Определение оптимальных условий микроклимата в классе биологии с помощью цифровой лаборатории и распределение растений в соответствии с ними

Сироткина В.С. 1Кульпинова В.В. 1

1ГБОУ ООШ №452 Колпинского района г.Санкт-Петербург

Ермакова Ю.В. 1

1ГБОУ ООШ №452 Колпинского района г.Санкт-Петербург

Работа в формате PDF

660.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьника Свидетельство руководителя

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность: Создание благоприятной атмосферы для обучения и комфортной обстановки. Подбор именно тех растений, которые подходят под климат именного нашего класса биологии.

Цели: изучить микроклимат в классе, подобрать и распределить растения в соответствии с их экологическими группами

Задачи:

1. Выявить проблематику исследования

2. Изучить соответствующую литературу

3. Изучить микроклимат в классе с помощью цифровой лаборатории

4. Проанализировать полученные результаты

5. Выявить какие растения подходят согласно климатическим условиям

6. Приобрести растения и поставить для комфортной обстановки в классе

7. Сделать выводы

Объект исследования: микроклимат в кабинете биологии.

Предмет исследования: параметры микроклимата в разных точках класса (температура, влажность, освещенности).

Гипотеза: предположим, что для климатических условий нашего класса подходят растения: кактус, антуриум, алоэ вера.

Методы:

1. Теоретические: изучение и анализ литературных источников

2. Опытно-экспериментальный

3. Анализ и сравнение результатов

Новизна исследования (проблема) заключается в том, что в нашем кабинете биологии отсутствуют растения, поскольку здание школы было введено в эксплуатацию лишь в сентябре 2024 года. Наша задача состоит в том, чтобы подобрать растения, гармонично соответствующие их экологическим группам и климатическим условиям, созданным в классе. Это позволит не только обогатить образовательную среду, но и создать живую лабораторию для изучения взаимодействия флоры с окружающей средой.

Глава 1. Теоретическая часть

Для нормально роста и развития растения необходимо свет, воздух, тепло и определенная концентрация химических солей растворенных в воде. Поэтому для того, чтобы обеспечить растению благоприятные условия развития нужно знать микроклимат комнаты, в которой они находятся.

Микроклимат – это комплекс физических факторов внутренней среды помещений, оказывающий влияние на тепловой обмен организма и здоровье человека. Параметрами микроклимата, при которых выполняет работу человек и от которых зависит теплообмен между организмом человека и окружающей средой, являются температура окружающей среды, скорость движения воздуха и влажность (относительная).

Любителю комнатных растений нужно знать о микроклимате своей комнаты, о том, как распределяются в ней свет и тепло и каковы частота и влажность воздуха.

Все комнатные растения следует оберегать от резких колебаний температуры особенно зимой. Свежий воздух необходим растениям, но сквозняки приносят им большой вред. Для нормально роста и развития растения необходимо свет, воздух, тепло и определенная концентрация химических солей растворенных в воде.

Микроклимат в нашем классе соответствует СанПиН 2.4.2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологическим требованиям к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях». Документ устанавливает требования к: температуре воздуха; относительной влажности воздуха; освещенности; и др. показателям. Но в разных точках помещения эти показатели могут немного варьировать и для оптимального роста некоторых растений могут не подходить.

Для измерения показателей микроклимата, мы использовали цифровую лабораторию einstein Tablet+3, планшетный регистратор данных со встроенными датчиками. Цифровая лаборатория (ЦЛ) по биологии представляет возможности для измерения параметров окружающей среды.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Измерение.

С помощью цифровой лаборатории мы провели измерения параметров микроклимата в учебном классе: температуры, влажности и освещенности. Измерение проводили на двух планшетах. Исследование проводилось в l3 декабря 2025г. в 12:30.

Для этого на каждом планшете со встроенными датчиками в специализированной программе мы выставили параметры измерения:

- частота замеров – каждые 10 секунд

- время измерения 5 минут

Получили количество измерений – 31

1. Измерили параметры у стены возле раковины (Приложение А). Данные с планшета №1 представлены в таблице1. Данные с планшета №2 представлены в таблице №2.

Таблица 1.

№	Влажность, %	Температура, °С	Освещенность; лк
1	65,991	23,7	572
2	64,755	23,828	1302
3	62,741	23,903	1342
4	63,45	24,021	1406
5	66,296	24,15	1132
6	66,662	24,29	322
7	67,25	24,408	574
8	67,746	24,515	718
9	67,212	24,611	464
10	66,472	24,729	976
11	66,845	24,847	612
12	69,531	24,955	828
13	72,491	25,04	550
14	72,209	25,18	668
15	72,293	25,351	956
16	70,447	25,469	268
17	69,577	25,609	772
18	68,059	25,748	622
19	66,578	25,845	630
20	64,938	25,941	332
21	63,58	26,005	528
22	62,84	26,081	300
23	62,687	26,145	444
24	61,574	26,209	368
25	62,314	26,242	700
26	61,703	26,306	900
27	61,451	26,333	916
28	60,838	25,349	912
29	62,657	26,435	732
30	65,609	26,445	720
31	63,763	26,531	472

Таблица 2.

№	Влажность, %	Температура, °С	Освещенность; лк
1	52,861	23,764	572
2	52,113	23,764	1302
3	53,944	23,818	1342
4	58,529	23,882	1406
5	58,651	23,968	1132
6	59,117	24,086	322
7	59,361	24,225	574
8	62,55	24,322	718
9	62,672	24,45	464
10	59,948	24,568	976
11	60,292	24,708	612
12	60,04	24,815	828
13	58,034	24,922	550
14	58,278	25,04	668
15	57,629	25,126	956
16	58,369	25,233	908
17	57,133	25,308	772
18	57,843	25,405	772
19	57,599	25,437	632
20	57,354	25,544	358
21	58,461	25,577	528
22	60,659	25,662	906
23	63,122	25,748	880
24	60,284	25,813	900
25	59,262	25,877	696
26	58,522	25,92	900
27	60,254	26,027	916
28	60,132	26,059	912
29	58,247	26,134	732
30	60,223	26,188	720
31	63,183	26,242	722

2. Измерили параметры микроклимата у окна (Приложение Б).

Данные с планшета №1 представлены в таблице3. Данные с планшета №2 представлены в таблице №4.

Таблица №3.

№	Влажность, %	Температура, °С	Освещенность; лк
1	46,887	21,501	554
2	47,764	21,533	620
3	48,482	21,608	546
4	49,099	21,64	618
5	49,099	21,683	712
6	48,855	21,726	714
7	48,855	21,726	674
8	48,855	21,769	656
9	48,855	21,812	758
10	48,733	21,834	674
11	48,604	21,866	920
12	48,825	21,898	770
13	48,825	21,876	776
14	48,703	21,951	760
15	49,077	21,93	854
16	49,328	21,973	772
17	49,573	21,994	772
18	49,702	22,027	884
19	49,199	22,037	724
20	50,198	22,048	904
21	49,573	22,08	812
22	49,176	22,112	532
23	49,176	22,134	736
24	49,054	22,123	830
25	47,68	22,187	762
26	48,306	22,155	694
27	49,054	22,209	688
28	49,298	22,23	914
29	49,176	22,241	812
30	49,176	22,273	562
31	48,924	22,295	556

Таблица №4.

№	Влажность, %	Температура, °С	Освещенность; лк
1	46,886	21,501	654
2	47,766	21,533	620
3	48,482	21,608	646
4	49,1	21,644	618
5	49,1	21,683	714
6	48,855	21,726	714
7	48,856	21,726	674
8	48,855	21,769	666
9	48,855	21,812	758
10	48,733	21,834	774
11	48,604	21,866	920
12	48,825	21,898	870
13	48,825	21,876	776
14	48,703	21,951	760
15	49,077	21,931	854
16	49,328	21,973	872
17	49,573	21,994	872
18	49,702	22,027	884
19	49,199	22,037	724
20	50,198	22,048	904
21	49,573	22,081	812
22	49,176	22,112	632
23	49,176	22,134	736
24	49,054	22,123	830
25	47,681	22,187	862
26	48,306	22,155	694
27	49,054	22,209	688
28	49,298	22,231	914
29	49,175	22,241	812
30	49,176	22,273	862
31	48,925	22,295	856

3. Измерили параметры микроклимата у стены (Приложение В).

Данные с планшета №1 представлены в таблице5. Данные с планшета №2 представлены в таблице №6.

Таблица №5.

№	Влажность, %	Температура, °С	Освещенность; лк
1	45,498	23,088	610
2	45,743	23,035	746
3	47,108	23,088	780
4	48,352	23,088	798
5	49,313	23,11	776
6	50,113	23,142	784
7	50,557	23,153	790
8	51,175	23,153	766
9	51,671	23,228	762
10	52,167	23,228	764
11	51,549	23,303	736
12	49,565	23,303	582
13	49,687	23,335	788
14	50,557	23,356	778
15	50,183	23,378	790
16	50,651	23,41	780
17	51,526	23,41	788
18	50,9	23,432	772
19	49,908	23,464	772
20	50,282	23,496	776
21	50,282	23,539	782
22	50,282	23,571	766
23	50,656	23,514	778
24	50,129	23,646	796
25	49,908	23,625	794
26	50,007	23,614	786
27	49,634	23,7	776
28	49,511	23,646	762
29	50,252	23,732	766
30	50,252	23,732	742
31	50,129	23,743	812

Таблица№6.

№	Влажность, %	Температура, °С	Освещенность; лк
1	45,428	23,088	740
2	45,743	23,035	746
3	47,108	23,088	780
4	48,352	23,088	799
5	49,313	23,111	778
6	50,113	23,142	785
7	50,557	23,153	790
8	51,175	23,153	767
9	51,671	23,228	763
10	52,167	23,228	763
11	51,549	23,303	735
12	49,565	23,303	682
13	49,687	23,335	788
14	50,557	23,356	778
15	50,183	23,378	790
16	50,651	23,414	781
17	51,526	23,414	788
18	50,999	23,432	762
19	49,908	23,464	772
20	50,282	23,496	776
21	50,282	23,539	782
22	50,282	23,571	764
23	50,656	23,514	778
24	50,129	23,646	796
25	49,908	23,625	795
26	50,007	23,614	787
27	49,634	23,752	771
28	49,511	23,646	762
29	50,252	23,732	766
30	50,252	23,732	810
31	50,129	23,743	812

2.2. Анализ полученных результатов.

Проанализируем полученные данные, посчитаем среднее арифметическое значение по всем показателям на двух планшетах. Полученные данные внесены в таблицу 7.

Таблица7.

Место измерения	Первые планшет			Второй планшет
Место измерения	Влажность, %	Температура, °С	Освещенность, лк	Влажность, %	Температура, С	Освещенность, лк
У раковины	65,82	25,297	711	58,86	25,084	796
У окна	48,90	21,95	728	48,91	21,95	773
У стены	49,92	23,4	764	49,92	23,39	774

Вывод по таблице 7: полученные результаты на двух планшетах схожи, что указывает на стабильность и надежность показателей в условиях, при которых проводились исследования.

2.3. Изучим, в каких условиях должны произрастать растения: кактус, антуриум, алоэ вера.

Условия, необходимые для успешного выращивания кактуса в домашних условиях:

- Освещение. Большинство кактусов требуют яркого освещения для нормального роста. Идеальным вариантом являются южные окна. Регулярное вращение кактуса по отношению к источнику света позволяет предотвратить деформацию ствола. Рекомендуемая освещенность 6000-7800 лк.

- Влажность. Большинство кактусов предпочитает низкую влажность 40% и ниже. Искусственно поддерживать низкий уровень в помещении можно с помощью хорошей вентиляции и умеренного полива.

- Температурный режим. В тёплые месяцы растения развиваются успешно при высоких температурах и низкой влажности, тогда как в зимний период рекомендуется поддерживать температуру на уровне +14–16 градусов.

Комфортная температура произрастания для алоэ в летний период - 25 °С, в зимний - не менее 15 °С. Алоэ относится к очень светолюбивым видам. Такому растению будут полезны прямые солнечные лучи. Растения алоэ произрастают в засушливых регионах, поэтому они предпочитают среду с низкой влажностью. Лучше всего поддерживать влажность в доме на уровне 30-50% для оптимального роста алоэ. Рекомендуемая освещенность для алоэ 6000-7800 лк.

Антуриум предпочитает высокую влажность 60-70%. Оптимальная температура в период вегетации — 22–28°С, в зимнее время — около 16 градусов. Необходимая интенсивность освещения в пределах 10000—20000 люкс (лк).

Выводы:

Согласно полученным данным, можно сделать вывод, что антуриум и алоэ вера, по климатическим предпочтениям подходят для хорошего произрастания в нашем классе биологии, а кактус - нет. По нашим данным освещенности для произрастания растений недостаточно, поэтому необходимо расположить для растений дополнительный источник света. Исходя из показателей влажности и освещённости, оптимальное размещение растений выглядит следующим образом:

- Антуриум лучше всего поставить у раковины, где влажность составляет около 60%, температура поддерживается на уровне 25°С;

- Алоэ вера предпочтительно расположить у окна или у стены, где влажность достигает 50%, а температура колеблется в пределах 22–23°С.

- Что касается кактуса, полученные данные микроклимата свидетельствуют о неблагоприятных условиях для его произрастания в нашем классе.

Заключение.

В ходе нашего исследования мы тщательно изучили показатели микроклимата в учебном классе чтобы определить их пригодность для выращивания таких растений, как кактус, алоэ вера и антуриум.

Поставленные цели и задачи были успешно достигнуты.

Наша гипотеза подтвердилась в отношении алоэ вера и антуриума: условия класса оказались благоприятными для их произрастания. Однако кактус, требующий более сухого и жаркого микроклимата, не рекомендуется размещать в нашем кабинете биологии.

В дальнейшем мы планируем расширить исследования, изучив пригодность условий для других видов растений, чтобы создать в классе гармоничную и экологически разнообразную среду.

Список литературных источников.

1. Цифровая лаборатория Архимед. Лабораторные работы по биологии. – 2-е издание, испр.и доп. – М.:ИНТ, 2021. -112с.

2. Школьник Ю. К. Растения. Полная энциклопедия [Текст] / Школьник Ю. К. — Москва: ЭКСМО, 2022 — 258 c.

3. Ферма Еxpert: [сайт]. — URL: https://ferma.expert/cvety/kaktus/osobennosti-rasteniya/ (дата обращения: 11.01.2025г)

4. Артфлора: [сайт]. — URL: https://artflora.ru/blog/aloe-vidy-i-uhod-za-cvetkom/ (дата обращения: 11.01.2025г)

Приложение А.

Настраивание программы цифровой лаборатории einstein Tablet+3

Измерение показателей микроклимата учебного кабинета у раковины

Приложение Б.

Измерение показателей микроклимата учебного кабинета у окна.

Приложение В.

Измерение показателей микроклимата учебного кабинета у стены.

Просмотров работы: 26

XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Определение оптимальных условий микроклимата в классе биологии с помощью цифровой лаборатории и распределение растений в соответствии с ними

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Старт в науке
XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся