X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В школьном курсе «Человек», в 8 классе практически в каждой теме предусмотрено выполнение лабораторных и практических работ. Их использование предполагает формирование и развитие практических, исследовательских умений и навыков. Эти умения и навыки не только подтверждают теоретические знания, которые ученики получают на уроках, но и позволяют их использовать в обыденной жизни.

Приоритетной целью школьного биологического образования становится развитие у учащихся способности самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения.

Для реализации этих целей можно организовывать постановку простейших опытов и экспериментов. Рассмотрим постановку эксперимента в теме «Обмен веществ и энергии» урок № 38 «Общая характеристика обмена веществ. Витамины» (линия УМК «Биология 5-11 классы» В.В. Пасечника, учебник: Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. «Биология. Человек»).

В процессе изучения данной темы целесообразно использование такой интерактивной технологии, как кейс-технология (Case-study) суть которой заключается в анализе конкретных практических ситуаций.

Данная технология предполагает переход от накопления знаний к деятельностному, практико-ориентированному относительно реальной деятельности управленца подходу. Её применение способствует развитию у учащихся умения анализировать информацию, выявлять ключевые проблемы, выбирать альтернативные пути решения, оценивать их, находить оптимальный вариант и формулировать алгоритм действий.

При анализе конкретных ситуаций, с которыми школьники могут столкнуться в жизни, это особенно важно. Работа планируется таким образом, что сочетается индивидуальная работа обучающихся с проблемной ситуацией и групповое обсуждение предложений, подготовленных каждым членом группы. Это позволяет формировать и развивать не только коммуникативные учебные действия, а главным образом регулятивные и познавательные.

Учащиеся сами проводят анализ конкретной ситуации, рассматривают фактиечские данные, обсуждают их в группе, далее определяют круг проблем и для их решения осуществляют выбор действий и плана их выполнения, что несомненно дает детям возможность развивать навыки анализа и планирования.

Так, с целью актуализации данной темы приводим официальные данные исследований, проведённых Институтом питания РАМН, которые свидетельствуют о недостаточном потреблении и нарастающем дефиците витаминов в организме за последние годы в РФ. В частности, отмечается дефицит витамина С, который выявился у 70-80% обследуемых и носит всесезонный характер.

Затем учащиеся получают теоретическую информацию о витаминах, изучают ее и формулируют круг интересующих вопросов. Учитель обращает внимание учеников на тот факт, что у витамина С (аскорбиновой кислоты) есть особое свойство: витамин быстро вступает в реакцию с йодом. Это свойство легло в основу метода – йодометрия. Школьники знакомятся с сутью этого метода (метод окислительно-восстановительного титрования, основанный на реакциях, связанных с окислением восстановителей свободным йодом I₂). В качестве рабочего раствора используется титрованный раствор йода, который готовится из 5% аптечной йодной настойки. Окончание реакции фиксируется по изменению окраски раствора крахмала на синюю.

Далее, ученики формулируют проблему исследования и пути ее решения, четко продумывая весь алгоритм исследования. В качестве домашнего задания детям предлагается провести мини-исследование, в котором используя разные продукты доступным методом можно будет определить содержание витамина С и полезность этих продуктов.

Приведём в качестве примера основные этапы работы.

1. Приготовление рабочих растворов для определения аскорбиновой кислоты.

Для определения витамина С в соках и других продуктах необходимо взять аптечную йодную настойку с концентрацией йода 5 %, т.е. 5 г в 100 мл. Однако, аскорбиновой кислоты в некоторых соках может так мало, что на титрование определённого объёма сока (например, 20 мл) уходит всего 1-2 капли йодной настойка. При этом ошибка анализа оказывается очень большой. Чтобы результат был точнее, нужно брать много сока, либо разбавить йодную настойку. В обоих случаях число капель йода, израсходованных на титрование, увеличивается, и анализ будет точнее.

Для анализа фруктовых соков удобно к 1 мл йодной настойки добавить прокипячённой воды до общего объёма 40 мл, то есть разбавить настойку в 40 раз и 1 мл его соответствует 0,88 мг аскорбиновой кислоты.

Чтобы узнать, сколько будет израсходовано на титрование йодной настойки необходимо вначале, определить объём 1 капли: с помощью шприца отмерим 1 мл разбавленного раствора йода и посчитаем, сколько капель из обычной пипетки содержится в этом объеме. В одной капе содержится 0.02 мл.

Далее готовим крахмальный клейстер: для этого вскипятим ½ кружки воды, пока вода нагревается, размешаем 1/4 чайную ложку крахмала с ложкой холодной воды, так чтобы не было комочков. Выльем в кипящую воду и охладим.

2. Испытание растворов на точность.

Прежде чем приступить к анализу продуктов, испытаем наш раствор на точность. Для этого возьмем 1 таблетку аскорбиновой кислоты, 0.1 г, растворим ее в 0.5 л кипячёной воды. Возьмем для опыта 25 мл, что соответствует содержанию витамина в 20 раз меньшей чем в таблетке. Дольём к этому раствору 1/2 чайной ложки крахмального клейстера и по каплям, добавим раствор йода до синего цвета. Определяем число капель и следовательно, объём израсходованного раствора йода, рассчитываем содержание витамина в растворе по формуле: 0.88* V=А мг, где V- объём раствора йода. В исходной таблетке А – в 20 раз больше, то А* 20= содержание аскорбиновой кислоты в таблетке. Результаты показали, что на титрование ушло 6 мл раствора, что соответствует 5.28 мг витамина, домножив на 20 находим цифру 105.6 . Это означает, что точность нашего анализа вполне достаточна.

3. Определение аскорбиновой кислоты в продуктах.

1) отмеряем 20 мл отжатого сока и разбавляем его водой до объёма 100 мл;

Свежевыжатый сок необходимо получать механически, руками выжимая сок из свежих фруктов, чтобы избежать контакта витамина С с металлическими деталями соковыжималок.

2) добавляем 1 мл крахмального клейстера (1г крахмала развести в небольшом количестве воды и вылить в стакан кипятка, прокипятить1 мин);

3) добавляем по каплям 5% р-ра йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего, в течение 10-15 сек;

4) с помощью пипетки посчитаем, сколько капель содержится в 1 мл;

5) зная объём одной капли, можно точно определить объём раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты.

6) зная, объём затраченного раствора йода можно определить количество аскорбиновой кислоты в определённом объёме исследуемого материала.

4. Обработка полученных результатов.

Выполнение расчётов:

Концентрация раствора йода нам известна:

1 мл его 5%-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты

1 мл р-ра йода - 30 капель р-ра йода

х мл р-ра йода - 40 капель р-ра йода

Следовательно, на окисление аскорбиновой кислоты потребовалось 1,3 мл йода.

1мл 5% р-ра – 35 мг аскорбиновой кислоты

1,3 мл 5% р-ра йода – х мг аскорбиновой кислоты

Следовательно, х = 47 мг аскорбиновой кислоты содержится в 100 мл апельсинового сока.

Подобным образом можно рассчитать содержание витамина С в остальных продуктах. Полученные данные ученики заносят в таблицу, сравнивают данные и делают выводы.

Таким образом, учащиеся вовлекаются в процесс активного обучения, где самостоятельно выявляют проблемы, которые находят реальное применение в быту и предлагают их конкретное решение, используя доступные научные методы.

Список литературы:

Биология. 5 - 9 классы : Рабочие программы [Текст]: учебно методическое пособие / сост. Г. М. Пальдяева. - 5-е изд.стереотип. - М. : Дрофа, 2016. - 382, [2] с.

Здоровый образ жизни. Витамин С [Электронные ресурс] // http://nazdor-e.ru/index.php/zdorovoe-pitanie/vitaminy/7-vitamin-c

Продукты питания богатые витамином С [Электронные ресурс] // http://edaplus.info/vitamins/products-containing-vitamin-c.html

Код для цитирования: Скопировать