ბიოლოგიის სწავლების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი გამოწვევა ისეთი პროცესების გააზრებაა, რომელთა უშუალო დაკვირვება მოსწავლეს არ შეუძლია. ცოცხალ ორგანიზმებში მუდმივად მიმდინარეობს ფიზიოლოგიური და ბიოქიმიური პროცესები, რომლებიც ორგანიზმის არსებობასა და ფუნქციონირებას უზრუნველყოფს, თუმცა მათი მიმდინარეობა ყოველთვის თვალსაჩინო არ არის. ასეთ პროცესებს მიეკუთვნება წყლის აორთქლება მცენარის ფოთლიდან, უჯრედული სუნთქვა, ნივთიერებათა ტრანსპორტი და ა.შ. აღნიშნული პროცესების სწავლებისას მხოლოდ თეორიული ახსნა და მზა ინფორმაციის მიწოდება ყოველთვის ვერ უზრუნველყოფს მოსწავლის მიერ მიზეზშედეგობრივი კავშირების ღრმა გააზრებას. მნიშვნელოვანია, მოსწავლემ შეძლოს უხილავი პროცესების შესახებ მსჯელობა დაკვირვების, შედარებისა და მტკიცებულებებზე დაფუძნებული დასკვნების გამოტანის გზით.
სტატიაში განხილულია კვლევაზე დაფუძნებული სწავლების მეთოდური მიდგომა, რომლის ფარგლებში მოსწავლე ბიოლოგიური პროცესების შემსწავლელი აქტიური მკვლევრის როლს ირგებს. ის აყალიბებს საკვლევ კითხვას, გამოთქვამს ჰიპოთეზას, გეგმავს ექსპერიმენტს, აგროვებს რაოდენობრივ მონაცემებს, აანალიზებს მიღებულ შედეგებს და აფასებს საკუთარი დასკვნის სანდოობას.
მეთოდური მიდგომის პრაქტიკული განხორციელებისთვის გთავაზობთ მცენარეებში ფოტოსინთეზისა და უჯრედული სუნთქვის ერთობლივ კვლევას.
ექსპერიმენტი: „ფოთლის დისკების ამოტივტივება – ფოტოსინთეზის ექსპერიმენტული კვლევა“
ექსპერიმენტისთვის საჭირო მასალა:
- ახალი მწვანე ისპანახის ფოთლები
- საწრუპი ან მაკრატელი, რომლითაც პატარა წრეები ამოიჭრება
- შპრიცი ნემსის გარეშე
- წყალი
- საკვები სოდა (მცირე რაოდენობით)
- ორი გამჭვირვალე ჭიქა
- ნათურა ან მზიანი ადგილი
- მუქი ქსოვილი ან ფოლგა ერთ-ერთი ჭიქის დასაფარად
ექსპერიმენტის მსვლელობა:
- ფოთლის დისკების მომზადება – მოსწავლე ისპანახის ფოთლებიდან ამოჭრის დაახლოებით 15 პატარა წრეს, გამოყენებული უნდა იყოს ფოთლის რბილი ნაწილი და მოერიდოს მსხვილ ძარღვებს.
- ფოთლის დისკებიდან ჰაერის გამოდევნა – მოსწავლე ფოთლის დისკებსნემსის გარეშე ათავსებს შპრიცში, უმატებს სოდის სუსტ ხსნარს, შპრიცს ხურავს თითით და დგუშს ფრთხილად ქაჩავს, ასე ფოთლის ქსოვილიდან ჰაერის ნაწილი გამოდის და მის ადგილს სხნარი იკავებს, შედეგად ფოთლის დისკები იძირება, თუ არ ჩაიძირა პროცედურა ფრთხილად უნდა გამეორდეს.
- სინათლის და სიბნელის პირობების შექმნა – მოსწავლე ფოთლის დისკებს თანაბრად ანაწილებს ორ ჭიქაში, რომელიც შეიცავს ერთნაირი კონცენტრაციის სოდის ხსნარს. პირველი ჭიქა მოთავსებულია სინათლეზე, მეორე ჭიქა დაფარულია ფოლგით ან მოთავსებულია სიბნელეში. ორივე ჭიქაში სითხის მოცულობა, დისკების რაოდენობა და ტემპერატურა მაქსიმალურად ერთნაირი უნდა იყოს.
- დაკვირვება და დათვლა – მოსწავლე ითვლის, ყოველ წუთში რამდენი ნაჭერი ამოვიდა წყლის ზედაპირზე.
რატომ ამოდის ფოთლის დისკები წყლის ზედაპირზე?
- სინათლეზე ფოთლის უჯრედებში მიმდინარეობს ფოტოსინთეზი რა დროსაც წარმოიქმნება ჟანგბადი.
- ჟანგბადი ფოთლის ქსოვილში გროვდება და დისკის ამოტივტივებას უწყობს ხელს.
- სიბნელეში ფოტოსინთეზი მკვეთრად მცირდება და წყდება, ხოლო უჯრედული სუნთქვა გრძელდება. ფოთლის დისკები უფრო ნელა ამოტივტივდება ან საერთოდ არ ამოდის წყლის ზედაპირზე.
ფოთლის დისკების ამოტივტივება ფოტოსინთეზის არაპირდაპირი მაჩვენებელია – მოსწავლეს საშუალება ეძლევა, იმსჯელოს ფოტოსინთეზის მიმდინარეობაზე.
ექსპერიმენტის მიმდინარეობის დროს მოსწავლე ავსებს ცხრილს:
| დრო | სინათლეზე ამოტივტივებული ფოთლის დისკების რაოდენობა | სიბნელეში ამოტივტივებული ფოთლის დისკების რაოდენობა |
| 0 წუთი | 0 | 0 |
| 1 წუთი | ||
| 2 წუთი | ||
| 3 წუთი | ||
| 4 წუთი | ||
| 5 წუთი |
ექსპერიმენტის შეფასების კრიტერიუმები:
| შეფასების კრიტერიუმები | შეფასების ინდიკატორები | ქულა |
| საკვლევი კითხვის და მიზნის განსაზღვრა | მოსწავლე სწორად აყალიბებს საკვლევ კითხვას და განმარტავს ექსპერიმენტის მიზანს. | 1 |
| ჰიპოთეზის ფორმულირება | მოსწავლე გამოთქვამს დასაბუთებულ ვარაუდს იმის შესახებ, თუ როგორ იმოქმედებს სინათლე ფოთლის დისკების ამოტივტივებაზე. | 1 |
| ბიოლოგიური ცოდნის გამოყენება | მოსწავლე ხსნის ფოტოსინთეზის დროს ჟანგბადის წარმოქმნას და მის კავშირს ფოთლის დისკების ამოტივტივებასთან. | 2 |
| ექსპერიმენტის სწორად დაგეგმვა და ჩატარება | მოსწავლე იცავს ინსტრუქციას, სწორად იყენებს მასალებს და თანმიმდევრულად ასრულებს ექსპერიმენტის ეტაპებს. | 1 |
| მონაცემების შეგროვება და აღრიცხვა | მოსწავლე განსაზღვრული დროის ინტერვალში ითვლის ამოტივტივებულ დისკებს და შედეგები შეაქვს ცხრილში. | 1 |
| მონაცემების ანალიზი | მოსწავლე ადარებს სინათლეზე და სიბნელეში მიღებულ შედეგებს, მსჯელობს განსხვავებაზე და მონაცემებს წარმოადგენს ცხრილის სახით. | 1 |
| დასკვნის გამოტანა | მოსწავლე აკეთებს დასკვნას მიღებულ მონაცემებზე დაყრდნობით, ასევე მსჯელობს, რამდენად შეესაბამება მიღებული შედეგები ჰიპოთეზას. | 1 |
| თანამშრომლობა და გუნდურობა ჯგუფებში | მოსწავლეები ინაწილებენ ჯგუფურ სამუშაოს | 1 |
| შედეგების წარდგენა | მოსწავლე წარადგენს კვლევის შედეგებს. | 1 |
უხილავი ბიოლოგიური პროცესების შესწავლა მოსწავლეებს ეხმარება, ხილული მოვლენების მიღმა არსებული მიზეზები აღმოაჩინონ და ბიოლოგიური მოვლენები მიზეზშედეგობრივად გაიაზრონ. დაკვირვებაზე დაფუძნებული ექსპერიმენტები ხელს უწყობს კვლევითი უნარების განვითარებას, კერძოდ – კითხვების დასმას, ჰიპოთეზის ჩამოყალიბებას, მონაცემების შეგროვებასა და ანალიზს, შედეგების შედარებასა და დასკვნების გამოტანას. ბიოლოგიის სწავლების პროცესში დაკვირვების შედეგად მიღებული მტკიცებულებების საფუძველზე აყალიბებს მეცნიერულ წარმოდგენებს.
ამრიგად, უხილავ ბიოლოგიურ პროცესებზე დაკვირვება ხელს უწყობს კრიტიკული აზროვნების და მეცნიერული აზროვნების განვითარებას, რაც ბიოლოგიის სწავლების მნიშვნელოვანი საფუძველია.
გამოყენებული ლიტერატურა: University of Arizona-ფოტოსინთეზის ცდა ფოთლის დისკების გამოყენებით.
