Тема 1. Географія ресурсів

матеріал 8

Урок 8. Походження вугілля. Біосфера кінця девонського-кам’яновугільного періодів. Положення континентів в другій половині палеозойської ери.

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 8. Походження вугілля. Біосфера кінця девонського-кам’яновугільного періодів. Положення континентів у другій половині палеозойської ери

Які результати уроку?

За Державним стандартом:

виявляє зв’язки між минулим і сучасністю (історичне значення факту), взаємовпливи історичних явищ і процесів, висловлює думку щодо ролі історичних осіб [12 ГІО 1.2.1-1];
реконструює історичну ситуацію (період, явище, процес) на основі історичних джерел та сучасних досліджень [12 ГІО 4.1.1-1 П].

На уроці учні / учениці:

з’ясують походження вугілля;
дізнаються про регіони залягання кам’яного вугілля;
розглянуть роль інститутів і умов довкілля у розвитку держав.

Ключова компетентність уроку: компетентності в галузі природничих наук, техніки й технологій – застосовувати відповідний комплекс наукових знань і методологій для пояснення світу природи, визначення питань і формулювання висновків на основі отриманої інформації.

Ключові терміни, особи та концепції

Антракофітова флора — давні викопні рослини кам’яновугільного періоду, з яких утворилися поклади вугілля.
Голонасінні — група насінних рослин, у яких насіння розташоване відкрито, без плоду.
Дарон Аджемоглу — сучасний економіст, автор теорій про роль інститутів у розвитку держав; співавтор книги «Чому нації занепадають?».
Дихання — процес, під час якого організми розщеплюють органічні речовини з виділенням енергії.
Кам’яновугільний період — геологічний період (близько 360–300 млн років тому), відомий утворенням великих покладів кам’яного вугілля та розвитком лісів.
Консументи — організми, що споживають готову органічну речовину.
Папоротеподібні — група вищих спорових рослин із великим листям, які розмножуються спорами.
Плауноподібні — стародавня група спорових рослин із повзучим стеблом і лускоподібним листям (плаун, селагінела).
Продуценти — організми, що виробляють органічні речовини з неорганічних (переважно рослини та водорості через фотосинтез).
Редуценти — організми, які розкладають мертву органіку на прості сполуки.
Славна революція 1688 року — мирне повалення короля Англії Якова II, після чого встановилася конституційна монархія.
Спорові рослини — рослини, які розмножуються спорами, а не насінням (папороті, мохи, плауни, хвощі).
Торф — органічна порода, що утворюється в болотах з недорозкладених решток рослин.
Фотосинтез — процес утворення органічних речовин із вуглекислого газу й води за допомогою світла в рослинах.
Хвощеподібні — група спорових рослин із членистими стеблами й дрібними листками, які добре розвивалися у кам’яновугільний період (сучасний представник — хвощ польовий).

Як підготуватися до уроку?

Ілюстративні матеріали:

реконструкції екосистем кам’яновугільного періоду,
схема колообігу Карбону,
карта світу з покладами вугілля.

Відеоматеріали

Відео руху тектонічних плит на ютуб-каналі Крістофа Скотезе
https://www.youtube.com/watch?v=tObhGzHH2aw&ab_channel=ChristopherScotese

Відео

Зауважте, що на відміну від багатьох схожих відео, у цьому випадку рух у зворотному напрямку: від сучасності у минуле.

Можна повідомити учнів, що автор відео – Крістоф Скотезе, не просто блогер, що виготовляє контент, а геолог, який більш ніж 50 років досліджує палеогеографію. Кожна подробиця на відео зроблена із врахуванням наукових даних.

Дизайн уроку

Провокація

Запитання

Поміркуйте, як у верхніх шарах Землі з’являється вугілля – порода з високим вмістом Карбону?

Завдання

Назвіть умови, що сприяють накопиченню речовини, яка згодом стане кам’яним вугіллям.

Практика

Індивідуальна робота

Завдання 1. Флора кам’яновугільного періоду.

Дані: реконструкція флори кам’яновугільного періоду; таблиця для відповідей.

Номер	Назва рослини	Таксономічна група
1
2
3
4
5

Завдання:

На рисунку представлено реконструкцію типових рослин кам’яновугільного періоду: деревовидна папороть; каламіт; кордаїт; лепідодендрон; сигілярія. Використовуючи додаткові джерела інформації, увідповідніть номери на рисунку і назву рослини.
У таблиці для відповідей напишіть таксономічне положення цих рослин: голонасінні; папоротеподібні; плауноподібні; хвощеподібні.
З курсу біології пригадайте особливості будови кореневої системи папоротеподібних, плауноподібних та хвощеподібних (розвинута краще чи гірше, ніж у покритонасінних). Пригадайте, яке основне обмеження в розмноженні цих рослин.

Методичний коментар

Завдання встановлює міждисциплінарні зв’язки між біологією та географією. Для відповіді на запитання 1 та 2 учні потребуватимуть пошуку в інших джерелах інформації, зокрема в мережі інтернет. Запитання 3 передбачає самостійну роботу з пригадуванням знань, отриманих на курсі біології.

Відповідь:

1 та 2

Номер	Назва рослини	Таксономічна група
1	Каламіт	Хвощеподібні
2	Сигілярія	Плауноподібні
3	Деревовидна папороть	Папоротеподібні
4	Лепідодендрон	Плауноподібні
5	Кордаїт	Голонасінні

У названих таксонів коренева система розвинута гірше, ніж у покритонасінних. Для розмноження обов’язкова наявність води.

Завдання 2. Положення континентів у кам’яновугільному періоді і сучасні вугленосні басейни.

Дані: карта з положенням континентів у кам’яновугільному періоді. Карта сучасних вугленосних басейнів.

Завдання: на сучасній карті номерами позначено великі вугленосні басейни (вугленосні товщі, які позначено цифрою 3, на сьогодні вичерпано). Знайдіть ці регіони на карті світу кам’яновугільного періоду і позначте відповідними цифрами. Для полегшення орієнтації на палеокарті скористайтесь картою із завдання 2 уроку 2 (на ній показана поступова зміна положення континетів).

Методичний коментар

Це завдання є проміжним для реалізації мети уроку – помітити зв’язки між палеоекосистемами та покладами копалин сьогодні.

Відповідь

Завдання 3. Складання схеми колообігу Карбону.

Дані: заготовка схеми колообігу Карбону в наші дні та в часи кам’яновугільного періоду.

Завдання:

На схемі цифри позначають певні процеси, що мають місце в колообігу вуглецю. Позначте які цифри відповідають процесам:

____ – дихання
____ – переміщення речовини по трофічному ланцюгу
____ – розкладання мертвої речовини;
____ – спалення кам’яного вугілля;
____ – фотосинтез.
Перетворіть лінії, що з’єднують різні блоки на стрілки, що показують напрямок переміщення Карбону
Проведіть стрілку (або стрілки), що з’єднують кам’яновугільний період і наші дні.

Методичний коментар

Завдання є міждисциплінарним між біологією та географією. Отримані знання знадобляться на наступному уроці і буде встановлено міждисциплінарний зв’язок з історією.

Завдання не передбачає використання сторонніх джерел інформації.

Відповідь

Робота в парах

Завдання 4. Умови, необхідні для формування покладів кам’яного вугілля.

Дані: результати завдань 1, 2, 3.

Завдання: орієнтуючись на результати, що отримали під час виконання завдань 1, 2 та 3, зробіть перелік умов, необхідних, щоб у регіоні утворились поклади, що згодом стануть кам’яним вугіллям:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Методичний коментар

Використання сторонніх джерел інформації не передбачено.

На науково-популярних ресурсах поширена інформація, що накопичення покладів рослинності, які стали кам’яним вугіллям обумовлене нестачею бактерій, що розщепляли деревину. Насправді бактерії дуже швидко еволюціонують і за наявності ресурсу (відмерлої деревини) могли адаптуватись до переробки. Причина низької активності редуцентів у відсутності в часи кам’яновугільного періоду комах, які гризуть деревину, цим самим готуючи її до проникнення редуцентів (грибів та бактерій). Якщо в шкільній колекції наявні відбитки скам’янілої флори з Донбасу, зверніть увагу учнів, що листки і деревина не пошкоджені погризами комах. Це характерно не лише для експонатів у колекції, а загалом для знахідок тих часів. У кам’яновугільний період комахи їли лише генеративні органи рослин.

Відповідь:

Теплий клімат (можливий варіант: розташування континенту на екваторі)

Велика вологість

Велика кількість рослин

Недостатня активність редуцентів

Завдання 5. Круглий стіл “Обговорення книги “Чому нації занепадають?”

Джерело: модератор круглого столу, який / яка підготувались заздалегідь (може бути як вчитель, так і учень / учениця). Карта з положенням континентальних платформ у кембрійському періоді.

Завдання:

Модератор презентує тези книги нобелівських лауреатів “Чому нації занепадають?”. Автори піддають критиці пояснення історичних подій умовами довкілля і звертають увагу на значення соціального устрою, що сформувався задовго до сьогодні (поділяють влади на екстрактивні та інклюзивні). У книзі наведено переконливу аргументацію, особливо на прикладі історії Великої Британії. Вказано на роль Славної революції 1688 року у подальшому русі до побудови інклюзивного суспільства та передумов Промислової революції.
Учасникам круглого столу пропонується обговорити питання: чи достатньо для початку Промислової революції, процесів що відбулись винятково в середині британського суспільства? Чи, можливо, важлива роль навколишнього середовища?
Модератор пропонує зробити припущення: “Якби в кам’яновугільному періоді положення континентів було інакшим, наприклад таким, як на початку палеозойської ери, у кембрійський період. Як це вплине на історію людства, за умови, що на час появи людини положення континентів буде таким, як і сьогодні.

Методичний коментар

Завдання передбачає ретельну підготовку модератора до початку обговорення. Бажано, щоб учасники круглого столу також ознайомились із положеннями книги до початку обговорення.

Попри те, що круглий стіл є критикою окремих тез книги “Чому нації занепадають?”, книга написана якісно, її варто рекомендувати учням, зокрема за межами курсу.

Відповідь:

Для початку Промислової революції необхідне не лише інклюзивне суспільство, але й наявність на території Британії покладів вугілля. Для побудови великих заводів недостатньо запасів деревини в Британії. Неможливо замінити нафтою – в Британії немає великих запасів нафти, окрім того, для крекінгу нафти необхідна прокатна сталь (тобто заводи повинні з’явитись раніше).
За такого положення континентів, поклади вугілля сформуються на півночі Північної Америки, Сибіру, Китаю та, можливо, південних штатах США. За таких обставин перехід до Промислової революції стався значно пізніше або взагалі не відбувся, оскільки на кінець 18-початок 19 століття в цих регіонах були несприятливі умови для початку Промислової революції.

Прогрес

	Так	Частково	Ні
Я знаю відмінності між сучасною флорою та антракофітовою флорою
Я можу назвати умови, необхідні для формування покладів вугілля
Я розумію взаємозв’язок між положенням континентальних платформ у минулому та заляганням кам’яного вугілля сьогодні
Я знаю колообіг Карбону (сучасний та в часи кам’яновугільного періоду)
Я розумію причини глобального потепління
Я знаю загальні положення книги “Чому нації занепадають?”

Завантажити матеріал (PDF)