Урок-исследование на тему "Полевые исследования жизнедеятельности кедра сибирского"

Мамонова Татьяна Петровна. МОБУ «СОШ №4»

Номинация:

Урок-исследование (сценарий урока)

Тема:   Полевые исследования   жизнедеятельности кедра сибирского.        

   Форма урока: урок-исследование в окружающей среде.

   Оборудование, наглядные пособия: Биохимическая мини-лаборатория «Кристмас+», лаборатория «Архимед»,  приборы для  таксации,  шнур бельевой для обозначения пробных площадок, блокноты, карандаши, маркеры  для ведения полевых дневников, пластиковые стаканы и полиэтиленовые пакеты для забора проб почвы, фотоаппараты (можно фотографировать мобильными устройствами). Лопаты, ведра, ПЭТ-бутылки с водой для полива (не более 2 литров), саженцы сосны сибирской (кедровой) для посадки.

Учитель инструктирует участников мероприятия по технике безопасности при работе с портативными мини-лабораториями «Архимед» и «Кристмас+».  Проводится беседа о правилах поведения в лесной экосистеме, о технике безопасности при нахождении в лесу и на озелененной пришкольной территории; о технике безопасности при работе с инструментами и оборудованием. Проверяется экипировка, снаряжение, одежда учащихся. Обязательна аптечка.

Для аналитической части урока в классе: интерактивная доска. Ватман, канцтовары, набор для прокаливания почв из лаборатории «Кристмас+».

Продолжительность проведения: 2 академических часа (итого 1,5 часа).

Подготовительная работа. Учитель предлагает группе учащихся проанализировать литературу по проблеме исследования (учащимся сообщается проблема заранее, предоставляется доступ в библиотечные фонды и систему Интернет, предоставляется рекомендуемый список литературы).  Представление результата  учащимися в виде краткого сообщения по заданной проблеме со ссылкой на библиографический источник или другой источник информации (групповая работа).

1-й час.  Полевые исследования – время работы 1 академический час.

    Этапы .

I. Проблемная ситуация: проводится анализ проблемы с опорой на изученные литературные источники:

1)                Учащиеся из первой микрогруппы  сообщают сведения об истории сибирского кедра ( сосны сибирской кедровой). Примерное содержание сообщения: Кедр считается царем тайги, патриархом северных лесов, хранителем древних знаний о мире. В представлении ханты и манси  - коренных народов Югры – первым  деревом на Земле был именно кедр. Старожилы этих краев утверждают, что кедр был создан Богом, как проводник энергии из космоса и в одном маленьком зернышке кедрового ореха хранится сила и могущество Жизни. Кедр в суровых условиях Севера живет вдвое дольше сосны, ели, пихты и в пять раз дольше березы и осины. В округе более 4 млн гектаров кедровника, или почти по 3 гектара на каждого жителя. До сих пор кедрачи остаются лучшими охотничьими угодьями.  В 1683 году Петр I подписал указ, запрещающий жечь сибирские кедровые леса, первые карты которых были составлены в 1701 году тобольским ученым Семеном Ремезовым.  Современные ученые отмечают, что кедр – от иголочки до коры – обладает высокоэффективными лечебными свойствами. Есть даже поверье, что человек, посадивший кедр, становится долгожителем.

2)                Учащиеся из второй микрогруппы  сообщают сведения о правилах посадки сибирского кедра ( сосны сибирской кедровой). Примерное содержание сообщения:   Основные правила при посадке и размещении кедра – соблюсти ориентацию кедра в пространстве (северную часть кроны повернуть при посадке на север), расстояние между деревьями от 4 до 8 метров, между деревьями и постройками – минимум 3 метра. Первое время кедр растет медленно – в возрасте 5 лет саженец достигает в высоту 25-35 см, в возрасте 10 лет – 0,8-1,5 метра. Начиная с 15-20 лет, кедр растет достаточно быстро, дает ежегодные приросты от 15 до 35 см. Плодоношение начинается в возрасте 15-25 лет при хорошем уходе и правильном размещении.

3)                Учащиеся из третьей микрогруппы  сообщают сведения об исследовании документов об освоении территории Пойковского. Примерное содержание сообщения: До начала добычи нефти и строительства поселка Пойковский на этом месте был зрелый кедровник. В настоящее время остались единичные экземпляры сосны сибирской в тех местах, где не проводилось   строительство многоквартирных домов, коттеджей, объектов инфраструктуры  или промышленных объектов.  После окончания добычи нефти, возможно, большинство  жителей уедут в поисках новой работы. Что останется после нас, когда иссякнут запасы углеводородов в Нефтеюганском районе?  Пустыня?   Чтобы оставить после себя  зрелый лес, нужно уже сейчас подумать об озеленении поселков местными ценными породами деревьев. 

4)                Учащиеся из четвертой  микрогруппы  сообщают сведения о правилах ухода за саженцами  сибирского кедра (сосны сибирской кедровой). Примерное содержание сообщения: Саженцы сибирского кедра, как малые дети, нуждаются в хорошем уходе.  Полив: требует хорошего водоснабжения, переносит умеренное избыточное увлажнение; весной для равномерного пробуждения требуется обильный полив и опрыскивание.  Подкормка: нуждается в плодородных почвах; молодые растения подкармливают ранней весной специальными удобрениями для хвойных растений, с возрастом в подкормках не нуждается. 

    Учитель обращает внимание учащихся на уникальность сосны кедровой, на необходимость восстановления популяции сибирского кедра в Нефтеюганском районе, на то , что саженцы кедра сибирского нуждаются в плодородных почвах. Обращает внимание на неплодородные почвы на  участке пришкольной территории, куда мы собираемся высаживать кедровые саженцы. Совместно с учащимися формулируется проблема: почвы в нашем поселке неплодородные, они непригодны для высаживания саженцев сосны кедровой (сибирской). Саженцы в таких почвах не приживутся и погибнут. 
   II.  Выдвигаются  гипотезы, анализируются, выбирается рабочая гипотеза:  Если провести опыты по определению состава почв для оптимальной приживаемости саженцев сосны кедровой на нарушенных землях; то возможно определить  состав почвосмесей  для  приживаемости саженцев.

Анализируется предполагаемый объект и предмет исследования. Выбираются:

Объект :   саженцы сосны кедровой.

Предмет: состав почвосмесей,  улучшающих  приживаемость саженцев сосны кедровой при ведении Pinus sibirica в культуру для озеленения   территории поселка Пойковский.

III. Обсуждаются и выбираются методы. Анализ литературных источников, фитоиндикация, обследование территории, метод пробных площадок, анализ почвенных образцов, таксация, эксперимент, лесопатологический мониторинг, наблюдение, измерение, сравнение, статистический анализ, системный анализ.

IV. Проводится мозговой штурм по целеполаганию.

Учащиеся определяют цель:  Определить состав почвосмесей   для наилучшей приживаемости саженцев  сосны кедровой.

Из цели формулируются задачи: изучить методику анализа почвенных образцов; определить  состав почвосмесей  для выращивания саженцев Pinus sibirica на нарушенных землях в условиях поселка Пойковский; высадить саженцы сосны кедровой   с применением  составленных почвосмесей;  проанализировать приживаемость саженцев, высаженных на территории школы в дни древонасаждений; определить текущий и средний периодический  прирост саженцев сосны кедровой, высаженной    на различных участках  территории школы,  и    естественно произрастающего подроста Pinus sibirica того же возраста  на   пробных площадках в лесной экосистеме; выяснить степень пораженности высаженных  саженцев  и   естественно произрастающего подроста Pinus sibirica с использованием методик лесопатологического мониторинга.   На основе системного анализа полученных результатов сформулировать выводы и предложения для введения сосны кедровой в культуру для озеленения поселка Пойковский.

V.Проведение исследования:

  Учащихся целесообразно разделить на три микрогруппы группы, каждая группа будет работать по своему направлению (составление почвосмемей по предложенной учителем методике, анализ прироста ранее высаженных саженцев, исследование степени  пораженности высаженных ранее саженцев Pinus sibirica с использованием методик лесопатологического мониторинга). Результаты проделанной работы докладывает каждая группа (метод взаимообучения и взаимоконтроля).

1.     Этапы работы в микрогруппах:

1 микрогруппа.

ü Анализируют состав  почв мокрым методом. (Приложение №1).

ü Составляют почвосмеси для посадки саженцев

2 микрогруппа.

ü Производят измерение диаметра ствола ранее высаженных саженцев с помощью мерной вилки  и их высоты в сантиметрах, определяют прирост по формуле (приложение №2)

3 микрогруппа.

ü Исследуют  степень  пораженности высаженных ранее саженцев Pinus sibirica с использованием методик лесопатологического мониторинга.

ü Исследуют суховершинность саженцев.

ü Заносят результаты исследования в лесопатологический дневник (приложение №3).

Учащиеся делают  необходимые записи в полевом дневнике, фотографии. Записи можно делать, используя планшет лаборатории «Архимед». Также можно использовать лабораторию «Архимед» для составления таблицы при определении суховершинности.

VI. Практическая работа по высадке саженцев сосны кедровой. Производится посадка саженцев сосны кедровой в подготовленные лунки с применением составленных почвосмесей в соответствии с изученными правилами посадки сосны кедровой, устанавливаются таблички с датой посадки.

 Учитель обращает внимание детей на то, чтобы покидая природную территорию, они  не забыли  ее осмотреть (не оставили ли после себя мусор, а обнаруженный  «чужой» мусор собрали  в пакеты и унесли  в мусорные контейнеры).

2-й час. Аналитический центр - время работы 1 академический час.

Целесообразно разделить каждую из трех групп  учащихся на «лаборантов»- они будут проводить биохимические исследования количества гумуса в забранных образцах с места посадки (приложение №5);  «аналитиков» - они будут сопоставлять результаты всех исследований с применением  методики системного анализа,  формулировать заключение работы и вывод (приложение №6).

   Необходимо сразу  предложить одному-трем учащимся подготовиться к докладу (то есть сформулировать тезисы и защитить работу публично: время для доклада - 8-10 минут).

    Еще одна группа ребят готовит компьютерную презентацию к тезисам. Используются фотографии,  сканированные рисунки из полевого дневника, план-карта местности с нанесенными на нее   площадками, где проводились посадки саженцев и исследования.  План-карта составляется с помощью GPS-карты из Интернет, увеличивается  территория до нужных размеров, распечатывается на принтере, наносятся  вручную дополнительные данные.

      После доклада все становятся участниками обсуждения, задают вопросы, проводится дискуссия. Принимаются предложения для уточнения перспектив  продолжения исследования почвосмесей для введения сосны сибирской (кедровой) в культуру для насаждения в посёлке Пойковский и для создания кедросада на территории школы №4.

    Рефлексия:

Чем полезен лично для Вас  мероприятие?

Что нового узнали? Чему научились?

Какое оборудование было очень нужным, а без чего можно было обойтись?

Помогло ли данное мероприятие в выборе профессии?

Какие меры  по охране кедра сибирского в нашем регионе экосистемы вы могли бы предложить?

 Отдалённые результаты и деятельность учащихся:  Результаты исследования в виде фотографий, распечатки слайдовой презентации, выводы и предложения оформляются на листах ватмана, вывешиваются в фойе школы. Таким образом, все учащиеся могут узнать о состоянии популяции кедра сибирского в Нефтеюганском районе и об уникальности сосны кедровой. Учащимся, увлекающимся литературой, можно предложить написать заметку в газету, кто-то может выложить материал на школьный сайт, в социальные сети. Так каждый из учащихся сможет проявить свои способности, учебный материал получит вариативное применение знаний.

    Данную работу можно продолжить в виде мониторингового исследования, учащиеся будут пополнять свои знания с помощью анализа дополнительной литературы, изучать новые методики мониторинга за высаженными саженцами, методы анализа результатов.