Биологические системы
Цели и задачи
- Цель урока по SMART: к концу урока учащиеся объяснят, почему живые объекты рассматриваются как биологические системы, назовут уровни организации живой природы и охарактеризуют не менее трёх свойств биологических систем, опираясь на материал учебника.
- Сформировать представление о системе как совокупности взаимосвязанных элементов, объединённых общей целью и взаимодействующих с окружающей средой.
- Научить выделять уровни организации живой природы и устанавливать связи между ними по рисунку и тексту учебника.
- Развивать умение анализировать взаимосвязи компонентов биологических систем, объяснять значение энергии, материи, наследственной информации и саморегуляции.
- Воспитывать ответственное отношение к научной информации, самостоятельность суждений и интерес к биологии как основе будущей профессиональной деятельности.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение системного подхода для понимания живой природы и научного мировоззрения.
- Проявляют познавательный интерес к объяснению связей между явлениями живой природы.
- Понимают значение достоверной биологической информации для дальнейшего обучения и выбора профессиональной траектории.
- Осознают ответственность за аргументированность собственных выводов при работе с научным текстом.
Метапредметные
- Извлекают информацию из текста и рисунка учебника, преобразуют её в последовательную схему.
- Сравнивают уровни организации живой природы и устанавливают отношения «часть — целое».
- Планируют работу по алгоритму анализа биологической системы и осуществляют самопроверку.
- Аргументируют выводы в паре и участвуют в обсуждении, используя биологические термины.
Предметные
- Знать определение системы и биологической системы.
- Знать уровни организации живой природы: биосферный, экосистемный, организменный, органный, тканевый, клеточный, субклеточный и молекулярный.
- Уметь объяснять взаимосвязь компонентов биологических систем и их взаимодействие с окружающей средой.
- Уметь характеризовать энергию и материю как основу существования биологических систем, а также наследственность и саморегуляцию.
- Владеть алгоритмом анализа биологической системы на примере организма, клетки или экосистемы.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную значимость системного изучения живой природы.
- Связывают содержание темы с дальнейшим изучением биологии и возможной профессиональной деятельностью.
- Проявляют готовность корректировать собственное мнение на основе научных доказательств.
- Осознают ценность сотрудничества и уважительного обсуждения разных гипотез.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель работы и планируют последовательность анализа биологической системы.
- Распределяют время при выполнении задания по тексту и рисунку учебника.
- Сопоставляют результат с критериями и выявляют пропуски в характеристике системы.
- Осуществляют коррекцию ответа после взаимопроверки и рефлексии.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные признаки системы и биологической системы.
- Классифицируют уровни организации живой природы по принципу усложнения.
- Устанавливают причинно-следственные связи между обменом веществ, энергией, наследственной информацией и саморегуляцией.
- Моделируют иерархию биологических систем в виде схемы «молекула — клетка — организм — экосистема — биосфера».
Коммуникативные УУД
- Формулируют вопросы к тексту учебника и отвечают на вопросы партнёра.
- Распределяют роли при совместном анализе рисунка и текста.
- Аргументируют вывод о системных свойствах живого объекта.
- Учитывают позицию партнёра и корректно разрешают расхождения в ответах.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить учебник у каждого ученика, тетради, ручки и цветные маркеры или карандаши.
- Вывести на экран или записать на доске тему урока, определение системы и незаполненную схему уровней организации живой природы.
- Распечатать карточки трёх уровней сложности: минимальный — выделение терминов, базовый — установление связей, повышенный — анализ свойств системы; по одной карточке на каждого ученика.
- Подготовить копии фрагмента рисунка с уровнями организации живой природы — по одной на пару.
- Подготовить лист самооценки с пунктами «Я могу определить систему», «Я могу назвать уровни», «Я могу объяснить взаимосвязь компонентов».
- На доске разместить памятку-алгоритм: «элементы системы — связи — границы — обмен с окружающей средой — системный эффект».
- Подготовить таймер на 2, 4 и 6 минут для организации самостоятельной и парной работы.
- Подготовить слайд с изображениями Земли, экосистемы, организма, органа, ткани, клетки и молекулы без подписей.
- Обеспечить проектор или интерактивную доску; при отсутствии оборудования использовать распечатанный рисунок учебника.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и создать проблемную ситуацию, связанную с системным строением живой природы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: "Здравствуйте, ребята. Проверьте, пожалуйста, готовность к работе: на столе должны быть тетрадь, ручка и учебник. Сегодня нам предстоит посмотреть на живую природу не как на набор отдельных объектов, а как на взаимосвязанную систему. Запишите дату и тему урока." | Проверяют готовность, записывают дату и тему «Биологические системы». Мысленно соотносят тему с уже изученными объектами живой природы. |
2 мин | Учитель показывает изображения Земли, лесной экосистемы, человека, листа, клетки и молекулы: "Перед вами объекты разного масштаба. Что объединяет их? Можно ли назвать каждый из них системой? Какие признаки должны это подтвердить? Запишите одну гипотезу, а затем обсудите её с соседом в течение 30 секунд." | Формулируют гипотезы индивидуально, затем обсуждают их в паре. Предполагаемые ответы: "У объектов есть части", "Части связаны между собой", "Они взаимодействуют с окружающей средой". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы уже назвали несколько признаков системы, но пока не определили, какие из них являются главными для биологических систем. Сейчас проверим наши предположения с опорой на знания из предыдущих тем и текст учебника."
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать понятия «вещество», «физическое тело», «система», «открытая система» и зафиксировать возможное затруднение.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель обращается к вопросам для повторения в начале темы: "Вспомните, что называют веществом и физическим телом. Чем объект отличается от системы? Приведите по одному примеру из биологии." Учитель фиксирует на доске ключевые слова: «части», «связи», «целостность». | Отвечают: "Вещество имеет состав и свойства", "Физическое тело — отдельный материальный объект", "Система состоит из взаимосвязанных частей". Приводят примеры: организм, клетка, экосистема. |
3 мин | Учитель предлагает приём «Тонкие и толстые вопросы»: "Ответьте на два коротких вопроса: что такое система и чем открытая система отличается от закрытой? Теперь обсудите толстый вопрос: почему живой организм нельзя рассматривать как изолированный объект?" | Записывают краткие ответы, обсуждают толстый вопрос в парах. Формулируют вывод: "Организм получает вещества и энергию из окружающей среды и выделяет продукты обмена". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что система имеет взаимосвязанные части и может взаимодействовать со средой. Теперь выясним, как эти признаки проявляются на разных уровнях организации живой природы."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно определить план открытия нового знания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране последовательность «молекула — клетка — организм — экосистема — биосфера»: "Каждый следующий объект включает предыдущие уровни, но не сводится к простой сумме частей. Почему клетка, организм и экосистема являются системами? Что нам нужно узнать, чтобы обосновать этот вывод?" | Выделяют проблему: "Нужно определить признаки биологической системы и уровни организации живой природы". Предлагают вопросы: "Как связаны части? Откуда берутся энергия и вещества? Как система сохраняет устойчивость?" |
2 мин | Учитель формулирует план: "Предлагаю проверить три шага: дать определение системы, разобрать уровни организации по рисунку учебника, затем установить общие свойства биологических систем. Согласны? Добавьте, что важно проверить в конце урока." | Принимают план, дополняют его пунктом «проверить себя на примере конкретной системы». Записывают цель: объяснить, почему живые объекты являются биологическими системами. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проблема и план определены. Переходим к тексту учебника и рисунку, чтобы самостоятельно открыть основные признаки и уровни биологических систем."
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 4. Открытие нового знания по учебнику (10 мин)
Цель этапа: сформировать представление о биологической системе, её уровнях организации и основных системных свойствах.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель просит открыть учебник на теме урока: "Прочитайте определение системы и найдите в тексте слова, которые раскрывают её существенные признаки. Подчеркните элементы, связи, общую цель, взаимодействие с окружающей средой и целостность." | Читают определение в учебнике, выделяют существенные признаки. Формулируют: "Система — совокупность взаимосвязанных элементов, объединённых общей целью, взаимодействующая со средой как единое целое". |
4 мин | Учитель организует работу с рисунком уровней организации: "Рассмотрите рисунок учебника. Проследите стрелками переход от биосферного уровня к молекулярному. Назовите уровни в порядке усложнения: от молекулярного к биосферному. Обратите внимание, что каждый уровень включает системы предыдущего уровня." | Работают в парах с рисунком, составляют последовательность: "молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный, организменный, экосистемный, биосферный". Проверяют последовательность по рисунку. |
3 мин | Учитель направляет чтение фрагментов о свойствах: "Найдите в тексте сведения об энергии и материи, наследственности, взаимодействии компонентов и саморегуляции. Объясните, почему эти признаки нельзя считать независимыми друг от друга. Что произойдёт с организмом, если нарушится обмен веществ?" | Выделяют в тексте свойства биологических систем, обсуждают связь между ними. Отвечают: "Без энергии и веществ невозможна жизнедеятельность; наследственная информация обеспечивает преемственность; саморегуляция поддерживает устойчивость; компоненты влияют друг на друга". |
Запись в тетрадях
Ученики записывают: «Биологическая система — совокупность взаимосвязанных элементов живой природы, взаимодействующих между собой и с окружающей средой как единое целое. Уровни: молекулярный → субклеточный → клеточный → тканевый → органный → организменный → экосистемный → биосферный. Основные свойства: обмен энергией и веществом, наследственность, взаимодействие компонентов, саморегуляция, развитие и эволюция».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы получили определение, выстроили уровни и выделили свойства биологических систем. Теперь проверим, умеете ли вы применять эту схему к конкретным объектам, а не только воспроизводить её."
Этап 5. Первичное закрепление (6 мин)
Цель этапа: научить применять алгоритм анализа биологической системы к организму и экосистеме.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт базовые карточки: "Проанализируйте организм человека как биологическую систему по пяти пунктам: элементы, связи, обмен с окружающей средой, саморегуляция, наследственная информация. Работайте в парах и запишите по одному примеру к каждому пункту." | В парах заполняют таблицу. Приводят примеры: органы и системы органов; нервная и гуморальная регуляция; поступление кислорода и пищи; поддержание температуры; ДНК и наследование признаков. |
3 мин | Учитель предлагает повышенный вопрос: "Сравните организм и экосистему. Что является элементами каждой системы? Как проявляется взаимодействие компонентов? Сформулируйте один общий и одно различие." | Составляют сравнение. Отвечают: "В организм входят клетки, ткани и органы, а в экосистему — организмы и факторы среды. Общее — взаимосвязи и обмен веществом и энергией; различие — состав и масштаб системы". |
Базовая карточка: «Человек как биологическая система» | Ответ ученика |
|---|---|
1. Элементы системы: из каких частей состоит организм человека? | |
2. Связи между элементами: как органы и системы органов взаимодействуют? | |
3. Обмен с окружающей средой: какие вещества и энергия поступают в организм и что из него выводится? | |
4. Саморегуляция: как организм поддерживает постоянство внутренней среды? | |
5. Наследственная информация: где она хранится и как передаётся? | |
Вывод: почему организм человека можно назвать биологической системой? |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Алгоритм работает для систем разного уровня: мы нашли элементы, связи, обмен со средой и способы поддержания целостности. Следующий шаг — индивидуально проверить, какие признаки вы можете объяснить без помощи партнёра."
Ответы для учителя: «Человек как биологическая система»- Элементы системы: клетки, ткани, органы и системы органов.
- Связи между элементами: органы и системы органов взаимодействуют благодаря нервной, гуморальной и кровеносной регуляции. Например, дыхательная система снабжает кровь кислородом, а кровеносная система доставляет его клеткам.
- Обмен с окружающей средой: в организм поступают кислород, вода, пища и минеральные вещества; выводятся углекислый газ, вода и продукты обмена. Организм получает и использует энергию пищи.
- Саморегуляция: организм поддерживает постоянство внутренней среды — регулирует температуру тела, содержание воды, уровень глюкозы и другие показатели.
- Наследственная информация: хранится в ДНК, расположенной в хромосомах клеток, и передаётся от родителей потомкам.
Вывод: организм человека является биологической системой, потому что состоит из взаимосвязанных частей, взаимодействует с окружающей средой, обменивается веществом и энергией, сохраняет наследственную информацию и поддерживает относительное постоянство внутренней среды.
- Элементы системы: клетки, ткани, органы и системы органов.
- Связи между элементами: органы и системы органов взаимодействуют благодаря нервной, гуморальной и кровеносной регуляции. Например, дыхательная система снабжает кровь кислородом, а кровеносная система доставляет его клеткам.
- Обмен с окружающей средой: в организм поступают кислород, вода, пища и минеральные вещества; выводятся углекислый газ, вода и продукты обмена. Организм получает и использует энергию пищи.
- Саморегуляция: организм поддерживает постоянство внутренней среды — регулирует температуру тела, содержание воды, уровень глюкозы и другие показатели.
- Наследственная информация: хранится в ДНК, расположенной в хромосомах клеток, и передаётся от родителей потомкам.
Вывод: организм человека является биологической системой, потому что состоит из взаимосвязанных частей, взаимодействует с окружающей средой, обменивается веществом и энергией, сохраняет наследственную информацию и поддерживает относительное постоянство внутренней среды.
Этап 6. Самостоятельная работа с дифференциацией и самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: диагностировать индивидуальное понимание темы и предоставить учащимся задания разного уровня сложности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель объясняет выбор: "Выберите карточку по готовности. Минимальный уровень проверяет термины, базовый — связи между понятиями, повышенный — анализирует конкретную систему. Выбор уровня не является оценкой ваших способностей: важно выполнить работу самостоятельно и объяснить ход мысли." | Выбирают карточку и знакомятся с критериями: правильность терминов, полнота связей, аргументированность вывода. |
4 мин | Учитель предлагает задания. Минимальный вариант: восстановить последовательность уровней и соотнести признак с системой. Базовый: объяснить, почему клетка является системой. Повышенный: доказать, что лес — не просто совокупность организмов, а экосистема. Учитель напоминает: "Опирайтесь на определение из тетради и текст учебника." | Индивидуально выполняют выбранное задание. Пример вывода по базовому уровню: "Клетка состоит из взаимосвязанных органоидов, обменивается веществами и энергией со средой и сохраняет наследственную информацию". |
2 мин | Учитель выводит эталон: "Проверьте три позиции: названы ли элементы, показаны ли связи, объяснено ли взаимодействие со средой. Отметьте плюс рядом с выполненным пунктом и исправьте один недочёт другим цветом." | Сверяют работу с эталоном, исправляют неточности, оценивают себя по трём критериям. |
Эталон решения
Для доказательства системности леса: 1) элементы — растения, животные, грибы, бактерии и факторы неживой природы; 2) связи — пищевые отношения, конкуренция, круговорот веществ и поток энергии; 3) взаимодействие со средой — обмен веществом и энергией; 4) целостность — изменение одного компонента влияет на другие; 5) вывод — лес является экосистемой, то есть биологической системой экосистемного уровня.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, что определение системы нужно не заучивать изолированно, а использовать как инструмент анализа. Завершим урок проверкой главного вывода и личной оценкой продвижения."
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (4 мин)
Цель этапа: обобщить открытое знание, выявить затруднения и объяснить разноуровневое домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит рефлексию «Одноминутка»: "Закончите три фразы: «Биологическая система — это...», «Сегодня я научился...», «Мне нужно ещё разобраться в...». Затем покажите сигнал: зелёный — могу объяснить тему, жёлтый — нужна тренировка, красный — нужна помощь." | Письменно завершают фразы, поднимают выбранный сигнал. Формулируют ответы: "Биологическая система состоит из взаимосвязанных компонентов", "Я научился анализировать организм по признакам системы". |
2 мин | Учитель объясняет домашнее задание: "Выберите уровень по своим результатам. Обязательный минимум выполняют все; повышенный и дополнительный уровни — по готовности. В каждом ответе используйте определения и алгоритм, записанные сегодня." | Записывают выбранный уровень и контрольные вопросы, задают уточняющие вопросы по объёму и критериям. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно определены элементы, связи, взаимодействие со средой и системный эффект; приведены конкретные биологические примеры, использованы термины «биологическая система», «саморегуляция», «обмен веществ и энергии».
- «4» — правильно раскрыты основные признаки системы, но допущена одна неточность или недостаточно подробно объяснена одна связь.
- «3» — названы отдельные признаки биологической системы и уровни организации, однако объяснение взаимосвязей неполное либо содержит две существенные неточности.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что такое биологическая система и какие признаки позволяют её определить? | Проверка осознания ключевого определения и существенных признаков. |
Какие уровни организации живой природы вы можете расположить в правильной последовательности? | Выявление понимания иерархии биологических систем. |
Какой компонент алгоритма анализа системы оказался самым трудным? | Выявление точек затруднения для последующей коррекции. |
Где в сегодняшней теме вы использовали учебник как источник доказательства? | Оценка навыка смыслового чтения и работы с информацией. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы увидели, что живая природа организована иерархически: от молекулярного уровня до биосферы. Биологическая система — это не просто набор частей, а взаимосвязанное целое, обменивающееся веществом и энергией с окружающей средой. Частая ошибка — перечислить элементы, но не показать связи между ними и их вклад в целостность системы. На следующем уроке мы продолжим анализ свойств биологических систем и подробнее рассмотрим значение энергии и материи для их существования."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить в тетради схему уровней организации живой природы от молекулярного до биосферного и письменно дать определения системы и биологической системы. Привести по одному примеру для трёх уровней. | Закрепляет термины и последовательность уровней; при проверке смотреть на правильность порядка и соответствие примеров уровню. |
Средний (повышающий) | Описать одну биологическую систему по алгоритму: элементы, связи, обмен с окружающей средой, наследственная информация, саморегуляция. Объём — 8–10 предложений. | Формирует умение применять определение к конкретному объекту; при проверке смотреть на наличие причинно-следственных связей. |
Продвинутый (дополнительный) | Сравнить организм и экосистему в таблице по пяти критериям: состав, связи компонентов, обмен веществом и энергией, саморегуляция, целостность. Сформулировать аргументированный вывод из 3–4 предложений. | Развивает анализ и оценку; при проверке смотреть на точность сравнения и доказательность вывода. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Что называют системой? Какие уровни организации живой природы вы запомнили? Почему организм нельзя считать изолированной системой? Назовите два свойства, общих для организма и экосистемы».
1. Элементы системы: клетки, ткани, органы и системы органов.
2. Связи между элементами: органы и системы органов взаимодействуют благодаря нервной, гуморальной и кровеносной регуляции. Например, дыхательная система снабжает кровь кислородом, а кровеносная система доставляет его клеткам.
3. Обмен с окружающей средой: в организм поступают кислород, вода, пища и минеральные вещества; выводятся углекислый газ, вода и продукты обмена. Организм получает и использует энергию пищи.
4. Саморегуляция: организм поддерживает постоянство внутренней среды: регулирует температуру тела, содержание воды, уровень глюкозы и другие показатели.
5. Наследственная информация: хранится в ДНК, расположенной в хромосомах клеток, и передаётся от родителей потомкам.
Вывод: организм человека является биологической системой, потому что состоит из взаимосвязанных частей, взаимодействует с окружающей средой, обменивается веществом и энергией, сохраняет наследственную информацию и поддерживает относительное постоянство внутренней среды.
2. Связи между элементами: органы и системы органов взаимодействуют благодаря нервной, гуморальной и кровеносной регуляции. Например, дыхательная система снабжает кровь кислородом, а кровеносная система доставляет его клеткам.
3. Обмен с окружающей средой: в организм поступают кислород, вода, пища и минеральные вещества; выводятся углекислый газ, вода и продукты обмена. Организм получает и использует энергию пищи.
4. Саморегуляция: организм поддерживает постоянство внутренней среды: регулирует температуру тела, содержание воды, уровень глюкозы и другие показатели.
5. Наследственная информация: хранится в ДНК, расположенной в хромосомах клеток, и передаётся от родителей потомкам.
Вывод: организм человека является биологической системой, потому что состоит из взаимосвязанных частей, взаимодействует с окружающей средой, обменивается веществом и энергией, сохраняет наследственную информацию и поддерживает относительное постоянство внутренней среды.
