Курсів за вибором І факультативів з фізики та астрономії



Сторінка9/38
Дата конвертації11.03.2019
Розмір3.71 Mb.
#84729
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   38
Література

  1. Кац Ц. Б. Биофизика на уроках физики.— М.: Просвещение, 1988.— 160 с.

  2. Програми для середніх навчальних шкіл. Фізика. Астрономія 7-11 клас.— К.: Перун, 1996.—96 с.

  3. Ландсберг Г. С. Елементарний підручник фізики.— М.: Наука, 1986.— Т. 3.

  4. Геру М.А., Герц Р. І., Герц А, І. В біологію через фізику.— Тернопіль, 1997.— 72 с.

  5. Иваницкий Г. Р. Мир глазами биофизика.— М.: Педагогика, 1985.— 128 с.

  6. Тарасов Л. В. Физика в природе.— М.: Просвещение, 1988.— 351 с.

  7. Загальна біологія: Підручник для уч. 10-11 класів / М. Є. Кучеренко, Ю. Г. Вервес, П. Г. Ба- лан та ін.— К.: Генеза, 2000.— 464 с.

  8. Богданов К. Ю., Физик в гостях у биолога.— М.: Наука.— 141 с.

  9. Патури Ф. Растения — гениальные инженеры природы.— М.: Прогресс, 1979.— 309 с.

  10. Штейнгауз А. И. Инженер и природа, или что такое бионика.— М.: Детская литература, 1968.—248 с.

  11. Свиридов А. И. «Анатомия человека».— К.: Вища школа, 1983.— 360 с.

  12. Костюк П. Г., Гродзинский Д. М., Зила В. Л. Биофизика.— К., 1988.

  13. Волькенштейн М. В. Биофизика.— М., 1988.

  14. Чуйко О. В. Фізика в живій природі. — X.: Вид. група. «Основа», 2005.

ФІЗИКА ЖИВИХ СИСТЕМ

Пояснювальна записка

Одним із найважливіших завдань сучасної природничої освіти є формування у свідомості учнів цілісних уявлень про світ, у якому ми живемо. Зміст природничої освіти в загальноосвітній школі реалізується через програми окремих навчальних предметів, які мають специфічні для них об'єкти, моделі та методи наукового пізнання. Разом з тим чимало природничих дисциплін мають спільний об'єкт вивчення, або користуються спільними методами дослідження. Часто питання, які розгляда­ються на уроці з конкретного предмета, хоча і стосуються об'єкта вивчення, але виходять за межі конкретного курсу, що перешкоджає утворенню цілісних уявлень про об'єкт, тому виникає необ­хідність створення інтегрованих курсів.

Ідея програми курсу «Фізика живих систем» побудована на вивченні системного зв'язку й просторово-часових характеристик різного рівня організації живої речовини. При цьому об'єкти- системи вивчаються, з огляду на їх функції в живому організмі, а не простого переліку фізико- хімічних явищ. Такий підхід дає змогу виробити в учнів тип мислення, спрямований на перехід від структурного і феноменологічного до основ творчого мислення, до функціонального синтезу

Знання основ фізики живого підвищує ефективність вивчення її у рамках загальної програми середньоїшколи,оскількифізикаживогорозкриваєглибинууніверсальностізаконівфункціонування живої й неживої природи. Такий спосіб перегляду закономірностей функціонування живого апріорно припускає інтеграцію знань (на доступному для учнів рівні) з біофізики, медичної фізики, теорії еволюції, історії та методології наукового пізнання, медицини.

Отже, цей курс є доцільним під час розв'язання таких задач: інтеграція знань;

гуманітаризація науково-природничої компоненти освіти; розвиток основи продуктивного мислення.

Структуру курсу розроблено таким чином, що його можна запропонувати у разі організації профільного навчання (природничий напрям) у 10-11-х (12-х) класах (35 год, 1 год — резерв),

Практичні роботи, запропоновані в програмі, підібрано для виконання як в шкільних, так і в домашніх умовах. За бажанням вчителя та учнів (і, в першу чергу, наявності певного лаборатор­ного обладнання) їх можна замінити на більш складні роботи біофізичного практикуму.

Програма курсу




К-сть годин

Зміст теми

Навчальні досягнення

2

Вступ

Предмет і завдання біофізики як фізики живого. Біофізика як основа теоретичної біології. Фізичні методи в біологічних дослідженнях. Об'єкти дослідження в біофізиці



Учень (учениця)

  • усвідомлює, що біофізика — це наука, яка вивчає фізичні механізми та фізико-хімічні процеси, що лежать в основі життєдіяльності біологічних об'єктів; біофізика — це фізика живих систем на різноманітних рівнях їхньої організації — молекулярному, мембранному, клітинному, органному, організмовому, популяційному, біогеоценотичному

та біосферному;

  • знає: фізичні методи біологічних досліджень, такі як: електрофорез, калориметрія, хроматографія, електронна мікроскопія, ультрацентрифугування, спектроскопометрія, люмінесцентний аналіз; ієрархію рівнів біологічних систем

Упорядники:

© Гасанова І. В., вчитель біології, вчитель-методист, гімназія № 5 м. Одеси; © Дума О. М., вчитель фізики, старший учитель, гімназія № 5 м. Одеси


К-сть годин

Зміст теми

Навчальні досягнення

3

Біомеханіка Вплив гуманістичних ідей Раннього та Пізнього Відродження на розвиток природничої науки. Становлення першої фізичної дисципліни — механіки.

Механістичний підхід і його роль у появі першої біологічної дисципліни - фізіології. Фізіологічні дослідження — праобраз біофізичних досліджень. Поява біомеханіки:



  • вчення У. Гарвея про рух крові в організмі людини;

  • Дж. Бореллі «Про рух тварин»;

  • зародження гемодинаміки в роботах Л. Ейлера.

Сучасні уявлення про гемодинаміку. Практична робота

Дослідження частоти пульсу та вимірювання артеріального тиску до та після фізичного навантаження



Учень (учениця)

  • усвідомлює пізнавальність навколишнього світу; взаємозв'язок між явищами природи та механікою як наукою; що фізичний експеримент — один з провісників експериментальної фізіології;

  • знає: предмет і задачі біомеханіки;

про вклад Гарвея, Бореллі, Ейлера в розвиток біомеханіки як науки;

поняття: ламінарного потоку, турбулентного потоку, в'язкості рідини, судинного опору; закони гідродинаміки: а) що дають залежність швидкості руху крові від різниці тиску на кінцях судини та судинного опору; б) що дають залежність судинного опору від радіуса судини, її довжини та в'язкості рідини; методи вимірювання артеріального тиску: прямі та непрямі;



  • вміє: розв'язувати задачі на знаходження швидкості руху крові, судинного опору, загального судинного опору; вимірювати артеріальний тиск за методом Короткова; досліджувати частоту пульсу

3

Біологічна оптика

Око як оптична система. Р. Декарт «Діоптрика». Створення оптичних методів для біологічних досліджень — Р. Гук, А. Левенгук, Г. Гельмгольц. Теорія кольорового зору. Дослідження І. Гьоте. Сучасні біофізичні дослідження в галузі біологічної оптики



Практичні роботи Порівняння будови монокулярних та бінокулярних світлових мікроскопів. Дослідження залежності зміни властивостей лінзи від її кривизни

Учень (учениця)

  • знає: світлопровідну систему ока; світлосприймальну систему ока; порушення рефракції ока: короткозорість, далекозорість, астигматизм, аберація та їх коригування; оптичні методи для біологічних досліджень; поняття про квантові флуктуації та їхній вплив на світлову чутливість ока й гостроту зору;

основні теорії кольорового зору;

  • вміє: користуватись монокулярним

та бінокулярним світловими мікроскопами під час біологічних досліджень; досліджувати властивості лінз із різною кривизною; розв'язувати задачі геометричної оптики

2

Біоелектрика Відкриття Л. Гальвані. Наукова суперечка Л. Гальвані й А. Вольта. Роль досліджень Е. Дюбуа-Реймана і Г. Гельмгольца в поясненні біоелектричних явищ.

Сучасні уявлення про мембранний потенціал клітини



Учень (учениця)

  • усвідомлює існування зворотного зв'язку між біологічними дослідженнями та відкриттям фізичних закономірностей на прикладі робіт Гальвані та Вольта;

  • знає: закони дії постійного струму на збудливу тканину;

методи визначення швидкості поширення збудження у нерві;

  • має уявлення про мембранний потенціал клітини

4

Термодинаміка біологічних процесів

Перший закон термодинаміки в живих і неживих системах. Дослідження Р. Майера про еквівалентність теплоти й роботи. Метаболізм і баланс теплової енергії в живих системах.

Сучасний термодинамічний підхід під час опису живих систем. Практична робота

Дослідження методів отримання біогазу та доцільності використання його як енергоносія



Учень (учениця)

знає: предмет та задачі термодинаміки;

поняття: термодинамічна система: ізольована, замкнена, відкрита; термодинамічні параметри: екстенсивні та інтенсивні; зворотні та незворотні процеси; робота, внутрішня енергія, кількість теплоти; І закон термодинаміки та його застосування в живих системах; II закон термодинаміки та його застосування для характеристики властивос­тей біологічних систем; методи використання живих організмів як енергоносіїв






К-сть годин

Зміст теми

Навчальні досягнення




Термодинаміка біологічних процесів

( продовження )

вміє: розв'язувати задачі на І закон

термодинаміки; отримати біогаз та дослідити його на доцільність використання як енергоносія



5

Дифузні процеси в живих системах

Моделі біологічних мембран:



  • модель Робертсона;

  • модель Лючі;

  • модель Сенгера і Ніколсона;

  • рідинномозаїчна модель. Мембранний транспорт. Дифузія. Осмос. Механізми пасивного транспорту через мембрани:

  • простий транспорт;

  • дифузія через мембранні канали;

  • полегшена дифузія.

Механізм первинно активного транспорту. Сучасна гіпотеза первинно активного транспорту. Механізм вторинно активного транспорту. Поняття про синпорт і антипорт. Візикулярний транспорт. Практична робота

Дослідження залежності швидкості дифузії від температури



Учень (учениця)

  • знає: динаміку розвитку уявлень про будову біологічних мембран (від моделі Доусона

до рідинномозаїчної моделі); поняття: мембранний транспорт, дифузія, осмос, синпорт, антипорт, візикулярний транспорт; закони Фіка і Вант-Гофера; механізми пасивного транспорту через мембрани; механізми активного транспорту через мембрани; механізм візикулярного транспорту;

  • вміє: використовувати закони Фіка і Вант- Гофера під час розв'язування задач

на розрахування швидкості дифузії речовин та осмотичного тиску в біологічних системах; самостійно складати методики дослідження залежності швидкості дифузії від температури; використовувати знання механізмів транспорту речовин через мембрани для пояснення біологічних процесів та явищ

5

Електродинаміка живих систем Мембранний потенціал клітини. Потенціал спокою. Потенціал дії. Основні теорії потенціалу спокою та дії: «теорія електромоторних молекул» (теорія заряджених диполів); теорія Германа; теорія Бернштейна; сучасна мембранна теорія. Метод фіксації потенціалу. Сумарні мембранні струми під час виникнення потенціалу дії. Кальцієва теорія активації та інактивації натрієвих каналів.

Передача збудження нервовими волокнами. Еквівалентна електрична схема нервового волокна. Фактори, що визначають швидкість розповсюдження збудження по нервовому волокну. Механізм розповсюдження збудження. Практична робота

Дослідження методів фіксації потенціалу на мембрані


Учень (учениця)

  • знає: механізм виникнення мембранного потенціалу; види мембранного потенціалу; методи фіксації потенціалу; механізм роботи натрієвих та калієвих каналів; кальцієву теорію активації та інактивації натрієвих каналів; основні закони подразнення: закон Пфлюгера, закон сили подразнення, закон «все або нічого», закон тривалості подразнення, закон градієнта подразнення; механізм проведення збудження нервовими волокнами; фактори, що визначають швидкість розповсюдження збудження

по нервовому волокну: просторова та часова константи, коефіцієнт надійності;

  • вміє: користуватися методами фіксації мембранного потенціалу; читати графіки потенціалу дії

10

Коливання та хвилі в живих системах

Коливальний рух та величини, що його описують. Автоколивання. Резонанс. Природні автоколивальні системи та їх основні елементи: система, що коливається, джерело енергії, регулюючий пристрій, тип зв'язку між ними.

Звукові хвилі. Походження звуків у природі. Голосовий апарат — автоколивальна система. Звуковий резонанс.

Сучасні уявлення про сприйняття звукових відчуттів живим організмом. Інфра- та ультразвуки. їхні властивості, механізми виникнення та сприйняття. Дія на біологічні системи. Застосування. Ехолокація.

Електромагнітні хвилі. Принцип радіотелефонного зв'язку в живих організмах. Електромагнітні випромінювання різних діапазо­нів довжин хвиль та їхня дія на живі організми


Учень (учениця)

  • усвідомлює більшість сенсорних систем — це автоколивальні системи;

  • знає поняття: коливальний рух, автоколивання, автоколивальна система, амплітуда, частота та період коливань, резонанс, хвилі (звукові та електромагнітні), ехолокація, корпускулярно-хвильовий дуалізм; рівняння, що описують коливальні процеси; умови виникнення резонансу (звукового, електромагнітного); основні елементи природних автоколивальних систем; механізми виникнення та сприйняття інфра- та ультразвуків, їхню дію на біологічні системи; принцип радіотелефонного зв'язку

в живих організмах (види антен та приймачів); біологічну дію електромагнітних випромінювань на живі організми; поняття про квантові флуктуації та їхній вплив на світлову чутливість ока та гостроту зору




К-сть годин

Зміст теми

Навчальні досягнення




Коливання та хвилі в живих системах

(продовження) Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла. Сучасні біофізичні дослідження в галузі біологічної оптики.

Практична робота

Дослідження сприйняття звукового резонансу органом слуху



  • вміє розв'язувати задачі на застосування рівняння коливань та залежності швидкості хвилі від її довжини й частоти; на ехолокацію, звуковий резонанс; використовувати знання про біологічну дію коливань та хвиль на живі організми в повсякденному житті; самостійно скласти методику дослідження сприйняття звукового резонансу органом слуху; пояснювати біологічні закономірності на основі фізичних законів;

  • має уявлення про сучасні теорії сприйняття звукових відчуттів живим організмом;

про сучасні біофізичні дослідження в галузі біологічної оптики

Розподіл навчального часу




№ з/п

Тема

Кількість годин

І

Вступ

2

II

Біомеханіка

3

III

Біологічна оптика

3

IV

Біоелектрика

2

V

Термодинаміка біологічних процесів

4

VI

Дифузні процеси в живих системах

5

VII

Електродинаміка живих систем

5

VIII

Коливання та хвилі в живих системах

10




Підсумково-узагальнююче заняття

1




Разом

35

Календарно-тематичний план




№ з/п

Дата

Тема та зміст заняття

Вступ (2 год)

1/1




Предмет і задачі біофізики як фізики живого. Біофізика як основа теоретичної біології

2/2




Фізичні методи в біологічних дослідженнях. Об'єкти дослідження в біофізиці

Біомеханіка (3 год)

1/3




Вплив гуманістичних ідей Раннього та Пізнього Відродження на розвиток природничої науки. Становлення першої фізичної дисципліни — механіки

2/4




Механістичний підхід і його роль у появі першої біологічної дисципліни — фізіології. Фізіологічні дослідження — праобраз біофізичних досліджень. Практична робота

Дослідження частоти пульсу та вимірювання артеріального тиску до і після фізичного навантаження



3/5




Поява біомеханіки:

  • вчення У. Гарвея про рух крові в організмі людини;

  • Дж. Бореллі «Про рух тварин»;

  • зародження гемодинаміки в роботах Л. Ейлера. Сучасні уявлення про гемодинаміку




№ з/п

Дата

Тема та зміст заняття

Біологічна оптика (3 год)

1/6




Око як оптична система. Р. Декарт «Діоптрика». Теорія кольорового зору. Дослідження І. Гьоте

2/7




Створення оптичних методів для біологічних досліджень — Р. Гук, А. Левенгук, Г. Гельмгольц. Практична робота

Порівняння будови монокулярних та бінокулярних світлових мікроскопів



3/8




Сучасні біофізичні дослідження в галузі біологічної оптики Практична робота

Дослідження залежності зміни властивостей лінзи від її кривизни



Біоелектрика (2 год)

1/9




Відкриття Л. Гальвані. Наукова суперечка Л. Гальвані та А. Вольта

2/10




Роль досліджень Е. Дюбуа-Реймана і Г. Гельмгольца в поясненні біоелектричних явищ. Сучасні уявлення про мембранний потенціал клітини

Термодинаміка біологічних процесів (4 год)

1/11




Перший закон термодинаміки в живих і неживих системах. Дослідження Р. Майера про еквівалентність теплоти й роботи

2/12




Метаболізм і баланс теплової енергії в живих системах

3/13




Практична робота

Дослідження методів отримання біогазу та доцільності використання його як енергоносія



4/14




Сучасний термодинамічний підхід під час опису живих систем

Дифузні процеси в живих системах (5 год)

1/15




Моделі біологічних мембран:

  • модель Робертсона;

  • модель Лючі;

  • модель Сенгера й Ніколсона;

  • рідинномозаїчна модель

2/16




Мембранний транспорт. Дифузія. Осмос. Механізми пасивного транспорту через мембрани:

  • простий транспорт;

  • дифузія через мембранні канали;

  • полегшена дифузія

3/17




Практична робота

Дослідження залежності швидкості дифузії від температури



4/18




Механізм первинно активного транспорту. Сучасна гіпотеза первинно активного транспорту

5/19




Механізм вторинно активного транспорту. Поняття про синпорт і антипорт. Візикулярний транспорт

Електродинаміка живих систем (5 год)

1/20




Мембранний потенціал клітини. Потенціал спокою. Потенціал дії. Сумарні мембранні струми під час виникнення потенціалу дії

2/21




Основні теорії потенціалу спокою та дії: «теорія електромоторних молекул» (теорія заряджених диполів); теорія Германа; теорія Бернштейна; сучасна мембранна теорія. Метод фіксації потенціалу

3/22




Практична робота

Дослідження методів фіксації потенціалу на мембрані



4/23




Кальцієва теорія активації та інактивації натрієвих каналів

№ з/п

Дата

Тема та зміст заняття

5/24




Передача збудження нервовими волокнами. Еквівалентна електрична схема нервового волокна. Фактори, що визначають швидкість розповсюдження збудження по нервовому волокну. Механізм розповсюдження збудження

Коливання та хвилі в живих системах (10 год)

1/25




Коливальний рух та величини, що його описують. Автоколивання. Резонанс

2/26




Природні автоколивальні системи та їх основні елементи: система, що коливається, джерело енергії, регулюючий пристрій, тип зв'язку між ними

3/27




Звукові хвилі. Походження звуків в природі. Голосовий апарат — автоколивальна система. Звуковий резонанс

4/28




Сучасні уявлення про сприйняття звукових відчуттів живим організмом

5/29




Практична робота

Дослідження сприйняття звукового резонансу органом слуху



6/30




Інфра- та ультразвуки. їхні властивості, механізми виникнення та сприйняття

7/31




Дія інфра- та ультразвуків на біологічні системи. Застосування. Ехолокація

8/32




Електромагнітні хвилі. Принцип радіотелефонного зв'язку в живих організмах

9/33




Електромагнітні випромінювання різних діапазонів довжин хвиль та їхня дія на живі організми

10/34




Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла. Сучасні біофізичні дослідження в галузі біологічної оптики

Підсумково-узагальнююче заняття (1 год.)

1/35








Каталог: kabinet
kabinet -> Урок №3 Реферативна робота
kabinet -> Укладач: Корженко Валентина Анатоліївна
kabinet -> Уроку виробничого навчання
kabinet -> Тема. Пристосування тварин до середовища існування. Поведінка тварин Мета: Сформувати уявлення про довкілля тварин
kabinet -> Як оптимально розв’язати задачу комівояжера? Для цього необхідно
kabinet -> Номінація: «всесвітня історія» Кабінет всесвітньої історії
kabinet -> Урок №6 Тема: Земля і Місяць. Планети земної групи: Меркурій, Венера, Марс і його супутники. Планети-гіганти: Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун та їхні супутники, Плутон та його супутник Харон
kabinet -> Лекція, бесіда, пояснювально-ілюстративний, проблемно-пошуковий. Хід уроку організаційний момент


Поділіться з Вашими друзьями:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   38




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка