачи.

• Образовательные: обобщить и систематизировать учебный материал по теме “Дыхание”, проследить связь с изученными темами курса и обеспечить связь с последующими темами.
• Развивающие: способствовать развитию умения объединять знания разных наук, что позволяет представить целостную картину мира; развивать умения работать с дополнительной литературой, анализировать, делать выводы; развивать навыки проектно-исследовательской деятельности, работы в группе, умение готовить презентации; способствовать развитию умения учащихся учиться на собственном опыте и опыте других в процессе разработки учебных проектов.
• Воспитательные: формировать навыки здорового образа жизни, воспитывать потребность в сохранении своего здоровья.

Оборудование: мультимедиапроектор, презентация по теме урока, групповые проектные работы (информационные листы для альбома), таблицы по теме “Органы дыхания”.

Тип урока: обобщающий урок-проект.

Методы: исследовательский, поисковый.

Ход урока

Учитель.

Известно, что для изучения природы
Нужны: упорство, сила духа, мужество.
А чтобы было легче понимать,
Поможет нам наук содружество.
Они помогут объяснить процесс дыхания.
Уверена, что все достигнут понимания,
Поэтому сказать не побоюсь:
“Да здравствует прекрасный их Союз!”.

Сегодня в центре нашего внимания будет связь биологии с другими науками. Современная биология опирается на достижения других наук - физики, химии, математики и др. В результате интеграции этих наук выделились пограничные области биологии, изучающие физико-химические и молекулярные основы живого: биохимия, биофизика, молекулярная биология, бионика и др. Мы закончили изучение темы “Дыхание”. Цель нашего урока заключается не только в том, чтобы обобщить, систематизировать знания, но и на примере этой темы доказать тесную связь биологии с другими науками, что позволит представить целостную картину мира. Каждая группа готова представить доказательства этой связи!

Процесс дыхания настолько сложен,
Что без других наук
Мы разобраться в нём не сможем.
Сегодня нам законы физики необходимы,
Они ведь для природы всей едины.
Представляю, уже догадались многие,
Союз физики и биологии!

Первая творческая группа “Союз физики и биологии” (выступление учащихся).

Законы физики едины для органического и неорганического мира. Поступление воздуха во время вдоха в лёгкие и выталкивание во время выдоха являются физическими процессами (Презентация, слайд 4, анализ схемы). Чтобы понять, как происходит газообмен в лёгких и тканях, мы должны снова обратиться к физике, потому что переход газов из окружающей среды в жидкость и из жидкости в воздух подчиняется физическим законам. Каждый газ растворяется в жидкости в зависимости от своего парциального давления. Парциальное давление – это давление одного из газов в газовой смеси. Например, нормальное атмосферное давление 760 мм.рт.ст., содержание кислорода – 21%. Это значит, что парциальное давление кислорода будет 760 x 0,21 = 160 мм.рт.ст.. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе выше, чем в альвеолярном, поэтому газ диффундирует в альвеолы. Из альвеол по тем же причинам, кислород проникает в венозную кровь, насыщая её, а из крови в ткани. Парциальное давление углекислого газа в тканях выше, чем в крови, а в альвеолярном воздухе выше, чем в атмосферном воздухе (0,2 мм.рт.ст.), поэтому он диффундирует из тканей в кровь, затем в альвеолы и в атмосферу (слайд 5).

Таким образом, мы видим, что законы физики едины для живой и неживой природы.

Учитель. Биология теснейшим образом связана с химией. Глубокая связь этих наук привела к возникновению многих научных дисциплин: биохимии, медицинской химии, агрохимии и т.д. Роль химических знаний в биологии обусловлена тем, что вещества и формы существования химического элемента находятся в биологических системах.

Вещества в процессе дыхания
Расщепляются и окисляются.
Всем известно, что такие реакции
В курсе химии изучаются.
Биология с химией - сёстры,
Мы их рядом всегда встречаем,
Изучая живую природу
Тут же химию замечаем.

Вторая группа “Союз биологии и химии”.

Кислород (О₂) и углекислый газ (СО₂) в основном находятся в крови в связанном состоянии с гемоглобином. В состав гемоглобина входит двухвалентное железо, которое, соединяясь с кислородом, образует обратимое соединение – оксигемоглобин. Данная реакция является обратимой, а равновесие может сдвигаться вправо или влево в зависимости от имеющейся концентрации кислорода (слайд 7, анализ схемы). В виде оксигемоглобина кислород от лёгких кровью переносится к тканям. Здесь оксигемоглобин диссоциирует, высвобождая кислород, обеспечивая им ткани. Гемоглобин связывается с углекислым газом, образуя также обратимое соединение карбогемоглобин. Это соединение распадается в легких, углекислый газ выделяется в окружающую среду. Исключительно прочна связь гемоглобина с угарным газом. Этой прочностью объясняется отравляющее действие угарного газа. Кислород не может вступить в связь с гемоглобином и не поступает к клеткам и тканям. В понятие “дыхание” включают несколько процессов (слайд 8). Внутреннее дыхание – это процессы, происходящие в митохондриях клеток. Кислород, поступающий в митохондрии в процессе дыхания, обеспечивает окисление веществ до углекислого газа и воды. В результате образуется большое количество энергии. Клеточное дыхание представляет собой высокоупорядоченный процесс последовательно идущих реакций. Но с этими реакциями мы будем знакомиться в следующем году.

Таким образом, мы видим, что биология и химия неразрывно связаны друг с другом.

Учитель. Все результаты, полученные в ходе исследований, обpaбатываются математически. Например, хаpaктерной чертой генетических опытов, является точный количественный учет проявления изучаемых признаков. В настоящее время для более полного и глубокого познания живой природы широко используют моделирование. При этом применяют математическую обработку данных.

Теперь известно вам, что в биологии
К математике обращаются многие.
Не сомневайтесь, это точно –
Союз сей очень-очень прочный!

Третья группа “Союз биологии и математики”.

На уроках биологии нам часто приходится решать задачи, которые различают по способу действия, по содержанию, по способу решения, по назначению. Знания математики нам необходимы при решении арифметических, количественных задач. Количественные задачи в биологии дают возможность получить числовые данные, подтверждающие справедливость определённой биологической закономерности. Арифметические задачи требуют простых арифметических расчетов. Предлагаем вам несколько задач, которые иллюстрируют союз биологии и математики (слайды 10-12, класс решает задачи).

Учитель. Биология всегда развивалась в тесном контакте с географией. Длительное время географы-путешественники, описывая страны, собирали богатый материал для биологов. Вы знаете, что объектом исследования географии является поверхность нашей планеты. Поверхность нашей планеты - это зона сложнейшего взаимодействия горных пород, воды, атмосферы, живых организмов, т.е. особая оболочка планеты, обладающая целостностью и своеобразием. Она получила название географическая оболочка.

Атмосфера - оболочка земная.
Это мы из географии знаем.
Пусть нам даст наука эта знания,
Чтобы лучше понимать процесс дыхания!

Четвертая группа “Союз биологии и географии”.

Одна из земных оболочек, которые изучает география – атмосфера. Атмосфера – это воздушная оболочка Земли. Воздух представляет собой смесь газов: азот – 78%, кислород - 21%, инертные газы и углекислый газ – 1%. Первые воздухоплаватели обнаружили, что при подъёме вверх становится очень трудно дышать. Так в 1875 году воздушный шар “Зенит”, на борту которого находились три воздухоплавателя, достиг высоты 8000 м. Когда шар приземлился, то в живых остался лишь один человек. То же самое происходит и при подъёме в горы. Это происходит потому, что с высотой воздух становится менее плотным. Парциальное давление кислорода меньше а, следовательно, и в крови человека. Масса 1 см³ воздуха на высоте 12 км, например, равна 310 г. а, на высоте 40 км – 4г. Обязательное условие нормального дыхания – определенная концентрация кислорода и углекислого газа в воздухе и его чистота. Очень сильно загрязняет воздух пыль. Только в море, в 1000 км от берега на очень большой высоте, пыли нет. Даже на вершинах Альп в 1 мл. воздуха содержится 200 пылинок. А в таком же объёме городского воздуха пылевых частиц более полумиллиона. Ветер переносит её на очень далёкие расстояния: в Норвегии, например, обнаружена пыль Сахары. Пыль в воздухе содержит большое количество микроорганизмов, поэтому это наиболее распространенный способ передачи заболеваний. Один из основных источников загрязнений атмосферы - автотрaнcпорт. В таблице указаны компоненты выхлопных газов, которые загрязняют воздух (слайд 14). Атмосфера постоянно загрязняется в связи с развитием промышленности. Поэтому во всех странах проводятся мероприятия по предотвращению загрязнения воздушного бассейна.

Учитель. Действительно, с развитием промышленности, воздух сильно загрязняется, но атмосфера может самоочищаться. Дождь промывает ее, удаляя пыль и растворимые вещества. Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород в процессе фотосинтеза. Ультрафиолетовые лучи Солнца убивают микроорганизмы. Однако размах хозяйственной деятельности человека достиг таких масштабов, что естественных сил самоочищения стало недостаточно.

Вывод, я скажу, не сложен:
Жить без воздуха не сможем!
Ну, а если воздух грязный,
Он становится опасный.
Объяснить где враг - кто сможет?
Экология поможет!

Пятая группа “Союз биологии и экологии”.

Загрязнение воздуха таит в себе угрозу не только для здоровья людей, но и наносит экологический вред всей природе. Один из основных источников загрязнения воздуха, автомобильный трaнcпорт. Большинство газовых выделений двигателей автомобилей тяжелее воздуха, поэтому скапливаются у земли. Ребёнок, сидящий в коляске, вдыхает больше токсичного воздуха, чем взрослые, которые с ним гуляют. Поэтому мы рекомендуем всем поменьше находиться на улицах с большим выбросом вредных веществ. Большую роль в очищении воздуха играют зеленые растения. Яркая и сочная зелень украшает, оживляет любое помещение. Комнатные растения повышают влажность воздуха, очищают его от вредных веществ. Воздух в помещениях сухой от центрального отопления, пыльный наэлектризованный, а растения фильтруют его, впитывая вредные вещества через устьица. Сильно загрязняет воздух формальдегид, который выделяется из ДСП и напольных покрытий, но есть растения, которые его поглощают и переpaбатывают: хлорофитум, финиковая пальма. Компьютеры выделяют ксилол и толуол. Эти вещества поглощает диффенбахия, филодендрон. Для очищения и увлажнения воздуха полезны гибискус, нефролепис, плющ, фикус, циперус, циссус. Растения могут лечить. Так алое древовидное используют при разных заболеваниях дыхательной системы, а пеларгонии выделяю вещества губительные для бактерий (слайды 16 – 19). Очень сильно воздух загрязняет пыль. Зеленые насаждения улавливают до 80% пыли. У нас на пришкольной территории растут разные деревья и много кустарников. На их листьях осаждается большое количество пыли (слайд 20, анализ).

Все живые существа дышат воздухом и этот воздух должен быть чистым. Каждый человек, изучающий экологию, может и должен участвовать в изменении нашего отношения к природе.

Учитель. Мир живых организмов имеет огромное значение в природе, в общей культуре человека. Учёные не перестают восхищаться чудесами природы. Строгие теоретики, пpaктики порой обращаются к стихам и прозе, даже слагают целые поэмы, посвящённые живым объектам природы. Например, дед Ч. Дарвина написал несколько крупных поэм. Живая природа часто используется в художественной литературе для выражения чувств и мыслей героев произведений. Живая природа всегда присутствует в поэзии А.С. Пушкина, С.А. Есенина и многих других поэтов и писателей. Процесс дыхания сложный и в тоже время очень интересный, удивительный процесс. Он настолько удивительный, что мне тоже хочется выразить чувства в своих стихах (Приложение 1).

А сейчас слово нашим экспертам.

Шестая группа “Союз биологии и литературы”.

Каждый человек, наверно, замечает, что когда рано утром выходит в поле, в лес, то чувствует, как легко дышится. Когда воздух чист, дыхательные пути широко раскрыты и воздух обильно поступает в лёгкие. Повышается обмен веществ, появляются бодрость и прекрасно самочувствие. Именно такое состояние вдохновляло поэтов, писателей, художников. Обратимся к произведениям И.С.Тургенева [8] (слайд 22).

Значимость свежего, чистого воздуха для организма немного смешно, но точно описал Н.А. Заболоцкий в стихотворении “Сохранение здоровья” [9] (Приложение 2, читают наизусть).

В произведениях многих писателей можно обнаружить их хорошие биологические знания. Обратимся к произведению Джека Лондона “Мартин Иден” [7]. Герой произведения бросился в море. Ему не хочется жить. И вот здесь автор показывает борьбу разума и тела (Приложение 3). Если посмотреть на данный отрывок произведения с биологической точки зрения, то можно увидеть в этой борьбе механизм нервной и гумopaльной регуляции дыхания.

Таким образом, мы видим, что существует тесная связь науки о живом прекрасном мире и литературы.

Учитель. Сегодня на уроке мы смогли решить две очень важные задачи. Во-первых, вы проверили свои знания и умения по теме “Дыхание”, во-вторых, вы провели большую работу по выявлению межпредметных связей. В центре нашего внимания была связь биологии с физикой, химией, математикой, географией, экологией и литературой. Но это далеко не всё. Можно говорить о связи с историей, философией, этикой и т.д. Работа, которую вы провели, позволила интегрировать естественнонаучные сведения и осознать целостность мира.

Земля - прекрасная планета,
Разнообразный мир с обилием тепла и света.
В системе Солнечной такой он лишь один,
Но, несмотря на разноликость, мир един!

Подведение итогов. Обсуждение пpaктической значимости проведённого исследования: что узнали нового? Где эти знания пригодятся в жизни?

Оценка деятельности учащихся.

Литература, которую использовали учащиеся в ходе работы.

1.Драгомилов А.Г., Маш Р.Д. Биология 8 класс. М. Вентана-Граф 2012

2. Алексашина И.Ю. Настольный справочник школьника. Том 1 (математика, физика, химия, биология). Санкт-Петербург, “Весь” 2008.

3.Локшин Г.И. Биология. Краткий курс для абитуриентов. М. “Лист” 1998.

4.Щербатых Ю.В.. Биология. М. “Эксмо” 2006.

5.Хрипкова А.Г. Возрастная физиология и школьная гигиена. М.Просвещение 1990.

6.Демьянков Е.Н. Познавательные задачи по биологии и природоведению. Орёл 1993.

7. Джек Лондон. Мартин Иден. М. Мир книги 2005.

8.Тургенев И.С. Записки охотника. М.Мир книги 2006.

9.Заболоцкий Н.А. Стихотворения. Тула 1989.

10.Головкин Б.Н.Все о комнатных растениях. М. Айрис Пресс 2009

11. http://bagazhznaniy.ru/obrazovanie/gazoobmen-v-legkix-i-tkany

12. http://bagazhznaniy.ru/obrazovanie/dyhatelnye-dvizhenija-reguljacija-dyhanija

13. http://www.greensalvation.org/index.php?page=influenceAvtoZV

14. http://ouc.ru/zabolotsky/sohraneniye-zdorovya.html