Биология в школе, 2024, № 8
научно-практический журнал
Покупка
Новинка
Тематика:
Педагогика общего среднего образования
Издательство:
Школьная Пресса
Наименование: Биология в школе
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 84
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ПОЗДРАВЛЯЕМ! Указом Президента Российской Федерации от 03.04.2024 г. №233 профессору Московского городского педагогического университета, главному редактору журнала «Биология в школе» Сергею Суматохину присвоено Почетное звание «Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации». Торжественная церемония награждения состоялась в Минобрнауки России. По поручению Президента России и от его имени государственную награду в торжественной обстановке 27 сентября вручил министр образования и науки Российской Федерации Валерий Николаевич Фальков. Министр отметил: «Сегодня в этом зале собрались выдающиеся люди. Ваши знания, талант, добросовестность, ответственность, целеустремлённость служат развитию нашей страны и вносят огромный вклад в создание лучшего будущего для следующих поколений».
Учредитель: ООО «Школьная Пресса». Издается с 1927 г. Периодичность – 8 номеров в год БИОЛОГИЯ в школе В НОМЕРЕ: 8/2024 НАУКА 3 Тимофеев А.Н. Природные красители: история открытий, получение, применение МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ 17 Яскина О.А. Использование комплекса визуальных средств в процессе формирования естественно-научной грамотности старшеклассников 29 Павлов И.И., Бурнашева Н.Н. Кроссенс как средство развития креативного мышления на уроках биологии Опыт, педагогические находки 37 Рахманинов С.А. Использование стихотворных форм для формирования естественнонаучной грамотности УЧИТЕЛЮ ЭКОЛОГИИ 42 Тимофеев А.Н., Тюленева О.Н. Методический практикум: вербальные средства обучения и анализ урока экологии 52 Борзова З.В. Экологический практикум: природа вокруг нас 60 В блокнот учителя
ВНЕУРОЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 61 Кулёв А.В. Изучаем фауну России. Обыкновенный уж 72 Коляда А.С., Репш Н.В. Флора Дальнего Востока России. Струноплодник пильчатолистный (Exochorda serratifolia s. moore) 78 Указатель статей за 2024 год Пятилетний импакт-фактор журнала в РИНЦ 0,244 Двухлетний импакт-фактор журнала в РИНЦ 0,467 Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия, свид. о рег. ПИ № ФС77-38549 от 21 декабря 2009 г. Формат 84108/16 Усл. печ. л. 5.0. Изд. № 3919. Заказ Учредитель — ООО «Школьная Пресса» Отпечатано в АО «ИПК «Чувашия», 428019, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, д. 13 © ООО «Школьная Пресса», © «Биология в школе», 2024, № 8 Главный редактор С.В. Суматохин Зам. главного редактора Л.Ю. Ганич Редактор отдела Е.Н. Огольцова Ответственный секретарь Е.Н. Огольцова Редакционная коллегия: Е.В. Алексеева, С.В. Алексеев, Н.Д. Андреева, Е.Н. Арбузова, М.М. Асланян, Т.В. Барсукова, Е.А. Галкина, Д.С. Ермаков, К.А. Жумагулова, В.М. Захаров, Е.А. Игумнова, А.А. Каменский, М.П. Кирпичников, А.В. Кулёв, А.Г. Кузнецова, Н.М. Кузнецова, В.В. Латюшин, Н.М. Мамедов, В.В. Пасечник, И.Н. Пономарёва, Л.В. Попова, А.П. Пуговкин, Е.Д. Станисавлъевич, С.В. Суматохин, А.В. Теремов, Е.В. Титов, Т.В. Уткина Редакция не всегда разделяет мнения и оценки, содержащиеся в материалах. Адрес редакции и издательства: корреспонденцию направлять по адресу: 127254, г. Москва, а/я 62 тел.: 8 (495) 619-52-87, 619-83-80 E-mail: biologia@schoolpress.ru Сайт: http: // www.школьнаяпресса.рф E-mail: marketing@schoolpress.ru К с в е д е н и ю а в то р о в: рукописи, присланные в редакцию, не возвращаются. Редакция знакомится со всеми письмами читателей, но оставляет за собой право не вступать в переписку. Издание охраняется Гражданским кодексом РФ (часть 4). Любое воспроизведение материалов, размещенных в журнале, как на бумажном носителе, так и в виде ксерокопирования, сканирования, записи в память ЭВМ, и размещение в Интернете запрещается. Журнал рекомендован Высшей аттестационной комиссией (ВАК) Министерства образования и науки Российской Федерации в перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание учёной степени доктора и кандидата наук. Журнал зарегистрирован в базе данных Российского индекса научного цитирования.
НАУКА Биология в школе. 2024. № 8. С. 3–16 Biology at school. 2024. № 8. P. 3–16 ПРИРОДНЫЕ КРАСИТЕЛИ: ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕНИЕ, ПРИМЕНЕНИЕ NATURAL DYES: HISTORY OF DISCOVERIES, PRODUCTION AND APPLICATION Научная статья УДК 372.857 Scientific article DOI 10.47639/0320-9660_2024_8_3 А.Н. Тимофеев, кандидат биологических наук, доцент кафедры экологического образования Воронежского государственного педагогического университета, е-mail: www72@bk.ru A.N. Timofeev, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Department of Environmental Education, Voronezh State Pedagogical University, е-mail: www72@bk.ru Abstract. The issues of obtaining natural dyes from plant and animal materials from a historical perspective are considered. The advantages and disadvantages of natural dyes in comparison with synthetic ones are shown. The areas of application of natural dyes and products created using them are indicated. The areas of distribution of dyeing objects are marked, and in some cases their images are given Аннотация. Рассматриваются вопросы получения природных красителей из растительного и животного материала в историческом аспекте. Показаны преимущества и недостатки естественных красителей в сравнении с синтетическими. Указываются области применения природных красителей и изделия, созданные при их использовании. Отмечены области распространения красильных объектов, в ряде случаев приводятся их изображения Key words: natural dyes, plant and animal pigments, coloring of products Ключевые слова: природные красители, растительные и животные пигменты, окраска изделий © А.Н.Тимофеев, 2024 придумал растереть их в порошок при помощи камней и добавить в него жир для прочности и стойкости краски. Основной принцип составления красок, известный еще художникам Древнего Египта и Эллады, остается неизменным до наших дней – любая краска состоит из красящих и связующих, пленкообразующих веществ. Энкаустика древних египетских художников, акварель Древней Греции, яичная темпера средневековья, масИспользование человеком красок в различных сферах своей деятельности уходит корнями в самые глубокие пласты истории общества. Даже пещерный человек искал способы самовыражения, и в этом ему помогали различные красящие материалы. Краской могло стать все, что дарит мир природы – земля и минералы, травы, плоды растений и животные. Разноцветные минералы ярких оттенков привлекали древних людей своим видом. Кто-то
8/2024 Биология в школе в этой краске – лазурит, тоже весьма дорогой минерал по тем временам и применялся для изображения священного символа Египта жука-скарабея. Индиго, судя по названию, происходит из Индии и ее приготовление долго было секретом, хотя растения, подобные индигофере росли во многих странах. В Китае возникла первая акварель. В ее составе кроме красящих пигментов был мед, глицерин, сахар. Акварельные краски хорошо ложатся только на бумагу, поэтому неудивительно их появление в стране–создателе бумаги. В средние века придумали стойкие и быстросохнущие масляные краски на основе растительных масел. В Средневековье также делали краски на основе яичного белка и казеина (получают из молока). История кармина весьма любопытна – его делают из крошечных насекомых «кошенили». В те далекие времена краски добывались тяжело, и стоимость у них была очень высока. Почему же сейчас красок много, и они недорогие? Здесь помогла химия, сейчас краски делают из каменноугольной смолы и иных веществ. Благодаря исследованиям выяснилось, что в каменном угле находятся все цвета природы. По происхождению природные пигменты делятся на несколько категорий: неорганические (минеральные) и органические, каждые из которых бывают натуральными и синтетическими. Минеральные пигменты представляют собой природные элементы или соединения (окислы и соли) металлов. К натуральным неорганическим пигментам наши предки относили минералы, земли, черни и сажи. Это сиены, умбры, охры и земли различных цветов, горный ультрамарин, киноварь, малахит, лазурит. Добываются они в недрах земли или поверхности, освобождаются от посторонних примесей и тонко измельчаются. Многие соединения железа имеют желто-коричневую или красную окраску, ляная живопись, усовершенствованная ЯнВан-Эйком… Эволюция живописных техник может быть сведена к изменениям связующего вещества. Сами же пигменты на протяжении веков использовались практически одни и те же. Что же зависит от пигмента? Во-первых, собственно цвет краски, во-вторых – светостойкость. Первыми минеральными красками были: охра – глина с примесью железа, бывает желтого, коричневого, красноватого цветов; лазурит – матовый минерал от синего до голубовато-серого цвета; малахит и азурит – минералы на основе соединений меди; киноварь – ртутный минерал алой расцветки; сурик – красный или бурый железняк, который дает оранжевый, красный, коричневый цвет; уголь – для получения черной краски; мел или каолин – для белил.Такие минеральные краски долго сохли на поверхности камней, но зато и сохранились на тысячелетия! По мере развития человека его требования к краскам возрастали. Людям хотелось получать более стойкие и яркие цвета для разукрашивания оружия, кожаных щитов, а позже и тканей. Для окрашивания материи научились применять растения: желтый цвет давали крушинная или ольховая кора, молочай; коричневый – скорлупа грецких орехов, луковая шелуха, дубовая кора; красную краску давали ягоды; красивейший оттенок синей краски получали из индиго. Одним словом, у любой краски есть своя история. С течением времени люди находили все новые виды и способы получения красок. В Древнем Египте изобрели пурпурную краску, она знаменита тем, что багряную одежду могли носить только богатые люди. Пурпур стоил дорого, поскольку эта краска очень сложно добывалась – из морских улиток-багрянок. В гробницах и пирамидах Египта встречается удивительно красивая ляпис-лазурь, по прошествии времени не потерявшая своей яркости. Красящий пигмент Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.
НАУКА Животные пигменты. Натуральные красители животного происхождения – самые редкие и дорогие природные краски. Объекты животного мира использовались при приготовлении, например сепии и пурпура. Так, драгоценный во времена Римской Империи пурпур готовился из секрета, вырабатываемого морскими моллюсками. Для сепии исходным продуктом являлась жидкость из желез каракатиц. Кармин (в некоторых источниках «червлень», «краска из червеца») добывалась из особых насекомых – кошенили. Индиго издавна был самым важным растительным красителем в мире. Своё название индиго получил от греческого слова «индикон» (Indikon), что означает «краска из Индии». Это связано с тем, что пигмент добывали из растений индигофера в которых содержался краситель индиготин. Культуру начали выращивать в долине Инда более пяти тысяч лет назад, и на местном наречии растение называли «нила», что означает «темно-синий». Отсюда оно распространилось во всех направлениях. В Британском музее хранится табличка с вавилонскими рецептами краски, которая датируется VII в. до н. э. Помимо создания красок, пигмент активно использовали и для окрашивания тканей, которые долгое время были доступны только очень состоятельным людям, например египетским фараонам. Древние египтяне заворачивали мумии в ткани, покрашенные индиго. Красили преимущественно шелк, но не только. На клинописных глиняных таблицах, которые ученые относят предположительно к VII в. до н. э., описывается рецепт покраски с помощью индиго шерсти. Стоит ли говорить, что краситель этот являлся предметом роскоши, а одежда соответствующих цветов – маркером знатности и состоятельности ее владельцев, причем в совершенно разных обществах – от кочевников-туарегов некоторые из них служат основой охр. В странах Древнего Востока киноварь называли кровью дракона. Ее зерна ярко-красного цвета находили в песчаных отложениях, скапливавшихся в руслах рек. Минерал шунгит производится из земли, добываемой на Карельском перешейке, и относится к черням (т.е. к пигментам черного цвета). Черни во все времена получали, сжигая без доступа воздуха различные вещества. Оттенки черного цвета зависят от того, что именно сжигается: слоновая кость или косточки плодов – абрикоса, сливы, вишни, миндаля или просто природный газ. Синтетические неорганические пигменты получаются в результате химического взаимодействия нескольких ингредиентов. В отличие от природных, синтетические пигменты обладают значительно более постоянным составом и структурой, яркими оттенками. В качестве примера можно назвать хром-кобальт, ультрамарин, железо-окисные пигменты. Производство натуральных органических красителей в промышленных масштабах уже ушло в прошлое, их полностью заменили синтетическими. А некогда они готовились из вытяжек соков или экстрактов различных веществ растительного или животного происхождения. Растительные пигменты. Такие краски, как индиго, желтые лаки, краплаки готовились путём осаждения красителя на минеральное основание. Красящие вещества извлекались из различных частей растений. Кора деревьев, травы, луковая шелуха, соки цветов, листьев, плодов и даже трухлявые березовые пни шли в дело. Растения, содержащие красящие вещества, собирают в подходящее для этого время, сушат на открытом воздухе в тени и эстрагируют краситель кипячением в умягченной воде – дождевой, снеговой, ключевой. Для придания окрашенным предметам различных оттенков и для закрепления цвета использовались протравы. Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.
8/2024 Биология в школе Окраска пряжи в индиго в Афганистане Мумия, окрашенная индиго Западной Африки до аристократов Восточной Азии. Когда европейцы появились в Гоа, то нашли там столько индиго, что стали вывозить и его вдобавок к камфоре, индонезийской мускатной дыне и расшитым шелкам. Для вымачивания листьев использовались огромные глиняные чаны. В странах с теплым климатом для них попросту рылись отверстия в земле, а там, где похолоднее, использовались угли для подогрева. В России такая краска получила название «кубовой», потому что ткани окрашивались ею в большой бочке, называемой «куб». И ткань ярко-синего цвета также носила название кубовой. Эксперименты с индигоферой привели к получению двух основных красителей. Одним из них был упомянутый здесь индиго. Вторым – басма. Её научились делать несколько тысячелетий назад. Этот краситель был популярен у египтян, ассирийцев, персов, шумеров и абиссинцев. Басмой пользовались и мужчины, и женщины. Красили волосы детям и шерсть домашним животным. Всё это служило показателем достатка. Басма считалась ценным товаром и была весьма дорога. Наряду с басмой для окраски волос и тела использовали хну. Хна – краска из высушенных листьев лавсонии неколючей. Изготавливается краситель из высушенных и растёрВыращивание индигоферы тых в порошок листьев, собранных во время цветения. Самые ранние свидетельства об использовании этого растения относятся к 1200 г. до н. э. Археологи обнаружили остатки хны на волосах и ногтях египетских мумий. Кроме экзотического индиго синий краситель добывали и из другого растения. Вайда, или усьма – дикорастущее растение семейства крестоцветных (или капустных) – произрастает во многих регионах Евразии. Красящее вещество индиготин содержится главным образом в листьях. Найденные на территории современных Франции и Германии семена вайды археологи относят еще к неолиту. Воинственные племена пиктов, с которыми сражался Юлий Цезарь, наносили вайдой боевую окраску на лица и тела. Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.
НАУКА Окраска пряжи мареной С 1230-х гг. вайду начинают выращивать в промышленных масштабах, чтобы удовлетворить растущий спрос со стороны суконщиков и красильщиков. Особенно ценилась вайда красильная в кустарном производстве ковров, где пользовались только естественными красителями. Ради этого её разводили на полях. Также усьма, или осма широко известна в косметологии восточных стран. Свежевыжатый сок 10–15 минут втирают в брови и ресницы для увеличения их густоты и окраски в темный цвет, втирают в волосы для их укрепления и предотвращения выпадения. Листья сушат, и заваривают зимой примерно так же, как свежий сок, семена настаивают в масле и так же используют для укрепления бровей и ресниц. Окрашивание бровей усьмой у уйгуров было дискредитировать новомодный цвет. Но к большому несчастью для торговцев мареной, с середины XIII в. по всей Европе красное начинает отступать под натиском синего как в декоративных тканях, так и в одежде. Только в сегменте роскоши – шелках и знаменитых «алых сукнах» – красное еще удерживает свои позиции. Отчаянное сопротивление роскошных красных тканей будет продолжаться лишь до окончания Средних веков, а потом постепенно сойдет на нет. В XVI в. возникают проблемы уже у изготовителей синих тканей. Европейские производители красителя из вайды («капустные купцы») начинают конкурентно конфликтовать с торговцами, завозящими из Индии индиго. Красящих веществ в вайде примерно в 3–4 раза меньше, чем в индигофере. Всеми правдами и неправдами «отечественные производители» пролоббировали свои коммерческие интересы, оттесняя технологически более сильный индиго. В результате этого лобби в 1577 г. германское правительство запрещает использование индиго, навешивая на него романтический ярлык «дьявольский краситель», а в 1609 г. уже французский монарх Генрих IV запрещает использование «индийского зелья» под страхом смертной казни. На территории Российской империи вайду выращивали с 1749 г., в Пензенской и Воронежской губерниях, где работали заводы по изготовлению синей краски. А в кресСиний цвет ворвался в моду чуть позже красного, и XIII в. оставил нам многочисленные свидетельства ожесточенных конфликтов между торговцами мареной и вайдой. В Тюрингии производители марены однажды даже попросили витражных мастеров изобразить чертей в синих одеждах, чтобы дискредитировать новую моду. А в Магдебурге, крупнейшем центре торговли мареной, на фресках, украшающих стены храма, уже не черти, а сам ад, обитель скорби и плача, изображен в синих тонах: вот как важно Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.
8/2024 Биология в школе Василек полевой тическое применение находят всего около 130 из них. Для промышленного использования – окраски пищевых продуктов, косметических средств, в производстве ковров и тканей, где растительные красители широко используются до сих пор – пригодными являются только лишь красильные растения с высоким содержанием красителей, дающих стойкое окрашивание. У растительных красителей не существует соперников по создаваемому ими богатству оттенков и полутонов. Такие пигменты дают глубокие и мягкие цвета, которые даже при большой интенсивности не смотрятся кричаще. Ткани, окрашенные растительными красителями, при стирке не линяют, не выгорают на солнце, безопасны для здоровья. Красильщики древности также открыли секрет образования цветных «лаков» – способ получения широкой цветовой гаммы на ткани с помощью солей различных металлов (морданов, или протрав) из всего одного красителя. Одним из наиболее известных растений, дающих красный цвет, является марена красильная – травянистый многолетник с мощным разветвленным корневищем. В качестве красителя используются высушенные и растертые корни. Грекам и римлянам марена была известна с глубокой древности. С середины XVIII в. она была широко распространена во Франции, огромные плантации ее имелись в Голландии, Баварии, Бельгии. Русское название этого растения происходит от праславянского слова «марати» – пачкать, красить. На Руси особо чтился красный цвет, который стал синонимом красивого. Мареной красили не только ткани, но и пасхальные яйца. С 1650 г. на Тереке и в Астрахане местные жители занимались сбором марены. Алексей Михайлович приказал объявить жителям Терека, чтобы они не продавали марену в Персию, а доставляли ее в русскую казну, по цене более высокой. тьянских хозяйствах для получения синей краски использовались цветки василька. Для создания красильной ванны лепестки кипятят с квасцами, добавленными в воду. Затем краситель процеживают, и он готов к окрашиванию хлопка или шерстяной ткани. И вайда, и натуральный индиго «умерли» (во всяком случае, для широкой публики) на границе XIX и XX вв., когда был получен эффективный способ синтезировать синий анилиновый краситель. Хотя стоит сказать, что в ряде немецких земель и во Франции некоторые фабрики до сих пор окрашивают свою продукцию с помощью натуральной вайды. И, разумеется, все носили этот цвет, поскольку наверно нет человека, у которого не было бы в жизни хоть одной пары джинсов. Деним традиционно окрашивается краской индиго. Цвет индиго в моде популярен, он благороден и немного таинственен и хорошо сочетается со многими другими цветами. Растительные пигменты были одними из первых, которые начал употреблять человек, чтобы украсить себя, свое оружие, жилище и одежду. Сначала это были соки лепестков цветов, листьев и плодов, привлекавших внимание своей яркой окраской, затем люди научились добывать краску и из корней, коры. Известно свыше 2000 видов различных красильных растений, однако прак Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.