От знаний к компетенциям: опыт работы «Экспериментальной лаборатории естественно-научного цикла»

Автор: Фалынская Ирина Геннадьевна

Организация: МОБУ «СОШ № 3»

Населенный пункт: г. Арсеньев

С 2024 года в МОБУ «СОШ № 3» Арсеньевского городского округа Приморского края активно функционирует «Экспериментальная лаборатория естественно-научного цикла», созданная на базе центра «Точка роста», с использованием современного оборудования цифровой лаборатории «Z.LABS», к которой прилагаются сборники лабораторных, практических и демонстрационных работ, предусмотренные школьной программой по биологии, физике и химии в общеобразовательных учреждениях, а также дополнительных работ для углубленного изучения предмета. Такое оборудование необходимо учителю для организации и проведения лабораторных работ в рамках проектной и исследовательской деятельности учащихся, при его использовании учащиеся углубляют знания по предмету, овладевают опытом исследовательской деятельности, приобретают навыки использования компьютера. Уникальность этого оборудования в том, что осваивать его необходимо в сотрудничестве с учащимися. Современные дети, несомненно, более уверенно ориентируются в информационной среде, поэтому их помощь неоценимо облегчает труд учителя.

Исследования, проведенные в экспериментальной лаборатории естественно-научного цикла в 2025–2026 учебном году:

• Оценка воздушно-теплового режима помещений общеобразовательного учреждения.
• Измерение и анализ уровня кислотности и электропроводности почвы в цветочных горшках с комнатными растениями.
• Измерение кислотности различных напитков.
• Определение микробной массы бактерий в молочнокислых продуктах.
• Транспирация у растений.
• Корень и корневые волоски.
• Определение активности ферментов и их ингибирование тяжелыми металлами.
• Определение факторов, вызывающих денатурацию белков.
• Разделение растительных пигментов по методу Краусе.
• Исследование влияния электромагнитного поля на биохимические процессы и живые организмы.
• Моделирование процессов в экосистемах.
• Выращивание биологических объектов для исследований (микроорганизмы, муха дрозофила).

Для данных исследований с привлечением научных консультантов различных учреждений края разработаны методики. Вашему вниманию предложена методика по исследованию состава почвы, которая может быть применена для изучения состояния почвенного покрова пришкольного участка, а также для определения степени пригодности почвы в цветочных горшках.

Мини- исследование «Исследование органолептических и химических свойств почвы».

Цель работы: исследовать органолептические и химические свойства почвы для выяснения причины гибели деревьев.

Задачи:

• Изучить необходимую литературу по исследованию.
• Определить опытные участки исследования.
• Произвести забор образцов почвы.
• Составить методики предполагаемых исследований.
• Используя материал и методики провести исследования и сделать соответствующие выводы.
• Разработать рекомендации по улучшению качества почвы.

Материал и методика.

1. Исследование органолептических показателей почвы.

Материал и оборудование:

Образец почвы

Вода

Методика определения типа почвы:

1. Взять немного почвы, увлажнить её и скатать в ладонях.
2. По тому признаку, как почва скатывается, определить её механический состав, пользуясь таблицей:

Тип почвы по механическому составу Особенности скатывания почвы

1. Песчаная почва Почва не скатывается в шарик

2. Супесчаная почва Почва скатывается в шарик

3. Лёгкая суглинистая почва Почва скатывается в толстую колбаску, которая ломается при изгибании

4. Суглинистая почва Почва скатывается в колбаску с тонким кончиком, ломается при изгибании

5. Тяжёлая суглинистая почва Почва скатывается в колбаску с тонким кончиком, при изгибе не ломается

6. Глинистая почва Почва скатывается в колбаску, легко сгибается, не ломаясь, в кольцо

2. Исследование химических свойств почвы.

2. 1. Получение почвенной вытяжки.

Материал и оборудование:

Образец почвы

Кювет или поддон

Весы

Стакан 200 мл

Стакан 100 мл

Дистиллированная вода

Стеклянная палочка

Бумажный фильтр

Методика приготовления почвенной вытяжки:

1. Образец почвы очистить от инородных тел, распределить по кювету слоем толщиной не более 2 см и высушить на воздухе.
2. Взвесить пустой чистый стакан, поместить в него почву на 1/3 высоты стакана и снова взвесить его.
3. Определить массу образца почвы в граммах.
4. К почве добавить дистиллированную воду из расчета 5 мл воды на 1 г почвы, тщательно перемешать содержимое стакана 3–5 мин стеклянной палочкой.
5. Отфильтровать содержимое стакана через бумажный фильтр, собирая готовую вытяжку в стакан 100 мл. Первые несколько мл фильтрата слить.

2.2. Определение степени кислотности почвы.

2.2.1. Определение степени кислотности почвы с помощью индикаторной бумаги.

Материал и оборудование:

Почвенная вытяжка

Индикаторная бумага

Пробирка

Методика определения рН:

1. Налить в пробирку почвенную вытяжку

2. Пинцетом опустить конец индикаторной бумаги в пробирку.

3. Определить среду по цвету индикатора.

1. Определение степени кислотности почвы с помощью цифровой лаборатории «Биология».

Материал и оборудование:

Программное обеспечение «Цифровая лаборатория»

Цифровой мильтидатчик

pH электрод, пластиковый, заполненный гелем

Лабораторный стакан 100 мл

Почвенная вытяжка

Методика измерения рН:

1. Подготовьте РН электрод к работе.

2. Подключите датчик pH к мультидатчику.

2. Запустите программное обеспечение.

3. Налейте в стакан 30 мл почвенной вытяжки.

4. Опустите электрод pH в стакан, подождите, пока измерения перестанут колебаться, запишите измерения.

5. После измерения удалите прилипшую почву к датчику.

6. Используйте таблицу кислотности почвы для определения рН.

Тип почвы pH

Нейтральная 7.0

Слабо - кислая 6.9–6.0

Умеренно - кислая 5.9–5.0

Сильно - кислая 4.9–4.0

Очень сильно - кислая 3.9–3.0

Слабо - щелочная 7.1–8.0

Средне - щелочная 8.1–9.0

Сильно - щелочная 9.1–10.0

Очень сильно - щелочная 10.1–11.0

Чрезвычайно – щелочная > 11.0

1. Определение электропроводности (степени засоленности почвы).

2.3.1. Определение электропроводности с помощью реактивов.

Реактивы и оборудование:

Соляная кислота 68 %

Раствор соли бария

Спиртовой раствор йода

Раствор нитрата серебра

Пробирки

Штатив

Методика определения степени засоленности почвы:

1. Обнаружение карбонат-ионов: в пробирку с исследуемой почвой добавить концентрированную соляную кислоту (68%).
2. Обнаружение сульфат-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавить по каплям раствор соли бария.
3. Обнаружение сульфит-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавить по каплям спиртовой раствор йода.
4. Обнаружение хлорид-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавить по каплям раствор нитрата серебра.
   1. Определение содержания тяжелых металлов в почве.

Реактивы и оборудование:

Йодид калия

Раствор аммиака

Роданид калия

Пробирки

Штатив

Методика определения тяжелых металлов в почве:

1. Обнаружение ионов свинца: в пробирку с почвенным раствором добавить 1 мл раствора йодида калия.
2. Обнаружение ионов меди: в пробирку налить на 1/4 ее высоты раствор почвы, прилить в нее 2–3 мл (избыток) раствора аммиака, перемешать содержимое пробирки.
3. Обнаружение ионов железа: в пробирку с почвенным раствором пипеткой налить 3-4 мл роданида калия.
   1. Определение содержания органических веществ в почве.

Материал и оборудование:

Образец почвы

Вода

Линейка

Методика определения содержания органических веществ в почве:

1. В банку поместить образец почвы объемом около 0,3 л, залить его водой, довести уровень воды в сосуде до объема примерно 1 л.
2. Содержимое банки взболтать перемешиванием для смачивания почвы и выхода пузырьков воздуха, дождаться расслоения взвеси, после чего измерить линейкой значения высоты слоев отстоявшейся и всплывшей почвы.
3. Рассчитать h верхн/ h нижн *100%.

Различные методики исследования почв позволили нам провести комплексный анализ физических свойств и химического состава почвы на школьном учебно-опытном участке. В результате мы не только дали общую характеристику состоянию почвы, но и предложили способы повышения ее плодородия, не требующие особых материальных затрат и физических усилий. Полученные результаты можно использовать при выборе древесных и травянистых видов растений для высадки на пришкольном участке, а также подобрать оптимальный грунт для высадки домашних растений.