327
з історії

164
учня

97
для 11 классу

303
відкореговано


Вашій увазі

510
кейсів
Останнє оновлення:
24.04.2017


Кейс-урок «Пчела и модель жизни»
Кейс-урок «Пчела и модель жизни»

Раздел: Науки, природа и человек

Уровень (класс): 7 +

Тема: Биология

Цель: Раскрыть тайны «из жизни пчел»; оценить значение пчеловодства в современном мире и его возможности

Какая информация меня здесь ждет?

  • Чем пчела отличается от других насекомых, каково ее значение в мире насекомых и природе в целом?
  • Как общаются пчелы?
  • Почему мед не портится и может храниться достаточно длительное время?
  • Существует ли химическая формула пчелиного яда?
  • Какие фундаментальные знания и практические навыки мне пригодятся?
  • Какие свойства современные технология и наука «позаимствовали» у пчелы?
7 разверток по предметам, явлениям и практикам:
Вступление

Что нам известно о пчелах? Какие тайны скрывают эти полосатые, загадочные насекомые-труженицы?

В этом кейс-уроке мы не только раскроем эти тайны и поможем приобрести важные знания по предметам школьной программы, но и предоставим возможность получить множество необходимых компетенций.

Делегирование полномочий, позитивное мышление, персональная ответственность, умение учиться, лидерство, навыки тайм-менеджмента, критическое мышление, умение фильтровать информацию, расстановка приоритетов, сообразительность, командная работа - именно этим компетенциям и учит этот кейс-урок.

Скажите, боитесь вы пчел? А приходилось ли вам наблюдать за этими озабоченными труженицами? Неужели вы никогда не задавались вопросом, что именно и зачем делает это мохнатая полосатая букашка? НЕ мультяшная, а настоящая, вооруженная жалом?

Медом лакомились практически все. А вот какие еще продукты пчеловодства использует человек, перечислить способен, наверное, только специалист.

Поэтому, откроем пчелиные тайны одну за другой. Возможно тогда, мы сможем понять, что именно и как делает пчела на соседнем цветке.

Зоология
Пчел видели, наверное, все. И все знают, что пчелы живут большими семьями - роями. Они строят гнезда, заполненные сотами. Пчелы очень важны для опыления цветущих растений. Все это так! Но и не совсем так, ведь почти из каждого этого утверждения есть исключения! Давайте попробуем разобраться, кто же такие пчелы?

Когда появились первые пчелы? Ученые утверждают, что первые пчелы появились еще 140000000 лет назад. Сначала пчелы были хищниками, и охотились они именно на тех насекомых, питающихся пыльцой. Поедая таких букашек, пчелы потребляли их пыльцу, и, постепенно, в результате эволюции перешли на пыльцу полностью. Теперь уже сами пчелы стали опылителями!

Вот одна из древнейших пчел, которая провела в янтаре у 100000000 лет!

 

Пчелы, а также муравьи - потомки древних ос.

Как устроено тело пчелы? Если рассматривать по системам или группах органов, то можно выделить нервную, пищеварительную, дыхательную систему, систему кровообращения.

Итак, внешнее строение (то, что мы видим):

 

 

Внутренние органы и системы органов:

 

 

Пчела, таким образом, имеет достаточно сложное внутреннее строение, но при этом она является типичной для перепончатокрылых.

Интересным и особенным является социальное строение пчелиной семьи. Как и муравьи, пчелы обычно живут группами - роями. Но при этом есть и другие варианты. Какие же?

 

Частично пчелы совместно осуществляют поиск пищи, воды, жилья (при необходимости), совместно защищаются от врагов. В улье пчелы совместно строят соты, ухаживают за потомством, маткой.

Каждая пчела выполняет свою работу, которая изменяется с возрастом пчелы. Молодые рабочие пчелы кормят молодняк, так как у них хорошо развито маточное молочко. Старшие пчелы занимаются сооружением жилья - у них усиленно работают восковые железы. Пчелы среднего возраста выполняют роль санитаров, пожилые пчелы - вентиляторщиков. Только старые пчелы занимаются тем, что носят мед. В летнее время пчела живет всего месяц.

Вот несколько примеров «пчелиных профессий». Поставщик прополиса:

Водонос:

Часто, рой состоит из пчелы-матки и ее потомков - рабочих пчел (как и в муравьев, это самки). Есть также самцы - трутни.

Защищаются пчелы совместно. Например, защищаясь от шмеля, они окружают его плотным слоем своих тел. Температура в таком окружении поднимается, и шмель погибает от повышения температуры. Пчелы же более устойчивы к относительно высоких температур, поэтому остаются невредимыми.

Задание:


Летом, весной или осенью, когда вам на глаза попадутся пчелы, попробуйте рассмотреть, те элементы внешнего строения пчелиного тела, о которых вам известно. Попробуйте определить, какой тип или «профессия» в этой пчелы. По результатам наблюдений сделайте небольшую презентацию или доклад.

Коммуникации
Пчелы, как муравьи и осы, способны передавать информацию с помощью химических веществ - феромонов. Выделяя феромоны, оставляя феромонные следы, они могут указать, где находятся богатые нектаром участка, предупредить об опасности.

Но есть и специфические средства коммуникации. Прежде всего, это танец пчел. Выполняя его, пчелы, нашедшие нектар, сообщают другим членам улья информацию о направлении, расстоянии и количестве пыльцы и нектара.

Первым научное изучение танца пчел начал исследовать австрийский этолог Карл фон Фриш. Он наблюдал за ним в специальном прозрачном улье. Пчелы выполняют этот танец на вертикальных сотовых пластинках.

 

Угол, составляет ось танца и вертикаль, соответствует углу между направлением на пищу и направлением на солнце. По мере того, как солнце движется на запад, ось танца поворачивается по часовой стрелке. Продолжительность волнистой фазы соответствует расстоянию до еды. Если же пчела движется по кругу, то это означает, что еда настолько близко, что расстояние просто не имеет значения!

Вопрос:


А вы наблюдали когда-нибудь танец пчел? Как вы думаете, люди используют какие-то похожи варианты невербальной коммуникации?

Технология/ Химия
Мед - это тот продукт пчеловодства, который известен практически всем. Но самым медом продукция, которую дают человечеству пчелы, не ограничивается. Названия некоторых продуктов «на слуху», а кое-что может стать настоящим открытием.

Мед представляет собой густую и сладкую массу, которую пчелы производят из нектара. Его разделяют на цветочный и падевый. Чем же отличается друг от друга?

Капельки нектара пчелы собирают и перерабатывают на цветочный мед. А вот сырьем для падевого меда служит падь. Это такое сладкое вещество, которое вырабатывают тля и некоторые другие вредители, когда питаются растительным соком.

Цветочный мед в свою очередь разделяют на падевый - собранный с цветков одного вида (гречишный, липовый, акациевый и т.д.) и полифлорный (из цветков разных видов).

«Технология производства меда» самими пчелами такова:

 

Такие запечатанные ячейки - показатель зрелости меда. Именно такой мед собирают пчеловоды, ведь недозрелый мед сбраживается и скисает.

Что же происходит с точки зрения химии? Проходит разложения сахарозы нектара инвертазой:

 

Мед содержит до 300 химических компонентов, из которых около 100 - постоянные. Но именно глюкозы и фруктозы в его составе до 90%.

Далее «в игру вступает человек» и происходит уже технологический этап изготовления меда:

Если мед это «смесь сахаров», то почему же он не портится? Старейший известный человечеству мед был найден в древнеегипетской могиле. Он пролежал там около 3.000 лет и остался пригодным к употреблению!

Доля воды в меде является важным фактором, влияющим на такое свойство. Она составляет 17%. Но доля такой воды, что может использоваться вредными микроорганизмами и грибами для роста и размножения, составляет всего 0,7-0,6%!

С другой стороны, кислотность меда (рН) не превышает 4, что также неблагоприятно для бактерий. Этими же свойствами объясняются антибактериальные свойства меда. В некоторых случаях мед можно использовать даже как экстренный антисептик. Какие же еще продукты пчеловодства существуют?

Кроме меда, человечество издавна использует воск (сейчас уже больше в медицинских, чем технологических целях), прополис и маточное молоко.

 

Кроме того, для медицинских целей используют следующую продукцию:

 

А что же такое пчелиный яд с точки зрения химии? Может существует какая-то формула пчелиного яда? Единой химической формулы пчелиного яда не существует, ведь она представляет собой смесь сложных органических веществ: высокомолекулярных соединений (ферменты, гормоны) и низкомолекулярных соединений (пептиды).

Если же говорить об элементарном составе, то лидерами по содержанию есть такие элементы Периодической системы: углерод (карбон) - до 43%, водород (водород) - 7%, азот (азот) - 16%. А вот на долю фосфора, магния, кальция и других элементов приходится 34%. Но, учитывая, что сам перечень элементов был бы достаточно большим, то на каждый из них «выделяется» около 1% или меньше.

 

Главный компонент яда с точки зрения токсикологии - мелиттин. Именно он ответственен за отек в месте укуса. А его большие дозы могут привести к спазму бронхов и анафилактическому шоку. Другие компоненты пчелиного яда или нетоксичны, или имеют раздражающий эффект.

Эффект от яда больше не только при большой дозе, но и при условии, что человек - аллергик. Ведь для него опасными становятся уже большее количество компонентов яда: все имеющие раздражающий эффект. А тем более, если они действуют «вместе»! Токсикологи называют такое совокупное действие синергическим (взаимоусиливающим). Если укусов несколько, то в организм попадают и несколько, хоть и небольших, доз яда. Но таких доз, которые имеют общий эффект. Эффекты «состоят», отрицательный результат растет. Такое действие называется в токсикологии кумулятивным. Яд как бы «накапливается» в организме с каждым новым укусом.

Поэтому важно удалить жало с ядом, снять отек и, при необходимости, принять против аллергенное средство (но только по совету врача!).

Задание:


Поинтересуйтесь, какие из препаратов или средств, у вас дома, содержащие продукты пчеловодства? Какие же?

Экология

Действительно пчелы вымирают катастрофическими темпами? Так, к сожалению популяции пчел сокращаются. Лидерами в этой печальной статистике является Западная Европа и США.

Вымирание пчел даже получило собственное название - синдром разрушения колоний. Это явление заключается в том, что рабочие пчелы покидают улей или дикое гнездо почти все одновременно и навсегда. Такие случаи были известны на протяжении всей истории пчеловодства, но именно в XXI веке они приобрели катастрофические масштабы.

Ранее оно называлось «болезнь исчезновения», а современное название получил в 2006 году в результате разрушения значительного количества колоний пчел в США.

Европейские пчеловоды наблюдали сходные явления в Бельгии, Франции, Нидерландах, Греции, Италии, Португалии, Испании, в меньшей степени в Швейцарии и Германии. А в Северной Ирландии сокращения пчелиной популяции превысило 50%.

Синдром разрушения колоний имеет значительный отрицательный экономический эффект, ведь многие сельскохозяйственные культуры опыляется медоносными пчелами. Сокращение количества пчел привело к росту использования искусственного опыления в США на 20%.

Причины синдрома разрушения колоний однозначно не выявлены. Но одна из самых распространенных версий - масштабное использование средств защиты растений, которые являются токсичными для пчел. Тогда можно увидеть классическое «замкнутый круг»:

 

Но существует и альтернативная версия. В Европе в гибели пчел обвиняют клещей вида Varroa destructor, которые, проникнув в улей, заражают пчел и их потомство.

 

В Европу клеща привезли из Китая и Индии ученые, вместе с дикой индийской пчелой Apis cerana indica, на которой паразитирует клещ. Начиная с 1980-х каждую из пасек Евразии можно априори считать зараженной этим клещом. Клещ очень быстро адаптировался к инсектицидам. После возделывания ульев, мед не подлежит продаже, а на смену пчеле, которая живет только 35-40 дней, новая с личинки уже не вырастет - клещ паразитирует именно на личинках, теряя их.

Такое воздействие на окружающую среду экологи также считают загрязнением! Ведь в постоянную сбалансированную экосистему, частью которой были пчелы, был внесен организм, чужой, присущ ей! Это биологическое загрязнение.

Возможно, правда где-то «посередине», и пчелиная катастрофа вызвана совокупным действием химического и биологического загрязнения окружающей среды.

Наука/ Техника

Роботы-пчелы - это не фантастика, а научная разработка ученых из Гарвардского университета. Для чего они нужны? Не только для симуляции полета насекомого (хотя это и выглядит очень эффектно). Прежде всего, назначение такого работу - поиск пострадавших в результате катастроф. Ведь у робота-пчелы почти нет препятствий и она может проникать в небольшие щели, ведя при этом видеонаблюдение. Кроме того, ученые «научили» робота передвигаться и в воде, что значительно расширило его возможности:

Крошечный летающий робот весом всего 100 миллиграммов машет крыльями в воздухе при частоте 120 герц. Для передвижения в воде используется аналогичное возвратно-поступательное движение крыльями, и в полете, но частота должна быть совсем другой.

Задание:


Пофантазируйте, как еще можно было бы использовать такого робота?

Здоровье

Апитерапия - лечение пчелами и продуктами пчеловодства - известное с древних времен. Главным методом и по сей день остается контролируемое введение пчелиного яда небольшими дозами, проще говоря, пчелиные укусы.

Но при этом следует помнить, что и в яд, и на продукты пчеловодства у человека может быть аллергия. Поэтому апитерапия должна проводиться исключительно врачом-апитерапевтом!

Но и в такой «бочке меда» есть ложка дегтя. Что делать при «незапланированном» пчелином укусе? Сначала надо удалить жало вместе с мешочком с ядом. Если кончик жала можно разглядеть, то стоит воспользоваться пинцетом. Но если жало пошло дальше, его необходимо вытеснить, двигая пальцами вверх, до появления капли крови. В любом случае место укуса нельзя растирать!

К месту укуса нужно приложить что-то холодное. Это уменьшит отек и замедлит распространение яда с током крови. Лучше пить большее количество жидкости, ведь это должно способствовать выведению яда из организма.

При признаках аллергической реакции нужно обратиться к врачу!

Вопрос:


А вы боитесь пчелиных укусов?

История/ Мифология

Первые пчелы (или их предки) появились на Земле много миллионов лет назад, намного раньше человечества. Вероятно, первые встречи человека с пчелой вряд ли были «дружественными». Но, постепенно, первобытный человек понял, что пчела имеет не только ядовитое жало, но и полезный, вкусный, а главное, очень питательный мед. К тому же мед может храниться длительное время, не теряя при этом пищевой ценности.

К тому же, человек быстро поняла и медицинское значение сладкого продукта.

В древнем обществе мед собирали и мужчины, и женщины. Например, наскальное изображение с паучьи пещеры в Испании (датируется примерно 7.000 лет до н.э.). На нем изображена женщина, которая собирает мед диких пчел:

 

Древнеегипетские захоронения содержат горшочки с медом. Кроме того, фрески и папирусы имеют упоминания и свидетельства того, что пчеловодство было известно в Древнем Египте. Примерами являются фрагмент Карнакского папируса (папирус Рамзеса II), 1279 - 1213 г.г. до н.э. или фрески того же периода:

 

Египтяне верили, что слезы бога Ра превращаются в пчел. Фараон носил титул «Повелитель пчел». Кроме того, они ассоциировали пчелу с богиней Маат, которая была для них воплощением гармонии Вселенной.

Индийцы изображали бога Вишну в виде пчелы, а бог любви Кама носил лук, тетива которого была сделана из пчел. Государства Древнего Востока также отличались особым отношением к пчелам. Например, традицией было устанавливать ульи на могилах храбрых воинов, чтобы смелые пчелы защищали их после смерти. Или хотя бы изображать в месте захоронения пчелу. Греки считали эмблемой Зевса не только орла, но и пчелу. А вот покровителем пчеловодства в них был Аристей, сын Аполлона. У римлян пчеловодством занимался Бахус, который был одновременно и богом виноделия. При этом римлянам разрешалось платить налоги медом вместо денег! Арабское название пчелы - «нехлет» - значит «Дар божий». Пчелы здесь не только символ трудолюбия, но и справедливости. Древние европейцы верили, что пчелы - души умерших. Поэтому относились к пчелам очень уважительно. Викинги считали мед одним из тех даров, что ждет их в Валгаллу (Вальхалла). Древние майя также имели культ пчелы. Пчелы и пчеловодство упоминаются в Мадридском кодексе майя, который дат

ируется 1.200 - 1.400 годами н.э.

 

В нем, среди описаний традиций, есть и такой, что рассказывает о ритуале перемещения пчелиной семьи в новый улей. Остатки этих ритуалов имеются и у потомков древних майя:

Вопрос:


Как вы думаете, имеются ли какие-то древние обряды или традиции в современном пчеловодстве вашей страны? Попробуйте найти соответствующую информацию и подготовить по ней сообщение.

Подведение итогов урока-кейса

Наименование

Содержание

1

Результаты урока-кейса можно дополнить такими находками учеников

 

2

Какие 3 сайта помогли найти важную информацию?

http://edufuture.biz/

http://horde.me/Liberty84/pchela-obyknovennaya-drevnyaya.html

http://bdzholyar.com/ua/budova-bdzholy.html

 

3

В помощь ученику и коучу:

http://edufuture.biz/

http://bee-home.ru/ua/bdzhil-nytstvo/zovnishnya-budova-bdzholy.html

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B4%D0%B6%D0%BE%D0%BB%D0%B8#.D0.9E.D1.80.D0.B3.D0.B0.D0.BD.D1.96.D0.B7.D0.B0.D1.86.D1.96.D1.8F_.D1.82.D0.B0_.D0.BF.D0.BE.D0.B4.D1.96.D0.BB_.D0.B7.D0.B0_.D1.84.D1.83.D0.BD.D0.BA.D1.86.D1.96.D1.8F.D0.BC.D0.B8_.D1.96_.D1.81.D0.BF.D0.BE.D1.81.D0.BE.D0.B1.D0.BE.D0.BC_.D0.B6.D0.B8.D1.82.D1.82.D1.8F

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4#.D0.A5.D1.96.D0.BC.D1.96.D1.87.D0.BD.D0.B8.D0.B9_.D1.81.D0.BA.D0.BB.D0.B0.D0.B4_.D0.BC.D0.B5.D0.B4.D1.83

 

4

Где брать информацию для кейса:

http://edufuture.biz/

http://mirsoglasnomne.ru/infographics-otchego-myod-ne-portitsya-ximiya-myoda.html

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BC_%D1%80%D1%83%D0%B9%D0%BD%D1%83%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F_%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D1%96%D0%B9

http://www.nanonewsnet.ru/articles/2015/robot-pchela-robo-bee-stanovitsya-robotom-nyryalshchikom

http://uagolos.com/robota-bdzholu-navchyly-pidvodnomu-plavannju-foto-video/

http://bochkameda.net/narodnaya-medicina/ukus-pchely-pervaya-pomoshh-postradavshemu.html

http://www.rbc.ru/health/22/05/2012/651483.shtml

http://www.salkova.ru/Product_bee/Apitoxin/composition.php

http://antiloh.info/interesnoye/drevniy-egipet-i-pchyoly.html

http://www.magichoney.ru/history/index4.html

http://altaj-inaki.com/maya-bee.html

https://www.google.com.ua/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-

http://www.biologyguide.ru/gbids-404-1.html

 

5

Локация проведения урока-кейса

Урок – кейс проходит в классе.

6

Соревновательность:

Команды мальчиков и девочек.

Счет составил:….

Задания для них:

  1.       Какая из команд назовет больше продуктов пчеловодства?
  2.       Это задача-квест. Один из участников команды («пчела-разведчик») прячет где-то в классе (помещении) «нектар» - карточку с изображением цветка (для каждой команды свое). Задача для всех членов команды найти, где именно находится «нектар». При этом «разведчик» может «рассказать», где его спрятано исключительно невербально: жестами, движениями, мимикой. Выигрывает наиболее находчивая и быстрая команда с хорошей коммуникацией!

7

Домашнее задание

Проведите мини-исследование: Выберите один из видов пчел, найдите информацию об их биологической характеристике, образе жизни, особенностях и технологическое или сельскохозяйственное значение. Подготовьте доклад или презентацию по результатам исследования.

 

8

Продолжительность:

90 мин (спаренный урок)

 

9

Возможность схемы проведения с учеником-дублером

 

возможно.

10

Полученные знания и наработанные компетенции:

  •   Знание о биологии пчел, их сельскохозяйственное и промышленное (технологическое) значения.
  •   Представление о принципах коммуникации и организации пчелиной семьи.
  •   Знание о экологическом значении пчел.
  •   Знание о медицинских и токсикологические аспектах использования пчелиного яда.

 

11

Теги:

Пчела, рой, соты, мед, воск, прополис, перга, подмор, маточное молочко, нектар, пчелиный яд, танец пчел, синдром разрушения колоний, опыление

 

12

Авторы:

Грабовская Лариса Леонидовна

13

Принимали участие в апгрейде кейса:

 

The End

«Знання завжди повинні бути свіжими!»

Цікаві факти

Протягом життя у людини виділяється така кількість слини, що нею можна заповнити два басейни середнього розміру.

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!