Более яркая лампа не всегда даёт больший результат. Проверим световую зависимость и контроль температуры.
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Миллиметровая бумага или тетрадь в клетку, линейка, калькулятор, таблицы. Живые растения и лампы не обязательны: анализируется законченная учебная серия. Предпосылки: среднее, оси координат, фотосинтез и дыхание.
| Минуты | Работа | Проверяемый продукт |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблемная ситуация | Вопрос и проверяемое предположение |
| 5–14 | Понятия и разобранный пример | Пояснение величин и метода |
| 14–25 | Практика 1 | Расчёт, схема или протокол по данным |
| 25–33 | Практика 2 | Решение на новых условиях |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент, альтернатива и вывод |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ и исправление |
Материалы включены полностью. Без регистрации: распечатайте ученическую часть PDF или покажите таблицы на экране; ответы открывайте после попытки. Минуты включают чтение, запись и переходы. В 8 классе выдайте формулу из примера и начните первую строку вместе; в 9 классе попросите выбрать формулу самостоятельно и дополнить вывод альтернативным объяснением. В конце соберите индивидуальную работу. 0–1 балл: повторить пример; 2–3: уточнить пропущенное звено; 4: объяснить ограничение товарищу. Оценка служит обратной связью.
01. Проблемная ситуация
0–5 минут · Сформулировать исследовательский вопрос
Две группы ставят водное растение ближе к лампе. У первой выделение кислорода увеличилось, у второй почти не изменилось. Один ученик заключает: «Вторая группа опровергла фотосинтез». За минуту предложите другое объяснение, за две минуты обсудите с соседом, что ещё кроме света могло измениться, за две минуты составьте проверяемый вопрос. Цель — не подтвердить любой ценой знакомое правило, а выяснить, при каких условиях свет меняет измеряемый показатель.
02. Объяснение и разобранный пример
Свет, результирующий газообмен и плато графика
5–14 минут · Выбрать понятия и способ проверки
При фотосинтезе световая энергия используется для образования органических веществ из углекислого газа и воды; выделяется кислород. Одновременно растение дышит. Собранный кислород отражает результирующий газообмен в данных условиях, а не напрямую всю скорость образования органического вещества.
В слабом свете увеличение освещения может заметно менять показатель. Позже он может перестать расти: ограничивает другой фактор, например доступность углекислого газа. Плато на графике означает только слабое изменение результата в изученном диапазоне. Оно не доказывает, какой именно фактор ограничивает процесс.
Здесь освещение обозначено в условных единицах датчика, пригодных только для сравнения внутри серии. Нельзя объявлять их люксами или переносить порог на все растения. Объём собранного кислорода дан в мл за 10 минут.
Разобранный пример: при освещении 30 усл. ед. получили 1,8; 2,0; 2,2 мл. Среднее 2,0 мл за 10 мин. Средняя скорость сбора 2,0 / 10 = 0,20 мл/мин. Это разные величины: на оси обязательно указать выбранную. Четыре минуты — объяснение, три — пример, две — проверка единиц в паре.
03. Практика 1: данные и доказательство
График объёма кислорода при пяти уровнях света
14–25 минут · Исследовать первую серию
Учебные данные. На каждом уровне света использованы три независимые одинаково подготовленные порции одного вида растения. Температура 22 °C, длительность 10 минут, масса и объём воды одинаковы, углекислый газ доступен одинаково. Измерен собранный кислород; ноль не означает отсутствия дыхания.
| Свет, усл. ед. | Повтор 1, мл | Повтор 2, мл | Повтор 3, мл |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 20 | 0,8 | 1,0 | 1,2 |
| 40 | 1,8 | 2,0 | 2,2 |
| 80 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
| 120 | 2,9 | 3,1 | 3,0 |
2 минуты: прочитайте контроль условий. 4 минуты: найдите средние и нанесите пять точек на график «свет — объём кислорода за 10 минут». 3 минуты: подпишите оси, соедините точки отрезками и выделите участок слабого изменения. 2 минуты: объясните, почему продолжать прямую без ограничения нельзя. Результат — график и вывод с двумя числами. Критерии: пять верных точек, единицы, корректный смысл плато.
Разбор практики 1 и критерии
Средние 0; 1,0; 2,0; 3,0; 3,0 мл за 10 мин. На участке 80–120 усл. ед. средний показатель не изменился. Это участок насыщения в данной серии. Увеличение света с 20 до 40 удвоило средний объём, но с 80 до 120 — нет. Причину плато эта серия отдельно не устанавливает. Нулевой собранный объём в темноте не равен нулю всех обменных процессов.
04. Практика 2: перенос на новые условия
Как разделить влияние света и температуры
25–33 минуты · Самостоятельное решение
При сравнении двух установок получены новые учебные данные. Масса растений, время и исходная вода одинаковы, но температура не удерживалась. Одна установка освещалась сильнее и одновременно нагревалась.
| Установка | Свет, усл. ед. | Температура, °C | Кислород за 10 мин, мл |
|---|---|---|---|
| А | 40 | 22 | 2,0 |
| Б | 80 | 30 | 3,4 |
За 2 минуты найдите две изменившиеся переменные. За 3 минуты предложите набор из четырёх сочетаний света и температуры, позволяющий разделить факторы. За 3 минуты запишите, что считать повторностью и какие остальные условия сохранять.
Ответ и объяснение практики 2
Изменились свет и температура, поэтому разницу 1,4 мл нельзя приписать только свету. Нужны сочетания: 40/22; 80/22; 40/30; 80/30 (свет/°C), по три независимых образца в каждой группе. При одинаковой температуре сравнивают свет; при одинаковом свете — температуру. Сохраняют вид, массу, подготовку, воду, доступность CO2, время и метод сбора газа. Повторное чтение одного пузырька не создаёт независимую биологическую повторность.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Обосновать границы вывода
Утверждение А: «Чем ярче, тем всегда лучше». Утверждение Б: «Нужен диапазон, в котором проверены условия и результат». За 2 минуты подготовьте аргумент по графику, за 3 минуты обсудите альтернативу — менять доступность CO2 при постоянном свете, за 2 минуты сформулируйте вывод без догадки о точной причине плато. В выводе назовите диапазон 80–120, а не универсальный предел для всех растений.
Опора для обсуждения
Принимайте разные формулировки, если ученик ссылается на конкретные данные, отличает предположение от наблюдения и предлагает проверяемую альтернативу. Возвращайте вопрос: «Какая строка таблицы или деталь изображения это подтверждает?» Итог записывается одним предложением с указанием условий. Не превращайте осторожный вывод в отсутствие вывода вообще.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Ответить самостоятельно
Новая серия средних за 10 минут: при свете 10, 30 и 60 усл. ед. получено 0,5; 1,5 и 1,6 мл. За 3 минуты найдите скорость сбора при 30, укажите участок слабого прироста и один нужный контроль. Затем минута на сверку и минута на исправление.
Ключ и критерии индивидуальной работы
1,5 / 10 = 0,15 мл/мин. Слабый прирост между 30 и 60: лишь 0,1 мл за 10 минут. Нужен контроль температуры, CO2 или массы растения с объяснением. По 1 баллу за расчёт, единицу, участок с числом и обоснованный контроль: 4.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Влияние освещённости на фотосинтез | Строит зависимость по повторностям | График с осями и плато |
| Анализ экспериментальных данных | Выявляет смешение света и температуры | План сравнения четырёх условий |
Опора — раздел «Эксперименты по биологии» опубликованной программы на 64 часа. Опасные или инвазивные манипуляции заменены анализом данных и моделями без потери исследовательской функции задания. Сценарий, распределение времени и численные учебные серии — авторская методическая разработка.
Источники и права на изображения
- OpenStax Biology 2e. Overview of Photosynthesis
- 1938. Limiting factors in photosynthesis: light and carbon dioxide
Числовые наборы во всех заданиях — учебные имитации, а не результаты проведённых авторами опытов. Проверка источников: 15.10.2026. Оригинальные схемы и графики подготовлены для этого урока порталом «Школы России»; не являются фотографиями. Для микрофотографии отдельно указаны автор, источник и лицензия. В PDF ответы и учительские примечания вынесены в отдельную часть.
Связанная тема: Урок 8. Углекислый газ и фотосинтез