Жизнь растений весной

Задачи. Образовательные: развивать у учащихся понятия о взаимосвязях растительного организма с условиями окружающей среды, о наступивших изменениях в мире растений с приходом весны - цветении древесных и кустарниковых растений, цветении эфемеров, прорастании семян древесных растений; научить определять раннецветущие растения; развивать общеучебные умения по оформлению письменного отчета об экскурсии. Воспитательные: развивать диалектико-материалистические взгляды на природу, показав причины раннего цветения древесных и травянистых растений и смены сезонных явлений в жизни растений; способствовать эстетическому воспитанию учащихся средствами природы и искусства; убедить учащихся бережно относиться к весенним эфемероидам, особенно страдающим от воздействия человека вблизи крупных городов; организовать рейд "Подснежник"; учить не только пользоваться природой, но и восстанавливать ее богатства.

Место экскурсии в системе уроков ботаники. Место и время экскурсии определяют конкретные особенности наступления и хода весны. Если весна ранняя, то экскурсию проводят при изучении темы "Цветок и плод", после ознакомления учащихся с оплодотворением у цветковых растений; если весна поздняя - после изучения особенностей обмена веществ в растительном организме на уроке заключительной темы.

Подготовка учителя к экскурсии. Главная задача учителя - своевременно определить сроки проведения экскурсии. Своеобразный индикатор для определения сроков экскурсии - массовое цветение мать-и-мачехи. Через 5-6 дней можно проводить экскурсию. В это время цветут ветреницы, перелески, хохлатки, чистяк весенний, гусиные луки, ивы, осина, тополя, береза и другие растения. Посетив природу и определив видовой состав весенней флоры, целесообразно обратиться к литературе и восстановить в памяти биологические особенности развития этих растений, разобраться в строении соцветий и цветков древесных растений.

При составлении плана-маршрута экскурсии предусматривают посещение мест с различной растительностью- лесной, луговой, придорожной, полевой, чтобы показать учащимся особенности пробуждения природы в разных биоценозах и найти причины различных фаз развития растений.

Так как сборы растений запрещены, наблюдения, описания, зарисовки, определения становятся ведущими видами самостоятельной работы учащихся на экскурсии. Несложно приготовить карточку для определения раннецветущих травянистых растений. Различная окраска венчика - ключ к определению этих растений. Кроме растений с яркоокрашенным венчиком, в определительную карточку можно включить ожику волосистую и осоки, цветущие в это время. Ожика волосистая - растение из семейства ситниковых. Цветки невзрачные, мелкие, обоеполые. Околоцветник шестилистный. Листочки его в середине черно-бурые, по краям бело-перепончатые. Тычинок 6, пестик 1. Цветки удалены друг от друга и расположены поодиночке на цветоносах, собранных в щитовидную или овальную метелку. Прикорневые листья широколинейные, длинные, стеблевые - меньше. Растение ветроопыляемое. Самоопыление затруднено тем, что раньше созревают рыльца, а затем уже тычинки. Муравьи растаскивают семена, способствуя их распространению. Легко отличить осоки по трехгранному стеблю. Из цветущих осок наиболее часто встречаются осока волосистая, обыкновенная, ранняя и др. Помогут организовать упражнения в распознавании раннецветущих растений открытки из набора "Экскурсия в природу. Весна", карточки из пособия "Травянистые растения", выпуск 1, и специально подготовленный дидактический материал с изображением внешнего вида встречаемых в данной местности раннецветущих растений, но без указания их видовых названий. Значительно лучше усваивают учащиеся особенности цветения деревьев, кустарников и трав, если оформить дидактические карточки отдельно для каждой жизненной формы.

Воспитать любовь к природе и эстетическое отношение к ней учителю помогут произведения литературы и искусства. "...Надо одушевить для них весь мир и всю природу, заставить говорить языком любви и жизни и немой камень, и полевую былинку, и журчащий ручей, и тихо веющий ветер, и порхающую по цветам бабочку...", - говорил В. Г. Белинский. Поэтому, выбирая произведения, обратитесь к творчеству А. С. Пушкина, Ф. Тютчева, А. Фета, М. Пришвина, И. Левитана, И. Грабаря, В. Бакшеева, Л. Бродской. В методически правильном осуществлении эстетического воспитания значительную помощь учителю окажут работы Н. М. Верзилина.

Разговаривая с учащимися об охране природы, познакомьте их с охраняемыми растениями и животными весенних флоры и фауны. В кабинете полезно красочно оформить стенд "Растения и животные под охраной закона", где с учетом принципа сезонности поместить изображения охраняемых растений и животных вашей области.

Учеников пятых классов можно приобщить к рейдам старшеклассников по охране раннецветущих растений. В больших городах школьники берут под контроль цветочные базары, помогая органам по охране порядка. Если в школе есть учебно-опытный участок, некоторые растения участка можно перенести в природу, например дички яблонь. Заранее нужно выбрать места посадки и наметить, кто будет вести наблюдения и уход за посадками. Обогащение и сохранение флоры и фауны - важный аспект природоохранительной работы в школе.

Подготовка учащихся к экскурсии. Перед экскурсией полезно провести урок примерно по следующему плану:

Задача урока: познакомить учащихся с различными периодами весны, ее погодными особенностями, изменениями в растительном и животном мире, с красотой пробуждающейся природы, с вопросами ее охраны.

После восстановления в памяти содержания осенней и зимней экскурсий учащиеся рассказывают о возможных изменениях в жизни деревьев, кустарников и трав весной. Учитель просит охарактеризовать причину предполагаемых изменений и дополняет высказывания учащихся.

Вводятся три новых понятия о весне и указываются сроки наступления их: "календарная весна" - 1 марта; "астрономическая" - 21 марта - день весеннего равноденствия на всем земном шаре (кроме приполярных областей), день равен ночи; "биологическая" - начало сокодвижения у клена остролистного (24 марта), а затем у березы бородавчатой (8 апреля^*). С интересом учащиеся воспринимают термины, заимствованные у М. Пришвина: "весна света, весна воды, зеленая весна" и у В. Бианки: "весна полевая, весна речная, весна лесная", и делают попытки объяснить смысловое и биологическое значение этих терминов.

^* (Средние данные для Подмосковья)

Учитель знакомит учащихся с характеристикой каждого периода весны.

Март. Солнце подымается с каждым днем выше над горизонтом и посылает больше лучей на землю. Солнечное сияние составляет 109,3 ч. В ясную, солнечную погоду чувствуется потепление. Снег начинает оседать, к утру замерзает, и образуется ледяная корка, по которой, как по насту, передвигаются крылатые плоды и семена. Ветер гонит их на большие расстояния. Это плоды липы, ясеня, клена, ольхи, семена ели и сосны. На полях обнажаются гребни, появляются прогалины. Тает снег на деревьях и кустарниках. У вербы осеребрились голые почки, кожистые темные покровные чешуйки лежат на снегу. Реже появляются у жилья человека большие синицы. Синицы откочевывают в парки, леса. Прилетают грачи, потом - скворцы. Первыми прилетают скворцы-самцы, и подыскивают скворечники. Через несколько дней появляются самки. Первые жаворонки держатся стайками, кружась и звонко распевая в воздухе. В марте школьники развешивают искусственные гнездовья и кормушки.

Апрель. Латинское название его - априлис, что означает открывать. В апреле на деревьях и кустарниках распускаются почки. Раскрываются бутоны, зацветают подснежники.

Солнце поднимается еще выше над горизонтом. Солнечное сияние составляет 164,5 ч. Дотаивает снег на полях, меньше его стало в лесу. Вскрываются реки и ломается лед, поднимается вода.

Первой из деревьев зацветает ольха. Вслед за ней - лещина обыкновенная, или орешник. Зацветают многие виды ив, липкая пыльца и приятный запах соцветий привлекают насекомых - шмелей, пчел, бабочек, мух и жуков.

Первое цветущее травянистое растение - мать-и-мачеха, в лесу - перелеска трехлопастная или печеночница благородная. Затем зацветает ветреница дубравная (белая окраска венчика), ветреница лютиковая, (желтая окраска венчика), звездчатка ланцетная, позднее - гусиный лук, чистяк весенний, хохлатка. В сосновых лесах рано весной цветет сон-трава (прострел поникший). Начинается обильное сокодвижение у кленов и берез, сначала- у клена остролистного; потом, примерно через 15-20 дней, у березы бородавчатой. В апреле прилетают зеленушки, дрозды, белые трясогузки, малиновки-зарянки, горихвостки, пеночки, коньки и другие птицы леса, поля, парков и садов.

Май. По-славянски май означает травень, травный. Земля покрывается изумрудной зеленью и цветами. Каждый майский день увеличивает число цветущих растений, оживающих насекомых, перелетных птиц. Зацветает медуница лекарственная, зеленеют кроны кленов, покрываясь желтовато-зелеными соцветиями. В начале мая цветут осина, черемуха, вязы, в середине мая - береза, ясень, в конце мая - дуб, рябина. Появляются первые грибы-сморчки, строчки. Лес наполнен пением птиц - певчего дрозда, пеночки-веснички, зарянки, зябликов, соловья. В конце мая поведение пернатых резко меняется. Птицы занимают отдельные участки, строят гнезда, откладывают яйца, воспитывают птенцов. Зацветает сирень венгерская, извещая о наступлении лета.

Можно эту часть урока организовать как ролевую игру по типу научно-практической конференции. Каждое звено заранее готовит материал об одном из периодов весны. Учащиеся выступают в роли метеорологов, ботанинов, зоологов, озеленителей, лесоводов, художников, литературоведов. Пользуясь литературой (Зуев Д., 1963; Стрижев А., 1973 и др.), метеорологи подбирают сведения о погодных условиях, чертят графики изменения температуры по месяцам, количества выпадающих осадков, числа солнечных дней; ботаники оформляют материал о жизни растений, зоологи - о жизни насекомых, птиц, млекопитающих; озеленители готовят сводку работ в парках и садах, лесоводы - в лесу; художники подбирают репродукции картин, а литературоведы - отрывки из произведений писателей и поэтов. Этот вариант обучения требует от учителя и учащихся большой подготовительной работы. Урок проходит оживленно, с участием всех ребят. По ходу сообщений демонстрируются различные формы наглядного материала: гербарные экземпляры растений, коллекции, тушки животных, контуры, изображающие внешний вид растений и животных, слайды. Заканчивается научно-практическая конференция постановкой задачи: на предстоящей экскурсии выяснить, каковы особенности хода весны в окружающей природе. В дневниках учащиеся записывают время и место сбора на экскурсию, оборудование (блокноты, карандаши, деньги на проезд).

Оборудование для каждого звена: определительные карточки, дидактические карточки для закрепления знаний об особенностях цветения кустарников, деревьев, трав, экскурсионные луны; растения для посадки в природе, лопата, удобрения.

Проведение экскурсии. Перед выходом на экскурсию необходимо вспомнить правила поведения в природе; запретить какие-либо сборы растений и ловлю бабочек, шмелей и других насекомых и записать план письменного отчета: красота весенней природы; погодные условия; жизнь травянистых растений леса, луга, двора; жизнь древесных и кустарниковых пород; приметы весны в животном мире. Так же, как на осенней и зимней экскурсиях, проводится конкурс на звено наблюдательных, смышленых и организованных.

Первое задание^*. Учащиеся выполняют его в лесу, отыскивая в течение 10-15 мин заданное число видов (а не экземпляров) цветущих травянистых растений; определяют их, не срывая, и оформляют записи в блокноте в виде таблицы.

^* ( Приведенные биологические особенности цветения раннецветущих растений заимствованы из книг И. И. Полянского "Ботанические экскурсии" (М., "Просвещение", 1968); "Жизнь растений" (под ред. А. И. Тахтаджяна, т. 5, кн. 1. М., "Просвещение", 1980).)

Сообщение о числе видов раннецветущих растении леса, где проводится экскурсия, мобилизует учащихся на поиски; часто они просят увеличить время, чтобы найти нужное число видов.

При подведении итогов первого задания учащиеся зачитывают записи в блокноте и находят данные о растении на дидактических карточках. Работу с дидактическим материалом можно провести, используя элементы игры, если он будет оформлен на карточках, где под определенными порядковыми номерами изображаются первоцветы данной местности и дается описание - их внешних признаков. Ответы помещаются на обороте карточки. Только звеньевые имеют право пользоваться оборотной стороной карточки. Звеньевые организуют работу, демонстрируя карточку и зачитывая описание растения. Каждый член звена записывает в блокнот номер и видовое название. Затем идет проверка ответов. Звеньевой зачитывает данные оборотной стороны, а учащиеся вносят изменения в ответы. Устанавливается победитель в звене. Каждому победителю предлагается определить видовые названия двух растений. Подводятся итоги конкурса с учетом выполнения первого задания.

Второе задание. Оно выполняется на основании решения учебной задачи такого содержания: ни василек, ни колокольчик, ни ромашка не цветут; почему так быстро выросли и зацвели чистяк весенний, ветреницы дубравная и лютичная, медуница лекарственная, гусиный лук и другие первоцветы? Учащиеся вспоминают непременное условие цветения растений - наличие в организме питательных веществ. Какие органы этих растений располагают питательными веществами? Ответ на этот вопрос появляется после просмотра надземной части растения: запас питательных веществ, вероятно, находится в подземных органах.

Учитель демонстрирует карточки небольшого формата с изображением раннецветущих растений со всеми органами, в том числе и подземными. Учащиеся упражняются в понятиях: "корневище" (ветреница дубравная и лютичная, мать-и-мачеха, перелеска голубая, медуница лекарственная); "луковица" (гусиный лук желтый и малый), "клубень" (хохлатка плотная),"корнеклубень" (чистяк весенний), "соцветие-кисть" (хохлатка Галлера), "корзинка" (мать-и-мачеха), "зонтик" (первоцвет весенний); "завиток" (медуница лекарственная). К понятию "фотосинтез" учащиеся обращаются, объясняя процесс накопления огранических веществ в подземных органах. Учитель сообщает сведения об особенностях вегетации медуницы и мать-и-мачехи, у которых развиваются летом листовые пластинки больших размеров.

Ученики решают вторую учебную задачу: почему первоцветы "торопятся" цвести? Правильным ответом считается тот, в котором установлена связь между ранним цветением и условиями среды. Все первоцветы светолюбивы и цветут до появления листьев на деревьях и кустарниках, когда в лесу много света.

Третье задание. В течение 5 мин нужно понаблюдать за цветками раннецветущих растений, проследить за посещением их насекомыми и выяснить, как происходит опыление.

Каждое звено наблюдает за определенным видом растения, соблюдая абсолютную тишину и неподвижность.

При обсуждении результатов задания устанавливается удивительный факт: насекомые чрезвычайно редко посещают цветки. В беседе выясняется, какие выработались у этих цветков приспособления к перекрестному опылению? Чем обусловлена окраска цветков? Имеются ли у цветков нектарники? Возможно ли у этих растений самоопыление? Как размножаются эти растения, если насекомых-опылителей в период цветения недостаточно??

Учитель сообщает учащимся, что большинство раннецветущих растений обладает признаками, которые делают цветки заметными для насекомых: яркой окраской венчика и тычинок, запахом, скоплением отдельных цветущих растений одного вида в группы.

Окраска лепестков венчика обусловлена наличием в клетке хромопластов - пластид, окрашенных пигментами из группы каротиноидов, или антоциана, растворенного в клеточном соке. Антоцианы меняют окраску в зависимости от реакции клеточного сока - от красной (в кислой среде) до синей и фиолетовой (в щелочной среде). Поэтому цветки медуницы лекарственной при раскрывании венчика всегда розовые или красные, а затем становятся фиолетовыми и наконец синими. Пестрота цветков еще больше привлекает насекомых. У медуницы лекарственной цветки гетеростильны (разностолбны): у одних цветков - длинные столбики и короткие тычинки, у других - наоборот. Отделение пыльников от рылец затрудняет самоопыление.

Цветки прострела поникшего (сон-трава) сначала колокольчатые, потом околоцветник широко раскрывается. Многочисленные ярко-желтые тычинки делают цветок еще более заметным для насекомых-опылителей. Нектара в цветке нет. Опыление перекрестное: пестики созревают раньше тычинок.

У ветрениц дубравной (белая окраска венчика) и лютиковой (желтая окраска) в цветках образуется много пыльцы, которую поедают насекомые. Наряду с перекрестным опылением у ветрениц возможно самоопыление.

Цветок гусиного лука имеет два круга листочков околоцветника, у основания которых расположены нектарники. Нектар доступен и короткохоботным насекомым - мухам, жукам. В начале цветения совершается перекрестное опыление, а затем и самоопыление.

Цветки у мать-и-мачехи собраны в соцветие корзинки. Все краевые цветки - только женские; они язычковые и расположены в несколько рядов. Срединные - ворончато-трубчатые, функционируют как мужские (так как семяпочки в завязи недоразвиваются). Цветки протерогиничны. Пестики развиваются раньше тычинок, чем исключается возможность самоопыления. Под конец цветения возможно опыление внутри одной корзинки.

Цветок первоцвета весеннего представляет узкую длинную трубку, которая вне чашечки несколько расширяется, а затем расщепляется на пять желтых лепестков с оранжевыми пятнами при входе в трубку, благодаря чему увеличивается заметность цветков. Цветки гетеростильны. Этим затрудняется самоопыление.

Цветки хохлатки Галлера светло-лиловые или фиолетово-розовые, венчик четырехлопастной, сросшийся у основания. Верхний из двух наружных лепестков имеет шпорец. Шесть тычинок срослись в два пучка. Верхний пучок снабжен отростком, входящим в шпорец и выделяющим туда нектар, доступный только насекомым с длинными хоботками, как пчелы. Коротко-хоботные виды шмелей иногда прогрызают шпорцы и достают нектар, не опыляя цветок. Самоопыление невозможно, так как пыльца созревает раньше рылец (протерандрия) и, кроме того, цветок по отношению к своей пыльце стерилен, т. е. оплодотворение не происходит.

Ярко-желтые, золотистые цветки чистяка весеннего имеют много тычинок и пестиков, а у основания лепестков-нектарники. Цветки хорошо заметны на темно-зеленом фоне. Плодов образуется очень мало. Для вегетативного размножения служат корнеклубни и выводковые почки, которые развиваются в листовых пазухах (пазушные клубеньки).

На экскурсии учитель включает в рассказ сведения только о тех растениях, которые встречаются в окружающей природе. При условии богатой весенней флоры он выбирает два-три растения, наиболее распространенных или исчезающих, к которым необходимо привлечь внимание.

Четвертое задание. Учащимся раздаются инструктивные карточки такого содержания:

1. Понаблюдайте за цветением деревьев и кустарников. Оформите записи в виде таблицы:

Однодомные растения - растения с раздельнополыми цветками, находящимися на одном и том же экземпляре. Двудомные растения - растения с раздельнополыми цветками, находящимися на разных экземплярах.

Решите биологические задачи: а) Цветение растений возможно при наличии запаса питательных веществ. Где находится запас питательных веществ у древесных растений? б) Большинство деревьев цветет до распускания листвы. Какой способ опыления у деревьев? Как бы повлияло на плодообразование цветение деревьев в период полного облиствения? в) Подсчитано, что у деревьев тычиночных соцветий больше, чем пестичных. Объясните данное явление, г) Почему цветки древесных растений собраны в соцветия - сережка, метелка, кисть, а не в соцветия - корзинка, колос, д) Когда деревья цветут, кустарники (исключение - лещина) находятся в фазе бутонизации. Почему? Возможно ли у кустарников ветроопыление?

В инструктивную карточку введены определения, что вызвано сложностью понятий "двудомные" и "однодомные" растения.

Перед выполнением четвертого задания необходимо научить учащихся фиксировать наблюдения в предложенной таблице. Лучше это сделать на примере березы бородавчатой, у которой хорошо видны тычиночные соцветия, а пестичные становятся заметными только лишь после указаний учителя. Конкретный пример показывает учащимся необходимость тщательного наблюдения за деревьями и кустарниками и знакомит с особенностями выполнения схематических рисунков.

Подводя итоги, учитель просматривает блокноты, находит красиво и правильно оформленные таблицы и демонстрирует их. Учащиеся вносят изменения в свои записи, затем обсуждают результаты решения задач, определяют звено наблюдательных и смышленых.

Пятое задание. Каждое звено находит красивый уголок природы и дает его описание, пользуясь выдержками из художественной литературы. Затем звенья находят место для посадки растений, выращенных на школьном участке, готовят яму, удобряют почву, размещают растение, поливают и мульчируют. Растение этикетируют, на этикетке отмечают время посадки, класс, школу. Звенья берут обязательства по уходу за посадками.

В заключительной беседе о жизни деревьев, кустарников, многолетних травянистых растений весной внимание обращают на соответствие строения органов растений выполняемым функциям, на развитие растений во взаимосвязи с окружающей средой.

Учитель сообщает, что по результатам экскурсии будут проведены четыре конкурса: "Подснежник", "Дендролог", "Эколог", "Друг природы". В конкурсе принимают участие все. Каждый участник готовит четыре задания - по одному для каждого конкурса. Задания сдают в запечатанном конверте, на котором указано название конкурса, класс, звено, фамилия участника.

Каждый участник может получить 16 баллов за подготовку заданий. Критерии оценки на задания и его оформление:

Оценивает задание жюри. В состав жюри входят учитель и пять учеников. Вместе с заданием ученик сдает анкету. Анкета может быть предложена в таком виде:

Подготовка к конкурсу

Участие в конкурсе

К началу конкурса жюри заполняет анкету каждого участника. В случае если в классе будет ученик, не сдавший задание и анкету, то члены жюри оформляют ее на этого ученика. Члены жюри готовят оборудование к конкурсу.

Председатель конкурса - учитель. Он открывает конкурс и объявляет его условия; победителем может быть команда (звено) и каждый учащийся класса, набравший наибольшее число баллов (личное первенство)" Один из членов жюри оглашает итоги подготовительного этапа. Другой член жюри заполняет таблицу на классной доске.

К конкурсу оформляется специальный стол. На столе этикетка с названием конкурса, конверты и оборудование. Оборудование в виде карточек, гербарных экземпляров, слайдов размещается на подносах или в специальных ящиках.

В заданиях конкурса "Подснежник" перечисляются признаки раннецветущих растений. Задача: дать правильное видовое название (двойное); правильно выбрать карточки с изображением соцветий, цветков, подземных органов (карточки расположены на разных подносах, но собраны по органам: все карточки с изображением цветков на одном подносе, все карточки с изображением подземных органов на другом подносе); сложить карточки, чтобы получилось правильное изображение растения (можно применить фланелеграф или намагниченную доску); рассказать о биологически интересных фактах из жизни растения и о возможных мероприятиях по его охране. Если участник не справляется с заданием, слово предоставляется другому члену команды. Звену дается только одна дополнительная попытка. Затем участники других звеньев исправляют и дополняют ранее выступающих.

Методика проведения конкурса "Дендролог" примерно такая же, меняется только оборудование: контуры деревьев, кустарников, гербарные экземпляры листьев, соцветий, плодов и семян.

Конкурсы "Эколог" и "Друг природы" сопровождаются демонстрацией слайдов с изображением растений, ландшафтов. Содержание заданий - задачи, требующие объяснить явления, оценить состояние окружающей среды, предложить благоустройство того или иного уголка природы.

В конкурсе "Эколог" демонстрируется первый слайд, изображающий растения леса, деревья и кустарники в начале весны. У кустарников листья уже развернулись, а у деревьев появились зеленые кончики. Задание - сформулировать вопрос, отражающий биологическую сущность изображенного на слайде и дать объяснение разным срокам развития листьев у деревьев и кустарников.

На втором слайде изображены лиственные породы деревьев. Среди них дуб. Если береза, осина покрылись "зеленым пушком", то у дуба почки только начали набухать, а покровные чешуйки раздвигаться. Задание - сформулировать вопрос, отражающий биологическую сущность изображенного на слайде, и указать различия в сроках развития.

Третий слайд изображает всходы и проростки липы, клена, ясеня и других растений (рис. 7). Задание - объяснить, почему у растений в начале развития листья совсем не похожи на листья взрослых растений. Ответ требует эволюционного подхода.

Конкурс "Эколог" вызывает у ребят затруднения, но проходит с большим интересом.

Конкурс "Друг природы". На слайдах изображены результаты неправильного отношения человека к природе. Задача - кратко рассказать о нарушениях в природе по вине человека и о возможных способах охраны местной природы.

Конкурсы проходят оживленно, безразличных ребят не бывает. Подводятся итоги, объявляются победители. По результатам конкурсов учитель выставляет оценки в журнале.