Методы изучения живой природы: измерение

ПОУРОЧНЫЙ ПЛАН

Предмет: Биология
Класс: 5
Урок: 6
Тема урока: Методы изучения живой природы: измерение
Тип урока: Урок открытия нового знания

Цель урока: сформировать представление об измерении как методе изучения живой природы, познакомить учащихся с основными измерительными приборами и единицами измерения, используемыми в биологии.

Основные виды деятельности: изучение нового материала, работа с измерительными приборами, определение единиц измерения различных величин, выполнение практических заданий по измерению, выполнение заданий ВПР.

Умения ВПР: определять и объяснять биологические понятия; работать с текстом биологического содержания; определять единицы измерения биологических величин; применять знания о методах измерения в практических ситуациях; анализировать простые числовые данные.

Оборудование: учебник, презентация, линейка, весы, термометр, секундомер, карточки с заданиями.

Ключевые слова: измерение, величина, единица измерения, длина, масса, температура, время, измерительный прибор, точность измерения.

Целеполагание: познакомить учащихся с методом измерения, показать разнообразие измерительных приборов и единиц измерения, используемых в биологических исследованиях.

БЛОК 1. Мотивационно-целевой этап

Мотивация

Учитель начинает урок с фразы:
«На прошлом уроке мы познакомились с основными методами изучения живой природы — наблюдением, экспериментом, описанием, сравнением и моделированием. Сегодня мы подробнее остановимся на ещё одном важном методе — измерении, и научимся определять, какие приборы используют учёные для получения точных числовых данных о живых организмах.»

Учитель задает вопросы:

Какие методы изучения живой природы вы знаете?
(Наблюдение, эксперимент, описание, сравнение, измерение, моделирование.)

Что такое наблюдение?
(Целенаправленное восприятие объекта без вмешательства в его естественный ход.)

Что такое эксперимент?
(Метод, при котором учёный создаёт специальные условия для изучаемого объекта.)

Приведите пример использования метода сравнения.
(Сравнение строения кошки и собаки для выявления сходств и различий.)

Актуализация

Ученики отвечают на вопросы по пройденной теме.

Что такое описание как метод исследования?
(Подробная фиксация особенностей строения, окраски и других свойств объекта.)

Что такое моделирование?
(Создание упрощённой модели сложного объекта для его изучения.)

Какой прибор используют для изучения клеток?
(Микроскоп.)

Какой русский учёный использовал эксперимент для выведения новых сортов растений?
(Иван Владимирович Мичурин.)

Целеполагание

Учитель организует обсуждение: учащиеся определяют, зачем в биологии нужно точно измерять объекты и какие приборы для этого используются.

БЛОК 2. Деятельностный этап

Модуль 2.1. Изучение нового материала

На предыдущем уроке мы познакомились с основными методами изучения живой природы — наблюдением, экспериментом, описанием, сравнением и моделированием. Сегодня мы подробнее остановимся на ещё одном важнейшем методе биологического исследования — измерении. Измерение — это метод научного исследования, с помощью которого определяют количественные характеристики изучаемых объектов и явлений, то есть выражают их свойства числом с указанием определённой единицы измерения. В отличие от описания, которое даёт лишь общее, качественное представление об объекте (например, «растение высокое» или «лист узкий»), измерение позволяет получить точные, объективные данные, которые можно сравнить, записать и использовать для дальнейших научных расчётов. Любая измеряемая характеристика объекта называется величиной. В биологии чаще всего измеряют такие величины, как длина, масса, температура и время. Длина — это величина, показывающая протяжённость объекта в пространстве; она измеряется в таких единицах, как миллиметр, сантиметр, метр, а для измерения длины используют линейку, рулетку или штангенциркуль — например, с помощью линейки биолог может измерить длину листа растения или размах крыльев бабочки. Масса — это величина, показывающая количество вещества в теле; она измеряется в миллиграммах, граммах, килограммах с помощью весов — например, взвешивая плоды разных сортов яблони, учёный может сравнить их урожайность и качество. Температура — величина, характеризующая степень нагретости тела; она измеряется в градусах Цельсия с помощью термометра — например, измеряя температуру тела животного, ветеринар может определить, здорово оно или больно, поскольку у многих заболеваний температура тела повышается. Время — величина, показывающая продолжительность протекания какого-либо процесса; оно измеряется в секундах, минутах, часах, сутках с помощью часов или секундомера — например, наблюдая за прорастанием семени, биолог с помощью часов фиксирует, сколько дней прошло от посадки семени до появления первого ростка. Каждый измерительный прибор устроен так, чтобы можно было точно определить значение измеряемой величины: на линейке нанесена шкала с делениями, соответствующими определённым единицам длины; весы показывают массу с помощью стрелки или цифрового дисплея; термометр содержит специальное вещество, объём которого изменяется в зависимости от температуры, что позволяет точно её определить по шкале прибора. Важным условием правильного измерения является его точность — то есть соответствие результата измерения истинному значению измеряемой величины; чтобы измерение было точным, необходимо правильно пользоваться прибором, например располагать линейку строго вдоль измеряемого объекта без перекосов, а весы устанавливать на ровной горизонтальной поверхности. Измерение играет огромную роль в биологических исследованиях: с его помощью учёные прослеживают, как быстро растёт растение, как изменяется масса животного с возрастом, как колеблется температура тела в зависимости от времени суток или состояния здоровья, — и, накопив достаточно точных числовых данных, можно выявить закономерности, которые невозможно заметить только с помощью наблюдения или описания. Например, изучая рост фасоли в школьном кабинете биологии, ученики с помощью линейки ежедневно измеряют высоту растения и записывают полученные данные в таблицу, а затем, построив по этим данным график, наглядно видят, в какие дни растение росло быстрее всего, а в какие — медленнее, что было бы невозможно установить, просто наблюдая за растением без точных измерений.

Модуль 2.2. Проверка первичного усвоения

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое измерение как метод изучения живой природы?
(Метод, с помощью которого определяют количественные характеристики объектов и явлений, выражая их свойства числом с указанием единицы измерения.)

2. Что такое величина?
(Измеряемая характеристика объекта, например длина, масса, температура, время.)

3. Какие единицы измерения используются для определения длины, массы и температуры?
(Длина — миллиметр, сантиметр, метр; масса — миллиграмм, грамм, килограмм; температура — градус Цельсия.)

4. Назовите приборы, используемые для измерения длины, массы, температуры и времени.
(Линейка (рулетка) — для длины; весы — для массы; термометр — для температуры; часы (секундомер) — для времени.)

5. Что такое точность измерения и почему она важна?
(Соответствие результата измерения истинному значению измеряемой величины; важна для получения достоверных научных данных.)

ТЕСТОВЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как называется метод, с помощью которого определяют количественные характеристики объекта?
А) Наблюдение
Б) Измерение
В) Сравнение
Г) Описание
(Ответ: Б)

2. Как называется измеряемая характеристика объекта?
А) Единица
Б) Величина
В) Метод
Г) Прибор
(Ответ: Б)

3. В каких единицах измеряется длина?
А) Граммы
Б) Секунды
В) Сантиметры
Г) Градусы
(Ответ: В)

4. В каких единицах измеряется масса?
А) Метры
Б) Килограммы
В) Секунды
Г) Градусы Цельсия
(Ответ: Б)

5. В каких единицах измеряется температура?
А) Килограммы
Б) Сантиметры
В) Градусы Цельсия
Г) Минуты
(Ответ: В)

6. Какой прибор используют для измерения длины?
А) Весы
Б) Линейка
В) Термометр
Г) Секундомер
(Ответ: Б)

7. Какой прибор используют для измерения массы?
А) Линейка
Б) Термометр
В) Весы
Г) Часы
(Ответ: В)

8. Какой прибор используют для измерения температуры тела?
А) Линейка
Б) Термометр
В) Весы
Г) Секундомер
(Ответ: Б)

9. Что означает точность измерения?
А) Быстрое выполнение измерения
Б) Соответствие результата измерения истинному значению величины
В) Использование самого дорогого прибора
Г) Округление результата до целого числа
(Ответ: Б)

10. Зачем биологи измеряют высоту растений в течение нескольких дней подряд?
А) Чтобы узнать цвет растения
Б) Чтобы проследить, как быстро растёт растение в разные дни
В) Чтобы определить запах растения
Г) Чтобы сравнить растение с животным
(Ответ: Б)

Модуль 2.3. Задания ВПР

1. Установите соответствие между величиной и единицей её измерения:

А) Длина
Б) Масса
В) Температура
Г) Время

1) Килограмм
2) Секунда
3) Сантиметр
4) Градус Цельсия

(Ответ: А–3, Б–1, В–4, Г–2)

2. Установите соответствие между величиной и измерительным прибором:

А) Длина
Б) Масса
В) Температура

1) Весы
2) Линейка
3) Термометр

(Ответ: А–2, Б–1, В–3)

3. Заполните пропуск: «Соответствие результата измерения истинному значению измеряемой величины называется ___________ измерения».
(Ответ: точностью)

4. Выберите верные утверждения об измерении:

1) Измерение позволяет получить точные, числовые данные об объекте.
2) Длину измеряют в градусах Цельсия.
3) Масса измеряется в граммах и килограммах.
4) Термометр используют для измерения длины объекта.

(Ответ: 1, 3)

5. Прочитайте описание ситуации: «Ученик каждый день с помощью линейки измеряет высоту ростка фасоли и записывает результат в таблицу». Назовите используемый метод исследования и измеряемую величину.
(Ответ: метод — измерение; измеряемая величина — длина (высота растения).)

6. Объясните, почему для полноценного изучения роста растения недостаточно только наблюдать за ним, не проводя измерений.
(Наблюдение позволяет заметить лишь общие, качественные изменения — например, что растение стало больше, — но не даёт точных числовых данных о том, насколько именно оно выросло за определённый промежуток времени; только с помощью регулярных измерений можно получить точные данные, сравнить их между собой и выявить закономерности роста растения.)

БЛОК 3. Рефлексивно-оценочный этап

Модуль 3.1. Самодиагностика и рефлексия

Учитель организует обсуждение.

Какие измерительные приборы есть у вас дома?

Приведите пример, когда вам самим приходилось что-то измерять.

Почему важно правильно пользоваться измерительным прибором?

Какую величину, на ваш взгляд, сложнее всего измерить точно?

Как измерение помогает биологам делать научные выводы?

Игровое задание «Угадай прибор». Учитель называет измеряемую величину, группы называют соответствующий прибор.

Игровое задание «Измерь и сравни». Каждой группе выдаётся предмет (лист растения, карандаш), нужно измерить его длину линейкой и сравнить результаты между группами.

Игровое задание «Единицы измерения». Учитель называет величину, группы называют соответствующие ей единицы измерения (например, для длины — миллиметр, сантиметр, метр).

Деятельность ученика: характеризует измерение как метод изучения живой природы, называет единицы измерения и приборы для длины, массы, температуры и времени, объясняет значение точности измерения, выполняет практические задания по измерению, выполняет задания ВПР и участвует в игровых заданиях.

Итоговая запись: «Измерение — метод изучения живой природы, позволяющий определить количественные характеристики объектов с помощью числа и единицы измерения. Основные измеряемые величины в биологии — длина (миллиметры, сантиметры, метры; измеряется линейкой), масса (граммы, килограммы; измеряется весами), температура (градусы Цельсия; измеряется термометром) и время (секунды, минуты; измеряется часами или секундомером). Точность измерения — важное условие получения достоверных научных данных».

Модуль 3.2. Межпредметные связи

География: измерение расстояний, высот и температур при изучении природных объектов на географической карте.

Литература: упоминание мер длины и веса в русских народных сказках и пословицах (например, «мал золотник, да дорог», «семь пядей во лбу»).

Домашнее задание: повторить единицы измерения длины, массы, температуры и времени и соответствующие им приборы; измерить дома высоту любого комнатного растения и записать результат.