Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Элективные курсы в профильном обучении школьников. Учебное пособие
.pdf
ПРИЛОЖЕНИЕ
Лабораторная работа: 1. Измерение естественного радиацион-
ного фона бытовым дозиметром и оценка опасности ионизирующих
излучений (с использованием различных информационных ресурсов).
2. Дифференциация и интеграция естественных наук.
Системный подход к изучению природы (2 ч)
Дифференциация отраслей естественных наук как наиболее характерная тенденция развития естествознания в первой половине ХХ в.
Выделение в естественных науках
новых научных направлений и применение новых методов исследований. Диалектика научного познания
(Р. А. Абдеев).
Интеграция наук во второй половине ХХ в. Философский, общенаучный и частнонаучный типы интеграции научного знания. Бидисциплинарная и мультидисциплинарная интеграция. Математика, кибернетика,
информатика, синергетика, валеология, экология и другие науки, выполняющие интегративную роль в естественно-научном познании природы.
Системный подход к изучению природы. Отличие системного подхода к изучению природы от предметного и аналитического. Природный объект как система. Неживые и живые системы природы. Порядок
и хаос. Самоорганизация систем (И. Р. Пригожин). Открытие автокатализа (А. П. Руденко) и гомогенной химической реакции (Б. П. Белоусов)
как примеры самоорганизации неживых
систем. Химическое равновесие. Теория информации (К. Э. Шеннон) и ее значение для понимания
процессов самоорганизации систем. Материя как системный природный
объект. Вещество и поле как две формы существования материи. Структурные уровни организации материи: микромир, макромир и мегамир.
Соотношение структурных уровней организации материи в неживой
и живой природе. Объекты
природы разного уровня организации.
Демонстрации: портретов и фотографий ученых; таблиц и схем,
иллюстрирующих основные уровни организации материи, системноструктурную организацию неживых и живых тел природы; процессов
перехода от порядка к хаосу (нарушение ориентационной упорядоченности спичек, высыпанных из коробка), самоорганизации (ячейки Бенара, реакция Белоусова – Жаботинского).
111
А. В. ТЕРЕМОВ. ЭЛЕКТИВНЫЕ КУРСЫ В ПРОФИЛЬНОМ ОБУЧЕНИИ ШКОЛЬНИКОВ
3. Атомно-молекулярный уровень
организации материи (3 ч)
Элементный состав тел природы. Атомы элементов, входящие в состав тел природы, и их распространенность в земной коре. Единство элементного состава неживых тел природы и организмов. Макро-,
микро- и ультрамикроэлементы. Элементы-биогены и их роль в круговороте веществ в природе.
Молекулы неорганических
веществ. Основные классы неорганических веществ, входящих в состав тел природы. Вода как наиболее распространенное на Земле химическое соединение. Физико-химические свойства воды. Агрегатные состояния и фазовые переходы воды. Функции
воды. Минеральные соли и их свойства. Функции минеральных солей.
Связь между строением молекул и свойствами химических веществ.
Молекулы
органических веществ. Основные классы органических
веществ. Природные и синтетические полимеры. Роль органической
химии, биохимии и молекулярной биологии в формировании фундаментальных знаний о жизнедеятельности организмов. Жиры (липиды).
Строение и роль липидов в формировании органических структур. Химические особенности жиров, гидрогенизация, гидролиз. Углеводы.
Глюкоза, фруктоза, рибоза и дезоксирибоза, сахароза, крахмал, целлю-
. Строение, химические свойства, биологическое и промышлен-
лоза
ное значение углеводов. Белки как важнейшие природные полимеры
живого. Изучение структур белковой молекулы (Л. Полинг). Химические связи в белковой молекуле. Биологические функции белков. ДНК
как природный полимер. Открытие структуры молекулы ДНК (Дж. Уот сон, Ф. Крик). Функции ДНК. Удвоение ДНК. Понятие о гене
и генетическом коде. Гипотеза волновой природы генома (П. П. Гаряев). Синтетические полимеры: пластмассы, волокна, лаки и клеи. Возможность
получения новых синтетических материалов с заданными свойствами.
Соединения бытовой химии и их назначение. Использование физикохимических свойств веществ в технике для записи, хранения и воспроизведения информации. Жидкие кристаллы.
Демонстрации: портретов
и фотографий ученых; модели строе-
ния молекулы ДНК; движения броуновских частиц; плавления
112
ПРИЛОЖЕНИЕ
и кристаллизации; денатурации белка; технических и бытовых
приборов, в которых использованы физико-химические свойства различных веществ; опытов по обнаружению неорганических
и органических веществ в семенах растений; переходов между
жидким и твердым агрегатными состояниями для кристаллических
и аморфных тел.
Лабораторная работа: 2. Эффективное и безопасное использова-
ние средств бытовой химии.
4.
Клеточный уровень организации материи (3 ч)
Клетка как живая система. Многообразие клеток. Основные клеточные органоиды. Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Пластический и энергетический обмены как две стороны клеточного метаболизма. Открытие ферментов и ферментативных реакций (Э. Фишер).
Зависимость скорости ферментативных реакций от различных факторов. Изучение фотосинтеза
(М. С. Цвет, М. Кальвин, К. А. Тимирязев).
Свет как источник энергии для фотосинтеза. Химизм фотосинтеза. Открытие хемосинтеза (С. Н. Виноградский). Бактерии-хемосинтетики.
Образование руд металлов, горючих газов. Расщепление органических
веществ в клетке. Клеточное дыхание: анаэробное и аэробное. Изучение реакций клеточного дыхания (Г. Кребс, В. А. Энгельгард, А.
Ленинджер). Химизм клеточного дыхания. Биосинтез белка. Матричные
реакции биосинтеза белка.
Биоинженеринг. Использование биосинтеза белка в промышленности. Биотехнология как прикладная наука. Микробиологическая технология и ее практическое значение. Клеточная технология и генная инженерия (Х. Корана). Этические аспекты исследований в биотехнологии.
Неклеточные формы жизни – вирусы. Использование физико-химических методов
в открытии вирусов (Д. И. Ивановский, М. Бейринк). Вирусы как внутриклеточные паразиты. Болезни, вызываемые
вирусами. Борьба и предупреждение вирусных заболеваний.
Демонстрации: портретов и фотографий ученых; таблиц и схем
строения клетки, этапов расщепления органических веществ при клеточном дыхании; микропрепаратов клеток и тканей, митоза клеток;
113
А. В. ТЕРЕМОВ. ЭЛЕКТИВНЫЕ КУРСЫ В ПРОФИЛЬНОМ ОБУЧЕНИИ ШКОЛЬНИКОВ
опытов, доказывающих образование в листьях растений на свету органических веществ и выделение кислорода, расщепления пероксида
водорода в присутствии катализатора.
Лабораторная работа: 3. Изучение строения растительной и животной клеток под микроскопом.
5. Организменный уровень организации материи (4 ч)
Организм как живая система. Основные структуры многоклеточного организма: органы и системы органов.
Соматические и регуляторные системы органов. Открытие электрохимической природы нервного
импульса (О. Леви, Г. Дейл). Электромагнитные явления в организме.
ЭКГ и ЭЭГ как отражение работы сердца и мозга. Гуморальная регуляция. Понятие о гормонах. Открытие инсулина и метода лечения сахарного диабета (Ф. Бантинг, Д. Маклеод, Ч. Бест). Координация функций
организме (Ч. Шеррингтон). Учение о доминанте (А. А. Ухтомский)
в
и функциональной системе (П. К. Анохин). Информационный подход
к жизнедеятельности организма (К. В. Судаков). Взаимодействие внешних физических и химических факторов с организмом.
Наследственность и изменчивость организма. Дискретная природа
наследственности. Гены и хромосомы. Генотип и фенотип. Влияние
среды на проявление признаков
у организмов. Изменчивость организма.
Мутации. Факторы-мутагены. Закономерности наследования признаков
у организмов (Г. Мендель, Т. Морган). Геном человека. Медико-генетическое консультирование как профилактика наследственных заболеваний человека.
Развитие организма человека и здоровый образ жизни. Зародышевое развитие организма. Открытие «первичного организатора»
(Г. Шпеман). Влияние физических и химических факторов на
зародышевое развитие человека. Послезародышевое развитие как реализация
наследственной программы организма человека. Физические и химические факторы окружающей среды, влияющие на послезародышевое
развитие организма человека. Здоровый образ жизни как условие нормального развития организма человека. Здоровье человека и его основные показатели. Проблемы сохранения здоровья человека.
114
ПРИЛОЖЕНИЕ
Демонстрации: портретов и фотографий ученых; таблиц и схем,
иллюстрирующих строение организма человека, органов и систем
органов; моделей строения отдельных органов и систем органов
организма человека; примеров мутационной и модификационной
изменчивости у растений и животных; кариотипов и генетических
карт человека.
Лабораторные работы: 4. Описание фенотипа, генотипа орга-
низма и составление родословных. 5. Воздействие
табачного дыма
и спиртового раствора на биологические объекты.
6. Популяционный уровень организации материи (4 ч)
Вид как основная систематическая категория живого. Популяция
как форма существования вида в природе. Популяция как единица
биологической эволюции. Генофонд популяции и его направленное
изменение как элементарное явление органической (биологической)
эволюции (С. С. Четвериков).
Движущие силы (элементарные факторы)
биологической эволюции: наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. Естественный отбор как главный фактор эволюции.
Генетическая теория естественного отбора (Р. Фишер). Экспериментальное изучение борьбы за существование в природе (В. Н. Сукачев,
Г. Ф. Гаузе). Оформление синтетической теории эволюции (Ф. Г. Добржанский, А. Н. Северцов, И. И
. Шмальгаузен, Дж. Гексли).
Приспособленность и биоразнообразие организмов. Приспособленность организмов как результат эволюции. Многообразие
приспособлений и их относительный характер. Видообразование
как результат биологической эволюции. Современная система органического мира (А. Л. Тахтаджян).
Эволюция культурных форм организмов. Комбинативная селекция. Подбор родительских пар, гибридизация и искусственный отбор как методы
селекции. Достижения селекции растений и животных (И. В. Мичурин, П. П. Лукьяненко, В. Н. Ремесло, Я. Я. Лусис,
Н. С. Бутарин, Б. Л. Астауров). Трансгенные организмы и проблемы,
связанные с ГМ-продуктами.
115
А. В. ТЕРЕМОВ. ЭЛЕКТИВНЫЕ КУРСЫ В ПРОФИЛЬНОМ ОБУЧЕНИИ ШКОЛЬНИКОВ
Демонстрации: портретов и фотографий ученых-эволюционистов
и селекционеров; таблиц и схем, иллюстрирующих структуру популяции,
механизмы эволюционного процесса и основные методы селекционной
работы; муляжей плодов культурных растений и фотографий животныхрекордсменов; упаковок ГМ-продуктов с соответствующей символикой.
Лабораторная работа: 6. Описание приспособленности организ-
мов и ее относительного характера (на примере нескольких видов
рас-
тений и животных).
7. Экосистемный уровень организации материи (3 ч)
Развитие экологии (Ф. Клементс, В. Шелфорд, Д. Н. Кашкаров).
Экологические факторы. Физические и химические факторы среды
обитания: свет, температура, влажность, давление, минеральный состав почвы, соленость воды и др. Закономерности действия экологических факторов на организмы. Биотические факторы. Понятие экологической
ниши вида организма.
Понятие об экосистеме (А. Тенсли). Функциональные группы организмов в экосистемах. Трофические уровни. Пищевые цепи и сети.
Поток энергии в экосистемах. Правила экологических пирамид биомассы, численности и энергии. Энергетика и продуктивность экосистем. Искусственные экосистемы.
Демонстрации: портретов и фотографий ученых; таблиц и схем,
иллюстрирующих закономерности действия экологических
факторов на организмы, поток энергии и структуру экосистем; фотографий
внешнего вида различных наземных и водных экосистем.
Лабораторная работа: 7. Изучение состава и структуры экосисте-
мы (на примере наземной или водной экосистемы).
8. Биосферный уровень организации материи (4 ч)
Биосфера как геологическая оболочка и глобальная экосистема.
Границы биосферы и ее компоненты (В.
И. Вернадский). Живое вещество биосферы и его функции. Биологический круговорот и поток
энергии в биосфере. Биогенная миграция атомов. Биогеохимические
циклы воды, кислорода, углерода, азота. Биогеохимическая деятель-
116
ПРИЛОЖЕНИЕ
ность человека в биосфере и антропогенный круговорот. Понятие
об антропобиосфере.
Возникновение биосферы. Гипотезы и теории о возникновении
жизни на Земле. Креационизм. Самопроизвольное зарождение. Стационарное состояние. Панспермия (С. Аррениус). Биохимические
теории (Дж. Холдейн, А. И. Опарин, Дж. Бернал). Абиогенный синтез органических веществ из неорганических (С. Миллер, Г. Юри,
Е. Павловская, А. Г. Пасынский). Образование полимеров из моно-
Т.
меров. Коацерватные капли и микросферы (С. Фокс).
Эволюция биосферы. Методы изучения истории Земли. Геохронологическая шкала. Основные этапы биологической эволюции. Первые
клетки. Эволюция клеточного метаболизма. Возникновение многоклеточных организмов. Основные этапы эволюции растительного мира.
Основные этапы эволюции животного мира. Появление человека
как важнейший этап эволюции биосферы. Вероятностный характер
процессов эволюции в природе.
Воздействие человека на природу. Глобальные экологические проблемы. Меры по охране окружающей среды. Рациональное природопользование и способы защиты окружающей среды от загрязнений. Сбор
и переработка вторичного сырья. Безотходная технология. Ноосферогенез
и ноосфера (Э. Леруа, П. Тейяр де Шарден). Экологическое
мировоззрение.
Сосуществование природы и общества. Законы социальной экологии (Б. Коммонер). Концепция устойчивого развития. Глобалистика и модели управляемого мира. Ресурсная (Медоузы) и биосферная
(Дж. Лавлок, Л. Маргулис) модели развития Земли. Прогнозы «Римского клуба» (А. Печчеи).
Демонстрации: портретов и фотографий ученых; таблиц, ри-
сунков, схем, слайдов, показывающих структурные
компоненты биосферы, биогеохимические процессы круговорота веществ
и превращение энергии в биосфере; основных этапов биологической эволюции.
Лабораторная работа: 8. Разработка форм личного участия в охране окружающей среды (с использованием различных информационных ресурсов).
117
А. В. ТЕРЕМОВ. ЭЛЕКТИВНЫЕ КУРСЫ В ПРОФИЛЬНОМ ОБУЧЕНИИ ШКОЛЬНИКОВ
9. Космический уровень организации материи (2 ч)
Физический и химический уровни эволюции Вселенной. Эволюция и энергия горения звезд (И. С. Шкловский). Термоядерный синтез.
Образование планетных систем. Солнечная система. Возникновение
Земли. Принцип дивергенции (А. Пуанкаре) как усложнение и разнообразие форм организации неживой и живой материи в процессе
эволюции. Антропный принцип космологии.
Универсальный эволюционизм и его значение для естественно-научной картины мира
(Н. Н. Моисеев). Проблемы существования и поиска внеземных цивилизаций (К. Э. Циолковский, В. С. Троицкий).
Цикличность процессов во Вселенной. Солнце и его влияние
на Землю (А. Л. Чижевский). Адаптационные и катастрофические механизмы физической, химической и биологической форм
движения
материи.
Демонстрации: портретов и фотографий ученых; модели строения
Солнечной системы; фотоизображений поверхности планет Солнечной системы; графиков влияния солнечной активности на развитие
микроорганизмов и частоту встречаемости инфекционных заболеваний среди популяций человечества.
Экскурсия: 1. Вселенная и ее эволюция (в планетарий или музей).
10. Перспективы познания человеком природы
в ХХI в. (4 ч
)
Особенности науки начала ХХI в. Научно-производственные комплексы ХХI в. Основные направления развития науки по прогнозам
ЮНЕСКО. Политический, экономический и нравственно-этический
аспекты науки.
Перспективы развития физики и космологии. Современные проблемы астрофизики. Экспериментальное изучение космоса, физической и химической эволюции. «Черные дыры», реликтовое излучение
и эхо «Большого взрыва
». Ядерная физика и физика элементарных
частиц как передовой край современной физики. Поиск альтернативных источников энергии и обеспечение энергетической безопасности
человечества.
118
ПРИЛОЖЕНИЕ
Перспективы развития химии. Открытие новых химических
элементов и изучение химических закономерностей природных процессов. Создание искусственных материалов с заданными свойствами.
Разработка способов решения сырьевой и топливной проблем человечества. Создание безотходных технологий; средств очистки окружающей среды от загрязнителей.
Перспективы развития биологии и медицины. Расшифровка геномов организмов и получение
их генетических копий. Развитие биотех-
нологии и биоинженеринга. Медицина без лекарств.
Развитие информатики и вычислительной техники. Компьютерное
моделирование физических, химических и биологических процессов.
Совершенствование электронно-вычислительной техники: нанотехнология, квантовый компьютер, искусственный интеллект и робототехника. Развитие средств телекоммуникационных технологий.
Философия ХХI в. Необходимость философского осмысления достижений науки
и техники. Основные противоречия эпохи информационной цивилизации как причина негативных процессов в природе
и обществе. Поиск новых смыслов и назначений человека в мире. Взаимодействие научно-технической и гуманитарной культур. Гармонизация материального и духовного, рационального и иррационального
в человеке ХХI в.
Демонстрации: фотографий, таблиц и схем, иллюстрирующих
основные направления
развития естественных наук в ХХI в.; синтетических полимерных материалов; моделей технических устройств,
обеспечивающих использование альтернативных источников энергии,
безотходных технологий, средств очистки воды и воздуха от загрязнителей и др.
Заключение (1 ч)
Современная научная картина мира. Особенности постнеклас-
сической науки (В. С. Стëпин). Открытая научная рациональность
(В. С. Швырев
) и ее мировоззренческие следствия как отражение раз-
личных культурных традиций в естественно-научном и гуманитарном
познании.
Теремов Александр Валентинович
ЭЛЕКТИВНЫЕ КУРСЫ
ПРОФИЛЬНОМ ОБУЧЕНИИ
В
ШКОЛЬНИКОВ
Учебное пособие
2-е издание, стереотипное
электронное
Редактор Дубовец В. В.
Оформление обложки Удовенко В. Г.
Компьютерная верстка Ковтун М. А., Дорожкина О. Н.
Управление издательской деятельности
и инновационного проектирования МПГУ
119571 Москва, Вернадского пр-т, д. 88, оф. 446
Тел.: (499) 730-38-61
E-mail: izdat@mpgu.edu
Формат 60х90/16. Объем 7,5 п. л.
Тираж 500 экз. Заказ № 737.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]