Н.Я. СВЕРЩИКОВА,
учитель биологии школы-лицея
№ 44, г. Липецк
Красота и гармония живых организмов
Интегрированный урок в 7-м классе:
биология и математика
…Здесь мало увидеть
Здесь нужно всмотреться.
…Здесь мало услышать,
Здесь вслушаться нужно,
Чтоб в душу созвучья
Нахлынули дружно.
Н.Заболоцкий
Оборудование: пленки для
кодоскопа, репродукции картин Шишкина, Левитана;
таблицы с изображениями растений и животных;
гербарии и рисунки; геометрические фигуры;
магнитофон, кассеты.
ХОД УРОКА
Звучит тихая лирическая музыка
Учитель биологии. Много
удивительного и прекрасного можно обнаружить,
наблюдая за жизнью растений и животных: нас
восхищает простота и естественность цветовых
сочетаний и форм, их изменчивость в течение дня, в
разное время года. (Обращает внимание учащихся
на картины, таблицы.)
Основой прекрасного служит гармония. «Гармони»
– греческое слово, обозначающее связь,
стройность, соразмерность. В живых организмах
гармонично сочетаются различные особенности их
строения, формы, окраски.
Создавая свои творения, совершенствуя на
протяжении тысячелетий, Природа «строила» их
целесообразно – наделяла той единственно верной
формой, которая помогала выжить в окружающей
среде. Изменялись условия обитания – и Природа
искала новое решение.
Несколько дней вы наблюдали за наиболее
понравившимся вам растением. Ответьте, почему
именно оно привлекло ваше внимание? В чем вы
увидели красоту его строения, формы,
происходящих с ним изменений? (Учащиеся
отвечают на вопросы.)
Гармония и целесообразность издавна привлекали
внимание не только художников, но и ученых. В
конце XIX в. была издана книга немецкого
естествоиспытателя Эрнста Геккеля «Красота форм
в природе». Многочисленными математическими
терминами, геометрическими фигурами она
напоминала учебник геометрии. Описав сотни живых
организмов, Геккель сделал вывод: «Огромное
большинство тел природы после тщательного
изучения, измерения размеров и описания форм
позволяет заметить в себе определенные
математические отношения. Эти отношения
выражаются в симметрии между частями тела и
могут быть сведены к геометрической форме».
Зубчатые ели, величавые сосны... Их даже в темноте
не спутаешь. У каждого вида деревьев своя
конфигурация, своя симметрия.
Посмотрите на листья клена, дуба, вербы... Как они
симметричны! Это двусторонняя, или зеркальная,
симметрия.
У крапивы на листочке слева и справа одинаковое
число зубчиков. Посчитайте летом, убедитесь, если
крапивы не боитесь!
Посмотрите на цветки покрытосеменных растений
различных семейств. (На столах учащихся
гербарии, живые экземпляры и рисунки цветковых
растений.) Та же симметрия!
А что такое симметрия?
Учитель математики. Симметрия
означает соразмерность, пропорциональность,
одинаковость в расположении частей. (Демонстрирует
симметрию в геометрических фигурах, чертежах,
таблицах.)
Как же возникла симметрия в процессе эволюции?
Ученик. Жизнь возникла в водах
Мирового океана. Какой могла быть форма у первых
сгустков живого вещества? Они плавали в толще
воды. Все направления для них были одинаковы.
Поэтому можно допустить, что эти сгустки имели
форму шара. Такую форму имеют капельки жира,
взвешенные в воде. По мере развития и усложнения
структуры под действием силы тяжести организмы
приспособились различать верх и низ и потеряли
симметрию шара. Одни из них, в основном ведущие
оседлый, придонный, образ жизни, приобрели
поворотную симметрию: медузы, морские звезды.
Цветки, кстати, тоже имеют поворотную симметрию.
А те животные, которые передвигаются, приобрели
двустороннюю (зеркальную) симметрию.
Симметричное расположение частей тела помогает
организмам сохранить равновесие при
передвижении, добывании пищи, т.е. помогает
выжить.
Вывод: симметрия у живых организмов
прежде всего является приспособлением к
окружающему миру и связана с их жизнестойкостью.
Учитель математики. К чему же
приходится приспосабливаться? Ответ короткий: к
законам природы, к их проявлениям. Обратим
внимание на расположение ветвей у ели. Ствол
прямой, и ветви расположены равномерно
относительно ствола, так что отвесная прямая,
проходящая через центр тяжести, пересекает
основание ствола ели. Так дерево, развиваясь в
условиях действия силы тяжести, достигает
устойчивого положения. К вершине дерева ветви
становятся короче: дерево приобретает форму
конуса. (Симметрия конуса – общая симметрия для
всех деревьев.) Это полезное приспособление для
равномерного освещения, т.к. свет должен падать и
на нижние, и на верхние ветви. Кроме того, центр
тяжести у конуса находится в нижней части – это
придает дереву устойчивость.
Но абсолютно точного соответствия правилам
симметрии в живой природе нет – всегда имеют
место хотя бы небольшие отличия. Даже правая и
левая половины вашего лица неодинаковы. Это
легко обнаружить, разрезав вертикально прямое и
зеркальное фотоизображение по оси симметрии и
составив новые портреты из двух правых и двух
левых половинок. Получатся два совершенно новых
изображения. Проверьте!
А теперь посмотрите на этот рисунок (включается
кодоскоп с пленкой цветка колокольчика
крапиволистного). Из центра чашечки цветка
через серединку каждого лепестка можно провести
не одну, а две, три и более осей симметрии. Это так
называемая лучевая, или радиальная, симметрия.
Ответьте на следующие вопросы (заранее
написанные на доске).
Чем, по вашему мнению, объясняется тот
факт, что для большинства животных характерна
двусторонняя симметрия, а для растений –
лучевая?
Приходилось ли вам наблюдать
нарушение симметрии в природе?
Какие чувства вызывали у вас
нарушения симметрии?
Учитель биологии (обобщает
ответы учащихся). Да, симметрия успокаивает,
вызывает чувство восхищения красотой.
Давай пройдемся медленно по лугу
И «Здравствуй» скажем каждому цветку.
Я должен над цветами наклониться
Не для того, чтоб рвать или срезать,
А чтоб увидеть добрые их лица
И доброе лицо им показать!
(Самед Вургун)
А какие стихи о природе вы знаете и
любите?
(Дети читают несколько стихотворений
о растениях, их красоте.)
Но нередко мы видим и нарушения
симметрии в природе. И мы удивляемся, как могло
случиться, что вот это дерево, например, имеет
такой кривой ствол... Нам жалко животное,
ковыляющее на трех лапах... Мы понимаем, что
такого не должно быть, это нарушение гармонии,
это нарушение всеобщего порядка.
Следовательно, симметрия вносит упорядоченность
в многообразие природных структур. Мало видеть,
что происходит в природе, что нас окружает, надо
внимательно всмотреться. Прав поэт, написавший
строки, ставшие эпиграфом нашего урока (зачитывает
эпиграф). Нужно уметь всматриваться,
вслушиваться, и тогда мы познаем вдохновляющее
чувство прекрасного! (Звучит музыка, учащиеся
читают стихи любимых поэтов.)
...природа во всем, как ясный
и строгий художник,
чувство меры хранит,
стройной верна простоте.
(И.Тургенев)
Еще люблю, еще томлюсь
Перед всемирной красотою...
(А.Фет)
– В очарованье русского пейзажа
Есть подлинная радость, но она
Открыта не для каждого –и даже
Не каждому художнику видна.
(Н.Заболоцкий)
...Мы не единым хлебом живы –
Не обрывайте васильков!
Не отрекайтесь красоты!
Она бессмертна без курений.
К чему ей слава песнопений
И ваши гимны и цветы?
Но без нее бессилен гений –
Не отрекайтесь красоты.
(М.Лохвицкая)
Литература
Суравегина И.Т., Сенкевич В.М. Экология
и мир. – М.: Новая школа, 1994.
Мы изучаем лес / Сост. В.А. Самкова – М.:
Центр «Экология и образование», 1993.
Я познаю мир. Детская энциклопедия:
Экология /Авт.-сост. А.Е. Чижевский. –М.: ООО
«Издательство ACT», 1997.
Тарасов Л.В. Этот удивительно
симметричный мир. – М., 1996.
|