Дипломная работа по ботанике на тему Гербарий растений в практике работы учителя биологии

ВВЕДЕНИЕ
Растения играют важную роль в жизни человека. Они очищают воздух, повышают его влажность,
создают тень и прохладу в жаркое время, умеряют силу ветров, смягчают городской шум, то есть
обеспечивают благоприятные микроклиматические условия для нормальной жизнедеятельности
человека. Растения лечат человека от всевозможных недомоганий, накапливают сырье для
2
производства фармацевтических препаратов. Наконец, растения украшают нашу жизнь, являются
составной частью неповторимых природных ландшафтов.
Для того чтобы изучать и знать растения, важно исследовать их в природе, а также в культуре.
Однако часто при научно-исследовательской и преподавательской работе, особенно в зимнее
время, возможности изучать живое растение нет. Судить о нем и видеть его помогает гербарий.
Основным содержанием духовно-нравственного развития, воспитания и социализации являются
базовые национальные ценности, хранимые в социально-исторических, культурных, семейных
традициях многонационального народа России, передаваемые от поколения к поколению и
обеспечивающие успешное развитие страны в современных условиях. Соответственно
традиционным источникам нравственности определяются и базовые национальные ценности,
каждая из которых раскрывается в системе нравственных ценностей (представлений): природа –
эволюция, родная земля, заповедная природа, планета Земля, экологическое сознание» [7].
Такими словами подчеркивается ценностное отношение к природе в Концепции духовнонравственного развития и воспитания личности гражданина России. В основе Стандарта второго
поколения лежит системно-деятельностный подход, который обеспечивает активную учебнопознавательную деятельность обучающихся.
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕРМИНОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Понятие «гербарий» в науке
Гербарий является одним из методов фиксации растений, позволяющих изучать их в любое время
года. Хорошо составленный гербарий даст полное представление о живых растениях.
Слово гербарий происходит от латинского «herba» - трава, зелень. Это коллекция правильно
собранных, аккуратно засушенных и за этикетированных растений. В то же время гербарий
должен отражать красоту растительных форм. Поэтому первостепенное значение имеет качество
взятого материала. Не следует брать в гербарий уникальные растения в смысле высоты, окраски,
махровости. Растение, взятое для засушивания, должно быть типичным для данной местности.
Определить растение – значит узнать, к какому семейству, роду и виду оно относится [25].
Не всякое засушенное растение можно назвать гербарным. Травянистое растение, взятое для
гербария, должно быть засушено целиком, то есть с корнем, стеблем, листьями, цветками и
плодами. У растений, имеющих корневища (вороний глаз, купена и др.), луковицы (лук, чеснок,
лилии и др.), клубни (полевой хвощ, хохлатка, таволга и др.), должны быть засушены и эти органы.
Каждый гербарный лист должен быть снабжен подробной этикеткой
Первая попытка сбора и засушивания растений — гербаризация относится к началу XVI в., когда
итальянский ученый Лука Гини, директор ботанического сада г. Пизы (Италия), во время своих
исследований пришел к выводу, что недостаточно ограничиваться только описанием растений в
природной обстановке или в условиях культуры, их необходимо собирать и засушивать, то есть
гербаризировать. Гербарий позволяет более детально изучать растения, выделять разновидности
и формы, сравнивать отдельные виды между собой, что не всегда можно сделать в природной
обстановке. Предложение Гини было принято многими учеными того времени. Гербаризация в
дальнейшем явилась мощным толчком к изучению флоры всего мира. Так, например, благодаря
3
гербаризации систематика растений получила широкое развитие. Особенно это наблюдалось в
период, когда ботанические сады и научно-исследовательские учреждения начали заниматься
интродукцией интересных в научном и практическом отношении растений из разных зон земною
шара. Однако настоящие гербарии, то есть засушенные растения с их названием и описанием,
появились в Европе в конце XVI в [20].
В России первые собиратели гербариев, так называемые травники, появились в первой половине
XVII в. В Москве существовал тогда аптекарский огород, в котором выращивались лекарственные
растения. В Петербурге первый аптекарский огород был заложен в 1714 г. при Петре врачом
Арскиным в целях введения в культуру полезных растений, особенно лекарственных. Собранные
и засушенные культивируемые растения и привозимый из экспедиционных поездок гербарий
послужил началом для создания государственных гербариев нашей страны.
1.2. Использование понятия «гербарий» в биологии
В школьном курсе биологии, понятие «гербарий» вводится в курсе ботаники в средней школе.
Термин «гербарий» для учителя биологии содержит в себе два значения. С одной стороны,
гербарием называют коллекцию высушенных растений, обработанную определенным образом. С
другой стороны, гербарий - это научное учреждение или лаборатория, работающее с гербарными
коллекциями растений. Далеко не каждое собрание сухих растений можно назвать гербарием.
Гербарий - это собрание сухих растений, удовлетворяющее определенным требованиям. Первое
и главное требование: каждый гербарный образец должен быть документом. А отсюда вытекает и
другое: чтобы документ был полноценным, он должен быть правильно изготовлен и оформлен.
Гербарный образец, собранный в качестве документации для одной работы, в дальнейшем
становится исходным материалом еще и для многих других исследований [6]. Разнообразие
использования, многофункциональность - очень важное свойство гербарной коллекции. По мере
развития науки мы из одного и того же гербарного образца извлекаем все новую и новую
информацию, в то же время сохраняющийся образец всегда дает нам возможность проверить
ранее сделанные заключения. Поэтому гербарный образец - документ первичный, аутентичный -
принципиально не может быть заменен каким-либо вторичным, производным видом
документации: письменным, машинным, рисунком или даже фотографией. Принципиальное
преимущество и незаменимость гербария перед прочими видами документации четко осознал и
подчеркнул уже Карл Линией: «гербарий имеет превосходство над любым изображением и
необходим каждому ботанику». Именно на признании преимущества гербарного образца перед
любой иной документацией основан принцип номенклатурных типов, ставший в XX веке
обязательным для систематики [13].
Методика сбора гербария [6].
Многим кажется, что сбор растений и составление гербария — дело очень простое. Оно
действительно несложно. Однако, чтобы коллекция имела научную либо учебную ценность,
необходимо соблюдать ряд правил. Прежде всего, надо правильно собрать растения, записать
условия их обитания и место нахождения.
Обязательно надо упомянуть, в каких случаях нельзя собирать гербарий.
4
Нельзя собирать гербарий просто так, без конкретной цели, особенно гербарий красивоцветущих
и редких растений. В настоящее время на Земле не так много мест, совершенно не тронутых
человеком и практически любой вид растений может быть уничтожен неумеренным сбором.
Обучать правилам изготовления гербария учащихся лучше на сорных, массовых видах. При сборе
растения надо убедиться, что намеченные экземпляры - не единственные в округе. Без крайней
нужды не следует собирать редкие растения, а при их гербаризации надо придерживаться
следующих правил [5]:
многолетники лучше не выкапывать целиком, - достаточно бывает и части одного из
побегов;
однолетники собирают после рассеивания семян;
перед сбором убедитесь, что растение не единственное.
Большую роль играет правильный выбор растения для гербаризации, они должны быть наиболее
типичными, а не случайными. В ХIХ веке растения в поле закладывали в ботанизирку, сделанную
из жести. В настоящее время в поле используют гербарную сетку. Каждый лист сразу необходимо
снабдить этикеткой. В этикетке указывается место сбора и характер местообитания, дату и
обязательно имя и фамилию сборщика. Если времени мало этикетку делают краткой, а после
экскурсии заменяют на более полную.
Экскурсия с целью сбора растений для гербария в смешанный лес, дубраву, в березовый лес, на
суходольный луг или на болото, в пойму реки или окрестности какого-нибудь населенного пункта
помогает учащимся углубить знания по биологии (ботанике), познакомиться с природой своего
региона, с ее растительностью. Отправляясь на ботаническую экскурсию, нужно ясно представлять
себе ее цель и маршрут. Например, сбор растений в окрестностях школы. Можно собирать редкие
и охраняемые растения, такие, как арника горная, ветреница лесная, водяной орех, горечавка
крестообразная, полушник озерный, рододендрон желтый, все виды семейства Орхидных и др.
[9].
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕРБАРНОГО МАТЕРИАЛА В
ПРАКТИКЕ УЧИТЕЛЯ БИОЛОГИИ
2.1. Особенности применения гербарного материала в обучении биологии
Требование к современному уроку ориентированы на потребность усвоения основной части
учебного материала на уроке. Особенностью курса биологии с учетом последних разработок в
сфере педагогики и учебно-воспитательной деятельности, является потребность в максимальном
предоставлении ученикам возможности собственного самостоятельного познания натуральных
объектов. В частности, в 6-7 классах, когда предполагается изучение живых организмов на
примере растений, это относится именно к работе с гербариями, раскрывающей существенные
признаки понятий. На работу с гербариями ориентируют современные учебные программы,
предусматривающие демонстрации и лабораторные опыты с применением гербария [5].
В методике преподавания биологии используется широкий спектр различных видов учебного
оборудования на уроках. Определенной особенностью обладают натуральные объекты как
материал для исследования и учебное пособие. К этому виду пособий относятся: гербарии,
5
коллекции, влажные препараты, остеологические препараты, таксидермические материалы.
Многие из них могут быть изготовлены путем самооборудования на школьном кружке с
учащимися, что дает возможность увеличить мотивацию учащихся к учебной деятельности,
активизировать познавательные процессы, повысить интерес учащихся к предмету биологии и
одновременно пополнит школьный биологический кабинет, выполнить тот минимум
лабораторных работ, которые предусмотрены стандартом биологического образования.
Натуральные объекты – живые и препарированные растения и животные и их органы –
используют как средства обучения преимущественно на уроках биологии. Способы консервации
натуральных объектов различны: существуют гербарии, коллекции, влажные и остеологические
препараты, а также микропрепараты [23]. Натуральные объекты, используемые в качестве
учебного оборудования, служат для формирования у школьников систематических, прочных и
осмысленных научных знаний (представлений, законов, понятий, теорий), умений применять
знания в жизни, труде [35]. При работе с натуральными объектами предусматривается
использование простейших оптических приборов. В некоторых случаях рядом со сложными по
строению объектами помещают схематические рисунки, поясняющие строение объекта.
Натуральные объекты снабжают методическими руководствами по их использованию [36].
2.2. Введение понятий курса «биология растений» с использованием гербаризации в практике
учителя
Смысл биологического образования, в широком смысле в том, чтобы показать многообразие,
красоту и величие природы, сформировать экологическое мировосприятие, воспитать уважение и
понимание ценности живого. Критерием оценки воспитания ценностного отношения к природе,
окружающей среде (экологическое воспитание) является [7]:
отношение к природе как к ценности;
эмоциональное, бережное отношение к природе;
знания об этичном отношении к природе, о культурных традициях бережного отношения к
окружающей среде;
наличие опыта участия в природоохранительной деятельности;
наличие опыта участия в природоохранительной деятельности, экологических
инициативах и др.
Темы курса биологии (ботаники) используются для максимально полного ознакомления детей с
природой родного края. Ученики, в первую очередь, должны знать те растения, с которыми
встречаются в повседневной жизни. Кроме того, как было отмечено, это поможет сформировать
любовь к малой родине.
Бесспорно, применение для этого живых растений более целесообразно, но это не всегда
возможно. И тут на помощь приходит гербарий. Использование гербария в значительной степени
расширяет демонстрационные возможности урока.
Одной из первых в курсе ботаники средней школы изучается тема «Знакомство с органами
цветковых растений». В этой теме необходимо показать огромное разнообразие форм, которые
6
могут принимать одни и те же органы растений. И для того чтобы показать это разнообразие,
необходимо использовать гербарий [32].
Изначально, на занятиях исследуются осевые органы растений: корень и побег. Затем, после
соответствующего объяснения, важно предложить ученикам найти корни на гербарных образцах
(см. Приложение 1). Сразу становится понятно, что корень не всегда отходит от нижней части
побега, а побеги могут быть не только наземными, но и подземными, как, например, корневища у
пырея (см. Приложение 2). Хорошо, если в классе есть живые экземпляры нефролеписа и
выращенного во влажных условиях хлорофитума: на них очень удобно продемонстрировать
придаточные корни. Безусловно, дети в дальнейшем еще будут знакомиться с многообразием
корней, но лучше начать это знакомство на одном из первых уроков, как отмечает Павлова М.Е.,
Ягодовская И.В.
Следующий осевой орган растений – побег. Детям демонстрируют побеги на живом растении или
на гербарном экземпляре однолетнего растения, такого, например, как фиалка трехцветная
(Приложение 3). Затем можно показать любой суккулент (кактус, например, эхинопсис или
опунцию) и попросить детей найти на нем побег. Следует обратить внимание учащихся на
различные метаморфозы (видоизменения) побегов, указать, что, несмотря на необычный вид
кактусов, их стебли и колючки – тоже побеги. Далее, ребятам предлагается рассмотреть
гербарные экземпляры различных растений – одуванчика, мышиного горошка, тюльпана (или
гусиного лука), различных злаков – и найти побеги у них. Хорошо иметь в классе живой экземпляр
монстеры для демонстрации побега и воздушных корней [32].
Многообразие листьев тоже очень хорошо показать в самом начале знакомства с растениями. У
многих растений можно наблюдать различные метаморфозы листьев (Приложение 4(а).
У растений из разных семейств большая или меньшая часть листа бывает превращена в колючки.
Обычно это бывают окончания жилок, выступающие по краям или на вершине листа в виде
твердых игл – таковы колючие листья у различных чертополохов, акантов, падуба и пр. У
барбариса листья на удлиненных побегах превращены в 3–7-раздельные колючки (Приложение
4(б). Их листовая природа доказана тем, что в пазухах этих колючек находятся почки,
развивающиеся в укороченные побеги с нормальными листьями. Листовое происхождение
многие ученые приписывали и колючкам кактусов. Листья их толстых сочных стеблей имеют
форму чешуек, которые рано опадают.
ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТЫ УЧИТЕЛЯ БИОЛОГИИ С
ГЕРБАРНЫМ МАТЕРИАЛОМ
С учителем биологии мы проанализировали проделанную работу и дали рекомендации по работе
с гербарием. С учетом специфики составления программ в рамках конкретного учебного
заведения и географической местности, были подготовлены рекомендации по работе в школе.
1.1. Анализ школьных программ с включением организации работы учителя биологии с
гербарным материалом
В 2019-2020 учебном году приказом Министерства образования и науки Российской федерации
№ 345 от 28 декабря 2018 года в редакции от 15 мая 2019 года по предмету: «Биология»
7
рекомендовано к использованию в современных школах для начального, основного и среднего
общего образования следующий перечень учебников.
1. Биология: 6 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений / И.Н.
Пономарева, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко; под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – М.: ВентанаГраф, 2012 [8].
2. Никишов А.И. Биология. Организмы. 5 класс. – ООО ГИЦ ВЛАДОС, 2019[30]
3. Пасечник В.В., Суматохин С.В., Калинова Г.С. и др. Биология, 5-6 класс/ Под ред. Пасечника
В.В. – М.:АО Издательство Просвещение, 2019[34]
4. Сухова Т.С., Строганов В.И. Биология, 5-6 класс. М.: ООО Издательский центр ВЕНТАНАГРАФ,2019[37].
5. Трайтак Д.И., Трайтак Н.Д. Биология. Живые организмы. Растения под редакцией В.В.
Пасечника ООО ИОЦ МНЕМОЗИНА, 2019[41].
Рассмотрим данные программы более подробно, с учетом организации работы учителя биологии
с гербарным материалом[8].
1. Биология: 5 и 6 класс: учебники для учащихся общеобразовательных учреждений / И.Н.
Пономарева, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко; под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – М.: ВентанаГраф, 2012.
Для учителя: Биология.6 класс: методическое пособие/
И.В. Пономарева, В.С. Кучменко, Л.В. Симонова. - М.: Вентана-Граф, 2010.
Состав УМК:
Авторские программы под редакцией И.Н. Пономаревой;
Учебники;
Рабочие тетради;
Методические пособия для учителя;
Мультимедийные приложения.
Программы средней школы (6-9 класс) ориентированы на экологическое образование, как одно
из направлений обучения биологии, воспитание экологической культуры, с ориентацией на
активное взаимодействие с живой природой, природой родного края, воспитание ответственного
отношения к природным объектам, воспитание патриотизма, любви к природе, к родине, к
предмету биологии[8].
Курс биологии 6 класса посвящен изучению растений, бактерий, грибов, лишайников. Изложение
тем осуществляется последовательно: начиная с обзора биологического разнообразия растений, с
переходом к анализу клеточного строения, строения органов и основным процессам
жизнедеятельности растений (питание, дыхание, размножение, рост) [8]. Бактерии, грибы и
8
лишайники рассматриваются в процессе эволюционного развития. Завершение курса направлено
на изучение природных сообществ в их многообразии и роли человека в природе.
Для формирования умений, на основе знаний, учебник предлагает практические и лабораторные
работы, в процессе выполнения которых ученики должны провести наблюдение, организовать
исследование, доказать, сравнить, сделать вывод и провести анализ и синтез – все это служит
целям развития интеллектуально-творческих способностей учащихся. В рамках программы
предполагается система самоконтроля знаний. Каждый раздел программы завершается
заданиями из серии «Проверь себя», включающими задачи и вопросы как репродуктивного, так и
творческого характера.
В учебнике представлена авторская программа, рассчитанная на изучении биологии 1 ч в неделю
(35 ч в год) и 2 ч в неделю (70 ч) в год. В комплект входят методическое пособие для учителя, две
рабочие тетради и дидактические карточки [8].
Средствами реализации рабочей программы являются УМК
И.Н. Пономарёвой, материально-техническое оборудование кабинета биологии, дидактический
материал по биологии.
Результатами на предметном уровне являются следующие умения, формирование которых
осуществляется с помощью применения гербарного материала:
– описывать процесс адаптации растений к среде обитания и обосновывать этот процесс;
– обосновать и описать эволюцию растений и различные этапы жизненного цикла растения;
– обосновать применение растений в жизнедеятельности человека;
– дать характеристику свойств живого организма;
– различать (по таблице) основные группы живых организмов (бактерии: безъядерные, ядерные:
грибы, растения, животные) и основные группы растений (водоросли, мхи, хвощи, плауны,
папоротники, голосеменные и цветковые);
– определять основные органы растений (части клетки);
– объяснять строение и жизнедеятельность изученных групп живых организмов (бактерии, грибы,
растения, животные);
– понимать смысл биологических терминов;
– характеризовать методы биологической науки (наблюдение, сравнение, результаты;
пользоваться увеличительными приборами и иметь
элементарные навыки приготовления и изучения препаратов.
– проведения биологических опытов, экспериментов с их последующим обоснованием и
описанием;
– использовать увеличительные приборы и составлять элементарные препараты и применять их;
– ориентироваться среди съедобных и ядовитых грибов и растений своей местности.
9
1.2. Организация работы учителя биологии с гербарным материалом на примере «Экскурсии
для сбора гербарного материала»
В календарно-тематический план учитель включает урок-экскурсию в соответствии с целями и
задачами УМК.
Экскурсия с целью сбора растений для гербария в смешанный лес, парк, на суходольный луг или
на болото, в пойму реки или окрестности малой родины, помогает учащимся углубить знания по
биологии, дополнить теоретические знания, практическими умениями, познакомиться с природой
своего региона, с ее растительностью. Отправляясь на экскурсию, важно разработать ее цель и
маршрут. Важно помнить о правилах безопасности и бережном отношении к природе.
В настоящее время, листы бумаги, сложенные вдвое, помещают в папку – в таком виде папка
готова для сбора. Каждый ученик должен иметь несколько папок с бумагой.
Растения, как правило, собирают в ясную и сухую погоду, утром. Растения должны быть сухими,
без следов росы, дождя и т. д. Редкие и охраняемые растения берут не более 2-3 экземпляров.
Собирать растения для гербария нужно на протяжении всего вегетационного периода, когда с
одной местности можно собрать одни и те же виды растений в разных стадиях развития:
бутонизации, цветения и плодоношения.
Очень важно собрать растения с плодами и семенами, так как при дальнейшей работе с
гербарием плоды и семена нередко являются основным признаком для определения семейств,
родов и видов.
Рассмотрим пример экскурсии по сбору гербария в средней школе.
Урок-экскурсия по биологии на тему «Мир растений малой родины» (6-й класс) [5].
Обоснование: Село Давыдовка находится на юго-востоке Восточно - Европейской равнины, в югозападной части Приволжской возвышенности, на правом берегу реки Волги, в зоне сухой степи
Дубовского района Волгоградской области. До районного центра города Дубовки проложена
асфальтированная дорога длиной 45 км. Расстояние до города Волгограда 100 км.
Абсолютная высота рельефа не превышает 150 м. Местами на поверхности встречаются мелкие
формы рельефа в виде западин, мелких бугорков и холмиков, созданных землероями. Кроме
того, есть формы рельефа, созданные человеком: земляные валы. Встречаются окопы, оставшиеся
после Великой Отечественной войны.
На северной границе села протянулась вершинная часть балки Песчаная. Эта балка в пределах
села тянется на 3,5 км. Ее вершина разветвленная, спокойная. Ширина балки по верху от 100 до
265 метров, глубина в среднем 15- 20 м., крутизна склонов южной экспозиции 15-18 градусов,
северной 10 градусов, 12 градусов. Эрозионные процессы выражены слабо, местами, в срединной
части балки небольшие береговые размывы и промоины.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
10
Гербарий является одним из методов фиксации растений, позволяющих изучать их в любое время
года. Хорошо составленный гербарий даст полное представление о живых растениях. Это не
просто коллекция растительных организмов, это еще и набор оборудования для их хранения,
обработки и исследования.
Большую роль играет правильный выбор растения для гербаризации, они должны быть наиболее
типичными, а не случайными. В ХIХ веке растения в поле закладывали в ботанизирку, сделанную
из жести. Сегодня используются гербарные сетки. Каждый лист сразу необходимо снабдить
этикеткой. В этикетке указывается место сбора и характер местообитания, дату и обязательно имя
и фамилию сборщика. Если времени мало этикетку делают краткой, а после экскурсии заменяют
на более полную.