В чем заключается сущность моделирования биология
wiki.vspu.ru
портал образовательных ресурсов
«Задачи Биологии решаемые с помощью компьютерного моделирования»
Выполнила Гарькуша Анастасия 10 Б
В биологии применяются в основном три вида моделей: биологические, физико-химические и математические (логико-математические).
В реальном времени нужный для науки оригинал может уже не существовать или же существовать, но в разных частях света ( например вымирание Динозавров ) и чтобы собрать общую картину похожую на оригинал нам будет необходимо компьютерное моделирование. 
С помощью компьютерного моделирования мы можем создавать наглядные примеры внутренних органов и всего организма в целом. 
Чтобы рассмотреть модель клетки мы можем использовать компьютерное моделирование и узнать строение досконально.
При помощи компьютерного моделирования мы можем создать модель всех внутренних органов и исследовать их не нанося ущерб здоровью организма.
Вывод : Компьютерное моделирование очень важно для будущего науки в Биологии, так как с помощью него мы можем исследовать все аспекты жизнедеятельности организма, изучать строение живых существ даже если их уже не существует.
В чем заключается сущность моделирования биология
В девятый год ученики могут сдавать ОГЭ на выбор. Они вправе взять два любых из следующих 12 предметов:
1. Английский, французский или испанский язык (из числа тех, что являются официальными в ООН). А также немецкий.
2. История (наиболее сложный, если судить по статистике).
3. Химия, Литература (даются легче всего).
4. География.
5. Информатика.
6. Физика.
7. Обществознание.
9. Биология.
Выбор последнего открывает перед абитуриентом море возможностей: он сможет сделать карьеру в любой из 22 наук, доступно изучение более 70 дисциплин. Сегодня появляются новейшие направления, на стыке отраслей.
Предваряют будущую работу с научной литературой школьные книги. Учебник по биологии за 9 класс Л.Н. Сухорукова, В.С. Кучменко УМК «Сферы» не просто продолжает темы предыдущего года. Рабочая программа согласно ФГОС учитывает потребности учеников, часть из которых нуждается в подведении итогов и обобщениях. Структура материала тщательно выверена, информация подана емко и лаконично. Понятия организм, биоценоз, вид, их эволюция, экосистема, биосфера, рассматриваются без углубления в детали, но так, чтобы перед школьником открывалась вся безбрежность возникающих далее вопросов в рамках уже отдельных отраслей этой сферы. Во введении отдельно рассматриваются особенности биологического познания.
В процессе освоения курса не помешает любая поддержка, как тем, кто собирается углубляться дальше в естественные науки, так и у кого кардинально иные интересы. Одним из способов облегчить труд учащегося является онлайн решебник. Он содержит в себе верные ответы, ими легко пользоваться – найти по номеру необходимое упражнение достаточно просто.
Старшеклассник практически равно студент. Подросток 14-15 лет – человек зрелый не только по паспорту. Он достаточно самостоятелен, способен осознавать свою учебную ответственность, фильтровать информацию, сосредотачиваться на главном и отбрасывать ненужное. Решение заданий с ГДЗ намного удобнее, чем работа «в воздух». Можно быстрее и эффективнее подготовиться к уроку, контрольной, тесту, восполнить пробелы, расширить свои знания.
Статья «Моделирование на уроках биологии»
Моделирование на уроках биологии
Учитель биологии МБОУ «СОШ им. А. Антошечкина» Гришанина В. В.
Федеральный государственный образовательный стандарт определил приоритетные направления развития образования. Одно из них – метапредметный подход, как средство достижения метапредметного результата.
В наших рабочих программах прописаны метапредметные результаты. Согласно им, обучающиеся должны уметь создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач. Слово «Модели» и натолкнуло меня на мысль об использование метода моделирования на уроках биологии как средства достижения метапредметных результатов.
Модель – это некий упрощенный объект, который отражает существенные особенности реального объекта, процесса или явления.
Модели в биологии применяются для моделирования:
2. функций и процессов на разных уровнях организации живого: молекулярном, субклеточном, клеточном, органно-системном, организменном и популяционно-биоценотическом.
Возникает вопрос:
Может лучше исследовать сам оригинал и не строить его модель.
1.Сохранить и передать информацию о наблюдаемом объекте.
2. Показать, как будет выглядеть объект, которого еще нет
3. В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в действительности (теория вымирания динозавров …)
4. Оригинал либо очень велик, либо очень мал (клетка, ДНК…)
5. Процесс протекает очень быстро или очень медленно (эволюция растений, животных, смена биоценозов…)
Какие же модели, и с какой целью я применяю их при изучении предмета БИОЛОГИЯ? Приведу конкретные примеры…
Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные.
Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.).
Возможностей для такого действенного овладения предметным моделированием в школьном курсе биологии немало.
При изучении темы «Строение клетки» в курсе биологии 5 класса я провожу с детьми моделирование растительной и животной клеток на уроке, используя при этом желатин (цитоплазма), лесные орехи (ядро), семена фасоли (митохондрии), семена гороха (лизосомы), окрашенные в зелёный цвет семена тыквы (хлоропласты). Это один из вариантов модели клетки, которая долго не хранится. Дома дети с удовольствием выполняют творческое задание: моделируют клетку с использованием пластилина, показывают клетку в объёме.
В первом случае все модели похожи. Важным свойством модели, созданной обучающимися дома, является наличие в ней творческой фантазии. При использовании пластилина на занятиях по моделированию биологических объектов не возникает проблем восприятия: самого задания, стереотипа мышления, видение объекта только в одной плоскости, смешение цветов и форм. Самым главным в этой работе оказалось детское открытие, что любое действие может привести к изменению формы и структуры объекта; и то, что любое словесное объяснение можно доказать изготовлением модели. После «пластилиновых» работ лучше воспринимается электронные модели, теоретический материал.
Аналогично можно смоделировать клетки простейших, простые и сложные вещества, тычиночные и пестичные цветки и т.д. Многие учащиеся с удовольствием создают модели, используя аппликацию из цветной бумаги. Подобные задания можно применять преимущественно в 5 и 6 классах, что объясняется психолого-физиологическими особенностями учащихся этого возраста. Модели выставлены в кабинете биологии, их можно использовать на уроках.
В ходе моделирования обучающиеся проходят несколько этапов деятельности.
Первый – тщательное изучение опыта, связанного с интересующим явлением или объектом, анализ и обобщение этого опыта, и создание гипотезы, лежащей в основе будущей модели.
Второй – составление программы деятельности, её организация в соответствии с разработанной программой, внесение в неё коррективов, подсказанных практикой или различными источниками, уточнение первоначальной гипотезы исследования, взятой в основу модели.
Третий – создание окончательного варианта модели. Если на втором этапе исследователь как бы предлагает различные варианты конструируемого объекта, то на третьем этапе он на основе этих вариантов создает окончательный образец того или иного проекта, который собирается воплотить.
Другими словами учащиеся «пропускают» через себя информацию, анализируют, обобщают, устанавливают причинно-следственные связи и воплощают в модель. Проводя такие занятия, преподаватель довольно легко может определить, насколько ученик понимает предмет.
Я использую информационные модели как опору для изложения соответствующего учебного материала в виде граф-логических моделей (ГЛМ). Проектируя ГЛМ совместно с учащимися, действуем по следующему плану:
На листке пишем «ключевое слово» («сердце» текста)
Вокруг «накидываем» слова или предложения, выражающие идеи, факты, образы, подходящие для данной темы («спутники»)
Эти слова соедините линиями с «сердцем» текста.
У каждого «спутника» могут появиться еще слова «спутники»
Выявляем смысловые связи между объектами знаний («спутниками»)
В итоге получится структура, которая графически отображает размышления
При проектировании каждой темы в её состав включают следующие аспекты:
этимологический (происхождение понятия);
генетический (зарождение знания, его развитие, современное состояние);
внутрипредметные и межпредметные связи знаний;
прикладное значение знаний для человека, общества, природы;
отражение знаний в культуре, искусстве и т.д.
Использование ГЛМ на уроках биологии дает следующие возможности:
получить целостное представление об изучаемом объекте;
осуществить связь между предшествующими и последующими темами курса;
делить общие понятия на частные, выясняя при этом связи между ними и закономерности;
компактно и системно обучать структурированию знаний и логике;
организовать самостоятельную работу учащегося над конкретной темой при выполнении им творческого, исследовательского задания;
избавлять учащихся от механического запоминания, снимать стресс перед восприятием большого объёма учебного материала;
сформировать новый взгляд на учебный предмет, на предметный курс, на жизнь в целом;
технологизировать деятельность учителя и учащегося для значительного облегчения их совместной работы.
Очень эффективно использовать информационные модели при изучении семейств растений Класса Однодольные и Двудольные растения (6 класс), где в опорном конспекте по учебному материалу в виде значков, символов кодируется большой объем информации, но легко расшифровываются учениками, собенно когда эти символы выбирают и предлагают сами дети.
Имитационное моделирование. «Раздражимость», «Рефлекс».
По договорённости с учителем один из учащихся запускает самолётик перед началом изучения новой темы. Дети мгновенно реагируют на это раздражитель. Затем ведётся беседа о том, что такое раздражимость и рефлекс.
Активно используется при изучении семейств двудольных и однодольных растений. Благодаря знакам, буквам и цифрам учащиеся небольшой текст преобразуют в формулу цветка, запись получается краткой, но ёмкой. Возможен обратный процесс, когда учащиеся на основании формулы дают словесное описание.
Преобразование текста в таблицы. Таблицы, которые дети заполняют в течение одного урока, я называю краткосрочными, таблицы, заполняемые в течение нескольких уроков, долгосрочными. Используя таблицы, слабые ученики могут составить рассказ, найти черты сходства и различия.
При изучении модификационной изменчивости проводится лабораторная работа «Построение вариационного ряда и кривой». Именно здесь чётко прослеживается связь с математикой: учащиеся находят среднее арифметическое и строят график.
При изучении следующих тем: моно-, ди-, полигибридное скрещивания, промежуточное наследование признака, анализирующее скрещивание, взаимодействие неаллельных генов, генетика пола и сцепленное с полом наследование я использую модель решения генетических задач, которая легко усваивается школьниками.
Определение по условиям задачи доминантных и рецессивных признаков
Запись фенотипов и генотипов родителей
Запись возможных гамет, образуемых при мейозе
Определение генотипов и фенотипов полученного от скрещивания потомства
Формулировка и запись ответа.
метод моделирования для учителя:
Способствует формированию положительной мотивации у учащихся.
Активизирует познавательные способности учащихся.
Способствует росту качества знаний.
Вдохновляет преподавателя на поиск новых подходов к обучению, стимулирует профессиональный рост.
Делает занятия интересными, повышает мотивацию.
Предоставляет больше возможностей для участия в коллективной, групповой работе, развития личных и социальных навыков.
Развивает творческие способности.
Способствует повышению навыков научного труда.
Способствует развитию рефлексивных качеств личности.
Созданные модели используются на разных этапах урока: при определении темы урока, постановке учебной задачи, на этапе изучения или закрепления знаний и умений, как домашнее, творческое задание, как средство повышения мотивации к изучению предмета.
Таким образом, моделирование превращается в один из универсальных методов познания, применяемых во всех современных науках, как естественных, так и общественных, как теоретических, так и экспериментальных, технических. При решении любой задачи моделирования основную роль играют эксперимент и модель, а также анализ полученных результатов. Для исследователя эти элементы неотделимы друг от друга.
Некоторые предметные и информационные модели представлены в приложении.
Преобразование текста в формулу цветка. 6, 7 классы
Цветок вишни обоеполый, имеет пять несросшихся чашелистиков зелёного цвета, пять свободных лепестков бледно-розового цвета, много тычинок и один пестик. На основании информации составьте формулу цветка. Определите, какая информация лишняя и не отражается в формуле цветка?
Формула цветка: Ч5Л5Т∞П1
Преобразование текста в таблицу.
Заполняется в течение 5 уроков. Текст параграфа 20, 5 класс
Ответить на вопросы:
Черты сходства и различия
Почему возникли черты сходства и различия?
Моделирование экологической ситуации.
11 класс Лабораторная работа «Решение экологических задач»
В советское время для борьбы с комарами и мошками (кровососущими насекомыми) поверхность водоемов весной поливали керосином или
дизельным топливом. Делали это для того, чтобы создать маслянистую пленку на поверхности водоема. Зачем? Что достигалось этим действием?
имело такое мероприятие для водоема?
Маслянистая пленка на поверхности водоема препятствовала поступлению кислорода в водную среду,что, в свою очередь, уничтожало личинки кровососущих насекомых (комаров, мошек). Это вело к уменьшению численности кровососущих насекомых и способствовало улучшению качества жизни человека и повышению продуктивности сельскохозяйственных животных, т. к. эти насекомые активны в дневное и ночное время и не позволяют животным кормиться у водоема сочной растительностью.
Решив проблему с уменьшением численности кровососущих насекомых и создав комфортные условия для человека и сельскохозяйственных животных, люди незаметно для себя создали другую проблему: т. к. в воде обитает большое количество иных живых организмов, составляющих пищевую цепь в экосистеме водоема, возникла глобальная проблема уменьшения рыбных запасов и исчезновения видов рыб, питавшихся личинками комаров и мошек.
Моделирование, как метод изучения биологии
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Моделирование, как метод изучения биологии
Описание слайда:
Виды моделей
Натуральные (материальные)
информационные
Модель – это система, которая является образом, подобием некой дугой, например, природной системы.
Лабораторное исследование мышей
Описание слайда:
Информационная модель – набор величин, содержащий всю необходимую информацию об исследуемых объектах и процессах. (описание объекта или процесса моделирования).
Формы информационных моделей:
вербальная;
математическая;
табличная;
графическая.
Описание слайда:
Моделирование – это способ исследования на моделях.
Математическое моделирование – выражает существенные черты объекта или процесса языком уравнений и др. математических средств.
Компьютерное моделирование – это метод решения практических задач с помощью компьютера.
Имитационное моделирование – изменение начальных условий и сравнение результатов.
Описание слайда:
Тема урока:
«Моделирование как метод изучения биологии, на примере расчета численности особей в популяции»
Цель урока:
Научиться использовать информационно-компьютерные технологии для моделирования биологических процессов.
Описание слайда:
Этапы моделирования:
Предметная постановка задачи (например: биологическая);
Математическая постановка задачи (вывод формул);
Определение констант уравнения (задание начальных условий);
Решение задачи (уравнения);
Анализ полученных решений (отображаются в пояснительной записке)
Описание слайда:
Знакомство с методами моделирования, используемыми в биологии
Модель Мальтуса
Где:Δtвремя (в месяцах)
U численность особей в популяции (шт.)
U0 первоначальная численность особей в популяции
(шт.)
αкоэффициент рождаемости
βкоэффициент смертности
εразность коэффициентов рождаемости и смертности
Описание слайда:
Описание слайда:
Знакомство с методами моделирования, используемыми в биологии
Модель Ферхюльста
kкоэффициент рождаемости (по Ферхюльсту)
hудельная емкость среды (шт.)
Δtвремя (в месяцах)
Uчисленность особей в популяции (шт.)
U0первоначальная численность особей в популяции (шт.)
Описание слайда:
Описание слайда:
Этапы моделирования:
Предметная постановка задачи (например: биологическая);
Математическая постановка задачи (вывод формул);
Определение констант уравнения (задание начальных условий);
Решение задачи (уравнения);
Анализ полученных решений (отображаются в пояснительной записке)
Описание слайда:
Вопросы для анализа полученных решений:
Какой период времени проходит до момента достижения предельно возможной численности особей (сравнить модели).
Как изменяется количество особей за это время (сравнить модели).
От чего зависит число особей в популяции (сравнить модели).
Какой из методов больше подходит для решения данной задачи и почему.
Описание слайда:
Рефлексия
На уроке я узнал (а)……………..
Больше всего мне понравилось …
Самым полезным для меня было..
Мои пожелания и предложения…..
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Курс повышения квалификации
Охрана труда
Курс профессиональной переподготовки
Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе
Курс профессиональной переподготовки
Охрана труда
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
Похожие материалы
Презентация на тему «Темперамент и его типы»
Технологическая карта по МДК
Дневник-отчет по учебной практике УП 05 Выполнение работ по одной или нескольким профессиям, должностям служащих. Выполнение работ по профессии 18545 Слесарь по ремонту сельскохозяйственных машин и оборудования.
Рабочая тетрадь для МДК 05.01
Инновационные технологии в деятельности педагога опыты и перспективы
Тарификация почтовых отправлений и денежных переводов, дополнительные услуги
Творческая работа «О вреде алкоголя»
Методические указания по выполнению заданий учебной практики и оформлению отчета по ПМ.03 Управление ассортиментом, оценка качества и обеспечение сохраняемости товаров (УП.03
Не нашли то что искали?
Воспользуйтесь поиском по нашей базе из
5346064 материала.
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Только каждый 10-й россиянин может дать платное образование своим детям
Время чтения: 2 минуты
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
ОНФ проверит качество охраны в российских школах
Время чтения: 2 минуты
Школьники из России выиграли 8 медалей на Международном турнире по информатике
Время чтения: 3 минуты
В России будут создавать школьные театры
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Применение моделирования в биологии
Вы будете перенаправлены на Автор24
На протяжении длительного периода времени биология была описательной наукой, мало приспособленной для прогнозирования наблюдаемых явлений. С развитием компьютерных технологий ситуация изменилась. Сначала наиболее используемыми в биологии были методы математической статистики, которые позволяли выполнять корректную обработку данных экспериментов и оценивать определенную значимость для принятия определенных решений и получения выводов. Со временем, когда методы химии и физики вошли в биологию, начали использовать сложные математические модели, которые позволяли обрабатывать данные реальных экспериментов и предсказывать протекание биологических процессов в ходе виртуальных экспериментов.
Модели в биологии
Моделирование биологических систем представляет собой процесс создания моделей биологических систем с характерными для них свойствами. Объектом моделирования может быть любая из биологических систем.
В биологии применяется моделирование биологических структур, функций и процессов на молекулярном, субклеточном, клеточном, органно-системном, организменном и популяционно-биоценотическом уровнях организации живых организмов. Применяется моделирование также к разным биологическим феноменам, условиям жизнедеятельности отдельных особей, популяций, экосистем.
Биологические системы – это очень сложные структурно-функциональные единицы.
Используется компьютерное и наглядное моделирование биологических компонентов. Примеров таких биологических моделей огромное количество. Приведем некоторые примеры биологических моделей:
Готовые работы на аналогичную тему
Наблюдается быстро возрастающее значение моделей компьютерного моделирования почти во всех областях биологии. Компьютерное моделирование используется для анализа расчетных данных, к которому относится и обработка изображений, для анализа нуклеотидных последовательностей, кодирующих ген и отдельных белков, для компьютерного обучения современной биологии и т.д. При помощи проведения «виртуальных» экспериментов на персональных компьютерах можно контролировать все переменные и факторы воздействия, что позволяет выполнять анализ биологических систем, разработку физических моделей для компонентов этих систем, которые нельзя провести в реальных экспериментах.
Основные виды моделей в биологии
Биологические модели на лабораторных животных воспроизводят определенные состояния или заболевания, которые встречаются у животных или человека. Их использование позволяет изучать при проведении экспериментов механизмы возникновения данного состояния или заболевания, его протекание и исход, воздействовать на его протекание. Примерами биологических моделей являются искусственно вызванные генетические нарушения, инфекционный процесс, интоксикация, воспроизведение гипертонических и гипоксических состояний, злокачественных новообразований, гиперфункция или гипофункция некоторых органов, неврозы и эмоциональные состояния.
Для создания биологических моделей воздействуют на генетический аппарат, применяется заражение микробами, вводят токсины, удаляют отдельные органы и т.д. Физико-химические модели воспроизводят с помощью химических или физических средств биологические структуры, функции или процессы и, обычно, они представляют собой далекое подобие биологического явления, которое моделируется.
Значительные успехи были достигнуты в создании моделей физико-химических условий существования живых организмов, их органов и клеток. Например, подобраны растворы неорганических и органических веществ (растворы Рингера, Локка, Тироде и др.), которые имитируют внутреннюю среду организма и поддерживают существование изолированных органов или культивируемых клеток внутри организма.
Моделирование биологических мембран позволяет выполнять исследование физико-химических основ процессов транспортировки ионов и влияния на него разных факторов. С помощью химических реакций, которые протекают в растворах в автоколебательном режиме, моделируются характерные для многих биологических феноменов колебательные процессы.
Математические модели (описание структуры, связей и закономерностей функционирования живых систем) построены на основе данных эксперимента или представляют собой формализованное описание гипотезы, теории или открытой закономерности какого-либо биологического феномена и для них необходима дальнейшая опытная проверка. Разные варианты таких экспериментов определяют границы использования математических моделей и представляют материал для ее дальнейшего корректирования. Испытание математической модели биологического явления на персональном компьютере дает возможность предвидеть характер изменения исследуемого биологического процесса в условиях, которые трудно воспроизвести с помощью эксперимента.