.RU

Методическое оснащение нового интегративного курса «естествознание» в 10, 11 классах






МЕТОДИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ НОВОГО ИНТЕГРАТИВНОГО КУРСА

«ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ» в 10, 11 классах.


Авторы: учителя кафедры естественных наук ГОУ гимназии №1552 ЮОУ

г. Москвы Бирюкова И.П., Волкова Г.А., Сальникова Л.В., Шумилова О.С.


«Во всём царит гармонии закон,

И в мире всё суть ритм, аккорд и тон».

Дж. Драйден


Обучение в школах продолжает оставаться узкопредметным, что не способствует созданию в сознании учащихся целостной картины мира и, как следствие, целостной личности. Разрешить это противоречие, по крайней мере, отчасти, может интегративный подход к образовательному процессу.

Механизм интеграции (способность к синтезу информации) заключен в самой природе человеческого мышления, диктуется объективными законами психологии и физиологии. Межпредметное интегрированное содержание (слияние разнохарактерных знаний, способов деятельности, интеллектуальных технологий) содержит в себе больше возможностей для развития интеллектуальных и творческих способностей учащихся. Интегрированное содержание на межпредметной основе является одним из средств, способствующих погружению. Погружение возможно, если создана информационно плотная, непрерывная обучающая среда, но именно это и присуще интегрированному содержанию.

Реализация интегративного подхода утверждает самоценность естественнонаучной и гуманитарной культуры и призвана помочь осуществить в характере мышления человека поворот от фрагментарного к целостному восприятию мира в широком культурном аспекте. Основными чертами естественнонаучной культуры являются:

- Целостный взгляд на мир как систему;

- Ценностный взгляд на мир и место человека в нём (человек – часть природы);

- Эволюционный взгляд на мир – природу и человека в целом;

- Экологический взгляд на мир.

Основными особенностями интегративного подхода следует назвать

Современное миропонимание основано на знании о взаимодействии в системе «человек – природа», которое интегрально отражает мир и объективные связи в реальном мире. Ведущим направлением гуманитаризации содержания естественнонаучного образования является интеграция знаний различных циклов учебных предметов вокруг проблем взаимодействия человека и природы. Интеграция – основной механизм гуманитаризации содержания естественнонаучного образования. Интеграция имеет единую методологическую основу: изучение объектов естествознания в системе «природа – наука – техника – общество – человек».

Осознавая важность и актуальность проблемы интеграции в естественнонаучной области школьного образования, на кафедре естественных наук ГОУ Гимназии №1552 в 2006 году была создана творческая рабочая микрогруппа учителей в составе заведующей кафедрой, учителя биологии Сальниковой Л.В., учителей физики Волковой Г.А. и Шумиловой О.С., учителя химии Бирюковой И.П.. Целью работы этой микрогруппы стала разработка и апробация рабочего варианта программы по естествознанию для 10-11 классов гуманитарного профиля на основе государственного образовательного стандарта по естествознанию и программ по естествознанию для 10-11 класса общеобразовательных учреждений И.Ю. Алексашиной, К.В. Галактионова и др. и Н.К. Ханнанова, В.А. Орлова.


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


В современной школе преподавание предметов естественнонаучного цикла переживает переломный момент. Разобщённость отдельных курсов физики, химии, биологии и географии, нарушение межпредметных связей и утрата преемственности в преподавании предметов образовательной области «естествознание» - вот лишь некоторые проблемы, с которыми сталкиваются учащиеся и учителя.

Принцип преемственности в современной школе предусматривает непрерывность естественнонаучного образования на всех ступенях обучения. Основной целью школьного естественнонаучного образования является, возможно, наиболее эффективное формирование у учащихся единой естественнонаучной картины мира.

В 10 - 11 классах старшей школы уже после изучения систематических курсов физики, химии и биологии интегрированный предмет «Естествознание» изучается на базовом уровне. Создание и преподавание курса «Естествознание» в 10-11 классах имеет цель синтезировать на основе современных естественнонаучных знаний качественно новые системные подходы к познанию Природы, столь необходимые для современного научного видения мира.

Познание мира в его единстве требует от учеников системного мышления. Интегративный курс естествознания наполнен гуманистическим содержанием, приводящим в соответствие гуманитарные и естественнонаучные ценности современной цивилизации, и тем самым должен способствовать формированию гармонически развитой личности.

Программа предназначена для изучения предмета «Естествознание» в старшей школе в классах и группах гуманитарной направленности. Программой предусматривается изучение теоретических и прикладных основ физики, химии и общей биологии. В ней отражены задачи, стоящие в настоящее время перед человечеством, решение которых направлено на развитие гармонично развитой, компетентной личности, сохранение окружающей среды и здоровья человека.

Изучение курса «Естествознание» основывается на знаниях, полученных учащимися при изучении естественнонаучных дисциплин на I и II ступенях обучения, а также приобретённых на уроках истории, физической и экономической географии.

Для повышения уровня и использования полученных знаний, а также для приобретения практических навыков, программой предусматривается выполнение ряда лабораторных работ, которые проводятся после подробного инструктажа и ознакомления учащихся с установленными правилами техники безопасности; некоторые лабораторные работы предлагается проводить в формате компьютерного практикума.

Отбор содержания программы отвечает, прежде всего, требованиям научности, актуальности и доступности.

В соответствии с принятым образовательным стандартом по естествознанию данный курс позволяет



В результате изучения естествознания учащиеся должны


Знать/понимать


Уметь


Конкретные предметные знания становятся опорой, средством осмысления тех или иных идей


Ведущие идеи курса:

1. Идея единства, целостности и системной организации природы;

2. Идея взаимозависимости человека и природы;

3. Идея гармонизации системы «природа – человек»;

4. Естествознание – фундамент научного миропонимания своего времени.


Программа рассчитана на 4 учебных часа в неделю в течение двух лет, т.е. 136 учебных часов в 10 классе и 136 учебных часов в 11 классе.


Структура курса

10 класс:

  1. Введение – 2 часа.

  2. Формы естественнонаучного познания окружающего мира – 10 часов.

  3. Концепция развития и эволюции Вселенной – 10 часов.

  4. Современная физическая картина мира – 13 часов.

  5. МКТ и термодинамика – 8 часов.

  6. Основы электродинамики – 8 часов.

  7. Строение атомов – 9 часов.

  8. Строение вещества, свойства веществ – 14 часов.

  9. Превращение веществ – 11 часов.

  10. Химия жизни – 14 часов.

  11. Уровни организации жизни – 14 часов.

  12. Свойства живых систем – 10 часов.

  13. Резерв – 13 часов.


11 класс:

I. Эволюция жизни – 14 часов.

II. Учение о биосфере – 6 часов

III. Экология – 8 часов

IV. Человек и его место в биосфере – 13 часов

V. Главные вопросы современной биологии – 4 часа

VI. Повторение по разделам химии – 8 часов

VII. Превращение веществ – 9 часов

VIII. Научные принципы современного производства и энергетики – 10 часов.

IX. Человек и природа. Проблемы экологии – 12 часов.

X. Основы электродинамики – 7 часов

XI. Колебания и волны – 8 часов

XII. Оптика – 9 часов

XIII. Элементы теории относительности – 3 часа

XIV. Квантовая физика – 13 часов

XV. Итоговый урок по курсу «Естествознание». Перспективы современного естествознания. – 2 часа.


Рекомендуемая литература


  1. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания, М., «Культура и спорт», изд. Объединение «ЮНИТИ», 1998.

  2. Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания, М., «Высшая школа», 2003.

  3. Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания. Справочник, М., «Высшая школа», 2004.

  4. Горелов А. А. Концепции современного естествознания в вопросах и ответах. М., Эксмо, 2006.

  5. Философия современного естествознания по общей редакцией профессора С. А. Лебедева, М., ГРАНД, 2004.

  6. Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания. Практикум. «Высшая школа», 2004.

  7. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев «Физика», 10 класс, «Просвещение», Москва, 2005, рекомендован.

  8. «Физика» А. П. Рымкевич, задачник 9-11 классы, Москва, «Дрофа», 2002, рекомендован.

  9. В. А. Орлов «Тематические тесты по физике» 10 класс, «Вербум – М», Москва, 2000.

  10. «Химия 10» О.С. Габриелян, Ф.Н. Маскаев, С. Ю. Пономарёв, «Дрофа»,2001, допущено.

  11. О.С. Габриелян «Контрольные и проверочные работы по химии к учебнику О. С. Габриелян «Химия10», «Дрофа», М. 2005.

  12. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов «Настольная книга учителя» «Химия10», «Дрофа», М. 2004.

  13. Р.П. Суровцева, Л.С. Гузей, Н.И. Останний, А. О. Татур «Тесты по химии 10-11», «Дрофа», М,2000

  14. О.С. Габриелян, И. Г. Остроумов «Химия. Методическое пособие. Тематические разработки. Поурочные разработки. Задания. Опорные схемы. Контрольные работы10», «Дрофа», М. 2001

  15. В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин «Общая биология 10-11 классы», Москва, «Дрофа», 2001, допущено.

  16. С. С. Красновидова, С. А. Павлов, А. Б. Хватов «10-11 Дидактические материалы», Москва, «Просвещение», 2000.

  17. И. Н. Пименова, А. В. Пименов «Лекции по общей биологии», Саратов, «Лицей», 2003.

  18. А. В. Теремов «Тестовые задания для проверки знаний учащихся по

общей биологии», творческий центр «Сфера», Москва, 1999


^ Принципы научного познания действительности.

«Блажен человек, который снискал мудрость,

и человек, который приобрел разум»

(Библия)


Естествознание затрагивает широкий спектр вопросов о многочисленных и многосторонних проявлениях свойств природы, которую нужно рассматривать как единое целое. Знание концепций современного естествознания помогут представить, каких материальных и интеллектуальных затрат стоят современные исследования, позволяющие проникнуть внутрь микромира и освоить внеземное пространство.

В основе любого, в том числе и естественнонаучного, познания действительности лежит сложный творческий процесс. Несмотря на индивидуальность решения научных задач, можно назвать некоторые общие правила, лежащие в основе процесса. Данные правила в одинаковой мере применимы для естественнонаучных и гуманитарных знаний. Изучение естествознания в 10 классе начинается именно с этих вопросов.


^ Формы естественнонаучного познания окружающего мира (фрагмент программы по естествознанию в 10 классе).


    1. Процесс естественнонаучного познания.

Основные вопросы:


2. Формы естественнонаучного познания.

Основные вопросы:


3. Методы и приемы естественнонаучных исследований.

Основные вопросы:


4. Современные средства естественнонаучных исследований.

Основные вопросы:


5. Важнейшие достижения естествознания.

Основные вопросы:


Контрольные вопросы.

  1. В чем сущность метода Декарта научного познания?

  2. Что определяет достоверность научных знаний?

  3. Что составляет основу научно теории?

  4. Какова роль эксперимента в постижении естественнонаучной мысли?

  5. Назовите три стадии естественнонаучного познания истины?

  6. Что означает относительность естественнонаучных знаний?

  7. В чем заключается единство эмпирических и теоретических знаний?

  8. Какова роль ощущений и представлений в процессе познания?

  9. Как устанавливается научный факт?

  10. Что такое эксперимент? Отличие от наблюдения.

  11. Назовите основные формы мышления.

  12. На чем основывается научное предвидение?

  13. В чем заключается методология естествознания?

  14. Методы и приемы естественнонаучных исследований?

  15. В чем заключается специфика современных экспериментальных и теоретических исследований?

  16. В каких трех направлениях развивается лазерная техника?

  17. Для чего применяется синхронное излучение, ядерный магнитный резонанс, масс-спектроскопия, рентгеноструктурный анализ, нейтронография?

  18. Что такое высокотемпературная сверхпроводимость? Преимущества химического лазера, атомного лазера.

  19. Назовите важнейшие последние достижения современного естествознания.


Цель естествознания – описать, систематизировать и объяснить совокупность природных явлений и процессов.

Анализируя программу по естествознанию, можно выделить три основных принципа научного познания действительности.

  1. Причинность.

«Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании в силу необходимости»

Демокрит.

Причинность означает связь между отдельными состояниями видов и форм материи в процессе ее движения и развития.

  1. Критерии истины.

Истина проверяется только практикой: наблюдениями, опытами, экспериментами, производственной деятельностью.

Любому материальному объекту присущи вполне определенные свойства, большинство из которых характеризуется численными величинами.

В курсе естествознания в 10-11 классах включено много лабораторных работ. Целью этих работ являются получение практических знаний.


  1. Относительность научного знания.

Научное знание (понятия, идеи, концепции, модели, выводы...) всегда относительно и ограниченно.

Задача – установить границы соответствия знаний действительности.

В конце изучения данной темы целесообразно рекомендовать детям прочитать следующую литературу:

Ильин В.В. «Критерии научности знаний»

Пуанкаре А. «О науке»

Рассель Б. «Человеческое познание»


Вопросы и темы для размышления:

  1. Мое представление о процессе познания действительности.

  2. Мое понимание реальной картины мира.

В конце каждой темы проводится тестирование.


При изучении естествознания особое внимание уделяется общеметодологическим проблемам.

Они группируются вокруг вопросов, которые связывают все отрасли естествознания:

  1. раскрытие всеобщей связи явлений природы, их взаимопереходов, их взаимообусловленности, особенно живой и неживой природы (сущность жизни и ее химизм, ее происхождение; физико-химические основы наследственности), проблемы междисциплинарных наук - биокибернетики, биохимии, биофизики, молекулярной биологии, бионики;

  2. обнаружение нераздельности материи и форм ее бытия – движения, пространства и времени. Теория относительности, ядерная физика, учение об элементарных частицах развиваются в этом направлении;

  3. взаимосвязь принципов развития и единства природы, дающая возможность раскрывать в их взаимозависимости структуру и генезис объектов природы (космогонические гипотезы в звездной и планетной астрономии, аналогичные гипотезы в исторической геологии, в биологии и палеонтологии;

  4. дальнейшее раскрытие реальных противоречий объектов природы (корпускулярно-волновой характер физических микрообъектов, частиц и античастиц; абстрактно-математические, в том числе кибернетические, и конкретно-материальные стороны изучаемых процессов; динамических и статических закономерностей, соответственно – случайности и необходимости, прерывности и непрерывности процессов природы;

  5. выявление качественных различий в природе, подобных различию между макро- и микрообъектами в физике; проблема скачка и форм его протекания, включая вопрос об атропогенезе, трудовую теорию, которую выдвинул Ф.Энгельс;

  6. выяснение соотношения между материей и сознанием и законов функционирования сознания – это затрагивает не только естествознание, в том числе зоопсихологию и учение о высшей нервной деятельности, но и такие науки, как логика, психология, кибернетика и ряд социальных наук.

  7. комплексное изучение законов развития самого естествознания, места естествознания в жизни общества, структуры естествознания.


Проследим особенности интегративного подхода на примере фрагментов трёх разделов предлагаемого курса.


Из «физико-астрономического» раздела:


^ Концепция развития и эволюции Вселенной - (10 часов)

Основные вопросы:

а) синергетика (связи между этапами в открытых системах, возникающие благодаря интенсивному обмену энергией и веществом. Уменьшается энтропия.

б) термодинамика неравновесных процессов (Пригожин);

в) математическая теория катастроф.

Основные вопросы.

Основные концепции космологии. Наука о строении и эволюции Вселенной:

Основные вопросы:

Основные вопросы:

а) Галактики (Млечный путь);

б) звезды и их характеристики, виды движения, звездные системы;

в) планеты;

г) средства наблюдения.

Основные вопросы:

Контрольные вопросы:

  1. Что называется самоорганизацией?

  2. Назовите основные направления исследования самоорганизации.

  3. Каким условиям должен удовлетворять объект изучения синергетики?

  4. Что такое точка бифуркации?

  5. Назвать основные положения концепции развития?

  6. Чем отличаются самоорганизация от эволюции?

  7. Охарактеризуйте основные концепции космологии?

  8. Сформулируйте закон Хаббла.

  9. Как определить радиус космического горизонта?

  10. Что такое реликтовое излучение?

  11. Каков механизм образования объектов Вселенной?

  12. Черные дыры.

  13. Какова структура Вселенной?

  14. Что такое Метагалактика?

  15. Солнечная система – происхождение.

  16. Основные виды галактик.

  17. Сверхновые звезды.

  18. Методы наблюдения.

  19. Планеты и их характеристика.

  20. Строение Земли.


Из «химического» раздела:


VII. Строение атомов - (9 часов).

…………………………….

8. Происхождение химических элементов.

Химический состав Метагалактики

…………………………….

Из «биологического» раздела:


^ X. Химия жизни – (14 часов).

  1. Единство и эволюция элементного состава вещества на Земле и во Вселенной. Элементный состав живых и биокосных систем. Сходство элементарного состава звёздного, солнечного и живого вещества.

  2. Механизмы миграции элементов на Земле.

3. Молекула как структурная основа многообразия веществ.

Строение и свойства многоатомных молекул. Особая роль углерода в

природе. Углеводороды.

  1. Жизнь и живое вещество. Типы живого вещества: живое, биогенное,

абиогенное, земного происхождения. Косное и биокосное вещество

биосферы.

5. Биологическая функция. Жизнь как особая форма существования

материи.

……………………………………

Нетрудно заметить, что вопросы возникновения, эволюции и развития Вселенной – это общие естественнонаучные вопросы, которые не могут изучаться только в астрономии, только в химии или только в биологии. Эти вопросы требуют единого естественнонаучного подхода, который как раз и осуществлён в серии уроков по естествознанию в 10 классе по предлагаемой программе.

 


^ УРОК УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ И АСТРОНОМИИ


«Надо учиться в школе, но еще гораздо более

надо учиться по выходе из школы».

Д.И. Писарева (1840—1868)

Если попытаться, хотя бы в самом общем виде, представить себе историю мысленного овладения миром, то в ней обнаруживаются, "переплетаются" три линии, три направления, образующие единство цивилизационного процесса: действие, знание, понимание. Они не только взаимодействуют - они дополняют, взаимно интегрируют друг друга.

В школьном курсе, науки разделены на отдельные дисциплины, такие как химия, биология, математика, физика, философия и многие другие. По своей сущности все эти предметы направлены на изучение законов природы, на то, как устроен мир вокруг нас, на то, как мы его осознаем, понимаем, как мы с ним уживаемся. Но природу, как и жизнь в целом, нельзя рассматривать как нечто фрагментарное, она не делима. Природа представляет собой одну большую сложную систему, в которой каждый элемент имеет свое особое место и значение. В круговороте жизни все взаимосвязано. Так же и в школе: без элементов физики, не будет химии, без элементов химии не будет биологии и т.п.

Одной из важнейших задач любого учебного заведения является гармоничное развитие человека, получение новых знаний. А одной из важнейших задач любой школы является гармоничное развитие ребенка во всех сферах научного познания. Очень важно заложить эти основы с ранних лет. Таким образом, появилась необходимость в появлении нового образовательного курса, который мог бы сочетать в себе элементы различных наук, и объяснял бы учащимся многие общие явления и процессы. Такой подход потребовал интеграции гуманитарных и естественнонаучных знаний.

В нашей гимназии преподаётся курс “ Естествознания”, в значительной мере решающий эту задачу.

Естествознание — это система наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как единое целое. Естествознание — одна из трёх основных областей научного знания о природе, обществе и мышлении; теоретическая основа промышленной и с.-х. техники и медицины; естественнонаучный фундамент философского материализма и диалектического понимания природы.1

Из выше сказанного можно сделать вывод, что необходима интеграция всех знаний о природе.

Термин интеграция (от лат. восстановление, восполнение), как правило, используется для обозначения объединения каких-то частей в единое целое, при этом подразумевается так же преодоление дезинтегрирующих факторов ведущих к разобщенности системы, к чрезмерному росту самостоятельности элементов или частей, что должно повысить степень упорядоченности и организованности системы.

«Повсюду, куда ни посмотри, обнаруживается эволюция, разнообразие форм и неустойчивости. Интересно отметить, что такая картина наблюдается на всех уровнях — в области элементарных частиц, в био­логии, в астрофизике», — так считал один из основоположников термодинамики неравновесных процессов, лауреат Нобелевской премии 1977 г. бельгийский физик И.Л. Пригожин (1917-2003).

В основе решения проблемы интеграции научного знания лежит философский принцип единства мира2. Поскольку мир един, его адекватное отражение должно представлять единство; системный целостный характер природы обуславливает целостность естественнонаучного знания, в природе нет абсолютных разграничительных линий. А есть только относительно самостоятельные формы движения материи, переходящие друг в друга и составляющие звенья единой цепи движения и развития, поэтому науки, изучающие их, могут обладать не абсолютной, а только относительной самостоятельностью. Рассмотрим решение этого вопроса на примере тематического планирования одной из тем курса «Естествознания»:

1. Сущность концепции развития.

Основные вопросы:

Три направления самоорганизации:

а) синергетика (связи между этапами в открытых системах, возникающие благодаря интенсивному обмену энергией и веществом. Уменьшается энтропия.

б) термодинамика неравновесных процессов ( Пригожин И.Л.);

в) математическая теория катастроф.

2. Концепция развития.

Основные вопросы.


3. Эволюция Вселенной.

Основные концепции космологии. Наука о строении и эволюции Вселенной:

4. Образование объектов Вселенной.

Основные вопросы:

5. Структура Вселенной.

Основные вопросы:

предмет изучения космологии:

а) Галактики (Млечный путь);

б) звезды и их характеристики, виды движения, звездные системы;

в) средства наблюдения.

6. Солнечная система.

Основные вопросы:

При изучении этой темы интегрируются такие науки, как философия, физика, астрономия, очень важно показать учащимся, что Вселенная самая крупная материальная система.

Структура Вселенной — предмет изучения космологии, одной из важных отраслей естествознания, находящейся на стыке многих естественных наук: астрономии, философии, физики, химии и других. Главные составляющие Вселенной — галактики — громадные звездные системы, содержащие десятки, сотни миллиардов звезд. Солнце вместе с планетной системой входят в нашу Галактику, наблюдаемую в форме Млечного Пути. Кроме звезд и планет Галактика содержит разреженный газ и космическую пыль.

По окончании изучения этой темы проводится обобщающий Интернет урок.

Каковы могут быть задачи урока?

Задачи Интернет урока:

-формирование умений работать с информацией;

-формирование исследовательских умений,

-научить учащихся проектной деятельности на компьютере;

-подготовка личности «информационного общества»;

-формирование научного мировоззрения и мышления учащихся.

Урок имеет достаточно простую структуру.

Это одна страничка в Интернете:




Урок спланирован таким образом, чтобы учащиеся при необходимости смогли повторить изученный материал, есть тестовые задания (из ресурсов Интернет)





и большой блок самостоятельной работы.





Учащийся может выбрать себе вопрос, который его больше всего интересует.

Веб-квест по теме подбирается таким образом, чтобы учащийся мог расширить свои знания по изучаемому материалу.

Результат своей работы он должен представить в виде презентации, поставленного домашнего эксперимента, модели.

Результат работы весьма интересный, по итогам проведенных обобщающих Интернет уроков выполнение домашнего задания учениками составило 100 процентов.

Преимущества такого урока:

- доступность для любого ребенка

- простота структуры

- повышение интереса к предмету

-повышение качества образовательного процесса и его результатов.

-формирование единой информационной среды школы.


Более подробно вы можете познакомиться с уроком по адресу:

http://shumil-olga.narod.ru/vselennai/VSEL.htm


Литература

  1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. - М.: Владос, 1999.

  2. Губбыева З.О., Каширин А.Ю., Шлапакова Н.А. Концепция современного естествознания. –Тула: Изд. тульского государственного педагогического университета им Л.Н. Толстого, 2001.

  3. Дубнищева Т.Я. Концепция современного естествознания. – Новосибирск: ЮКЭА, 1997.

  4. Рыбалов Л.Б., Россолимо Т.Е. Концепция современного естествознания. – М.: Изд.”Институт практической психологии”, 1997

  5. С.Х.Карпенков Концепции современного естествознания - Москва «Высшая школа» 2003г.

  6. Хакен Г. ''Синергетика'' М 1980

  7. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика// Нелинейные волны. Самоорганизация. М.: Наука, 1983.

  8. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М., 1986. Те же. Время, хаос, квант. - М., 1994.

Интернет ресурсы:

  1. БСЭ http://slovari.yandex.ru/dict/bse/

  2. «Интегация науки и преподавание информатики» Симатов Сергей Александрович, Козлов Виктор Иванович; Самарский институт журналистики, г. Самара,2007г. http://ito.edu.ru/2000/dopoln_tez/dopoln_tez16.html


^ УРОК УЧИТЕЛЯ ХИМИИ


«Другого ничего в природе нет

ни здесь, ни там, в космических глубинах

все – от песчинок малых до планет –

из элементов состоит единых».

С. Щипачев

^ Происхождение химических элементов.


Проблема происхождения вещества является одной из основных в естествознании, и она может быть решена лишь при изучении процесса образования химических элементов. Только понимание процесса образования химических элементов откроет тайну образования всей материи во Вселенной. Материя и вещество – это два из основных участников всех событий во Вселенной. Вещество представлено различными формами проявления материи в виде дискретных частиц, например, электронов, протонов, нейтронов, атомов, молекул.

Атомы играют особую роль. Они удивляют сложностью структуры, сочетающей устойчивость с непрерывным внутренним движением, способностью соединяться между собой, образуя газы, жидкости, твердые тела. Атомы не сохраняются при химических реакциях. По принципу одинакового заряда ядра атомы объединяются в химические элементы. В природе обнаружено около 90 химических элементов.

И планеты и звезды состоят из атомов. Природа едина, все в ней взаимосвязано и взаимообусловлено, а потому должны существовать единые закономерности развития материи во всей Вселенной как для микро- так и для макротел. Такими общими процессами развития материи являются синтез и распад химических элементов. Открытый А.Беккерелем в конце XIX века процесс атомного распада (процесс естественной радиоактивности) показал , что «явления радиоактивности связывают материю со временем в том смысле, что элемент материи – атом имеет строго определенную длительность, конечное существование и неизбежно распадается в ходе времени» (Д. Джоли, профессор геологии Дублинского университета, 1908 г.). Чтобы дойти до состояния распада, атому необходимо сначала пройти стадию синтеза от простейшего атома водорода до тяжелого элемента и превратиться в радиоактивный элемент. Вопрос заключается в том, где происходят эти процессы. До сих пор нет однозначного ответа на этот вопрос. Общепринятыми считаются воззрения, что синтез химических элементов происходят в звездах.

Итак, звездный нуклеосинтез – источник происхождения химических элементов. Различают первичный нуклеосинтез и звездный нуклеосинтез.

^ Первичный нуклеосинтез.

В соответствии с теорией Большого Взрыва Вселенная проходит так называемую эру нуклеосинтеза – время образования протонов и нейтронов, а вслед за ними изотопов водорода, гелия и лития.

^ Звездный нуклеосинтез.

Синтез более тяжелых ядер происходит в недрах звезд. Легкие ядра ( до углерода 12С включительно) могут синтезироваться в недрах относительно немассивных звезд:

4Не + 4Не + 4Не = 12С

Ядра до железа 56Fe синтезируются путем слияния более легких ядер в недрах массивных звезд. Синтез тяжелых и сверхтяжелых ядер идет путем нейтронного захвата в предсверхновых звездах и при взрыве сверхновых. Экспериментальным подтверждением этого факта служит низкое содержание тяжелых элементов в старых звездах, образовавшихся на ранних стадиях эволюции Вселенной из материи, образовавшейся в ходе первичного нуклеосинтеза.

Согласно современным научным представлениям ядерные процессы в звездах, приводящие к образованию химических элементов, приводят к изменению эволюции самой звезды, т.е.происхождение химических элементов и эволюция звезды тесно связаны между собой.

Природа весьма экономна в выборе методов построения и строительного материала. Она пользуется универсальными методами и единым строительным материалом. До сих пор не утратили своего значения слова Ломоносова: «Натура тем паче всего удивительна, что в простоте своей многохитростна и из малого числа причин произносит неисчислимые множества свойств, перемен и явлений».


^ УРОК УЧИТЕЛЯ БИОЛОГИИ


«Мы, возводя соборы космогоний,

не внешний в них отображаем мир,

а только грани нашего незнанья».

(М. Волошин).


^ Уроки 1,2. Естествознание 10 класс по теме «Химия жизни» - 14 часов.

«Единство и эволюция элементного состава вещества на Земле и во Вселенной. Элементный состав живых и биокосных систем. Сходство элементарного состава звёздного, солнечного и живого веществ».


^ Цель уроков: Показать единство и эволюцию элементного состава вещества на Земле и во Вселенной.

Задачи:

  1. Расширить и обобщить знания по единству и эволюции Вселенной, полученные в разделах III и VII;

  2. Продолжить развитие умений и навыков анализировать, синтезировать и делать выводы на основе представленных научных данных;

  3. Продолжить формирование единого общекосмического мышления, неразрывно связанного с реальностью нашего бытия.

Ход урока:

  1. Мотивация: постановка цели и задач через эпиграф: «Мы, возводя соборы космогоний, не внешний в них отображаем мир, а только грани нашего незнанья» (М. Волошин).

  2. Повторение концепции большого взрыва:

Большой взрыв



Сгусток плазмы



Расширение под действием взрывной волны



Через 0,01 сек. После начала большого взрыва образовалась смесь лёгких ядер

(2/3 водорода и 1/3 гелия)

Астрономические наблюдения показывают: из ядер галактик происходит постоянное истечение водорода. В результате ядерных реакций их водорода образуются более сложные атомы. Чем больше масса звезды, тем более сложные атомы синтезируются в её недрах. Солнце, как обычная звезда, производит только гелий из водорода, который дают ядра галактик. Очень массивные звёзды производят углерод – главный кирпичик живого вещества.

  1. Основы космохимии.

На стыке химии и астрофизики зародилась новая отрасль естествознания – космохимия. Она изучает состав космических тел, законы распространённости элементов во Вселенной. Ни в одном метеорите не найден элемент, который не встречался бы на Земле. С помощью самых точных методов анализа в метеоритах обнаружены почти все известные на нашей планете химические элементы. В метеоритах много чистого железа и очень мало более распространённого на Земле кварца. Углерод обнаружен в виде крошечных алмазов, графита и аморфного угля. Обнаружена бактериоподобная структура в метеорите с Марса.

Каменные метеориты, как и большинство земных пород, состоят в основном из силиката магния. Железные метеориты содержат до 90% железа, до 20% никеля. Также в них встречаются кобальт, медь, хром, фосфор, сера, платина, свинец, серебро, иридий, золото, водород, углекислый газ.

В космохимии при исследованиях используют 2 метода: прямая геологическая разведка (забор грунта космическими аппаратами) и спектроскопия. Прямая геологическая разведка небесных тел началась 21 июля 1969 года, когда на Луну ступили люди и взяли пробу лунного грунта. Результаты анализа показали, что за исключением несколько повышенного содержания тугоплавких соединений титана, циркония, хрома и железа, лунные породы по составу очень похожи на земные. А по свойствам – лунное железо ржавеет медленнее, чем земное. Грунт Венеры соответствует граниту.

  1. Вещество межзвёздного пространства.

Это газ и пыль, где 70 % - водород, 28% - гелий. А остальное – почти 20 химических компонентов (СО, Н2, НСN, Н2О, NH3, метанол, изоциановая кислота, формальдегид, метилацетилен, ацетальдегид, этиловый спирт, муравьиная кислота и др.)

  1. Спектроскопия.

Это анализ света, излучаемого звёздами, который даёт информацию об их химическом составе. С конца XIX века было зарегистрировано более 2 миллионов спектров примерно 15000 звёзд и Солнца. На основе этих исследований был сделан вывод, что всюду во Вселенной выполняются одни и те же физические законы.

  1. Самостоятельная сравнительная работа учащихся с таблицами «Содержание во Вселенной некоторых элементов», «Элементный состав звёздного и Солнечного вещества, живого вещества», «Встречаемость элементов в живой и неживой природе». «Химический состав клетки», «Распространённость химических элементов в земной коре»: анализ и синтез научных данных, формулировка вывода о единстве состава Вселенной, живого и неживого. (Таблицы взяты из справочника «Концепции современного естествознания» С.Х. Карпенкова, М., «Высшая школа», 2004).

  2. Геохимия и биогеохимия.

Основоположник – В.И. Вернадский. Биогеохимия изучает влияние живого вещества на распределение химических элементов на Земле. В.И. Вернадский выдвинул 2 биогеохимических принципа:

- биогенная миграция атомов в биосфере стремится к максимальному проявлению;

- в биосфере должны возникать виды и формы организованности, увеличивающие биогенную энергию, т.е. эволюция биосферы имеет направленность.

  1. Подведение итогов двух уроков, запись в тетрадь данных сравнительных таблиц и выводов.



^ ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ


«Для идей, как и для растений, наступает

определённая пора, когда они созревают,

и в такое время они одновременно

появляются в различных местах,

подобно тому, как фиалки весной

произрастают повсюду, где светит солнце».

И.Белье.


Начиная с конца XX века, идея интегрированного курса «Естествознание» для старшей школы всё чаще и всё настойчивее звучала среди ведущих методистов среднего и общего образования. В 2004 году эта идея была законодательно закреплена в сборнике нормативных документов «Естествознание» Министерства образования РФ. В нём были опубликованы федеральный компонент государственного стандарта по естествознанию и федеральный базисный учебный план.

В нашей гимназии интегрированный курс «Естествознание» разработан и ведётся с 2006 года. Работа эта нова и интересна, тем более, что интеграция как идея становится основополагающей для всего образования в целом.

Будем надеяться, что курс, разработанный как вариативный, будет полезен учащимся не только гимназии № 1552, на и других школ, а также станет интересен нашим коллегам из других школ.

Человек, обладающий общими естественнонаучными знаниями о природе, будет действовать непременно так, чтобы результат и польза всегда сочеталось с бережным отношением к природе.


1 БСЭ http://slovari.yandex.ru/dict/bse/

2 Губбыева З.О., Каширин А.Ю., Шлапакова Н.А. Концепция современного естествознания. –Тула: Изд. тульского государственного педагогического университета им Л.Н. Толстого, 2001.

nedelya-ix-lekciya-8-pokazateli-tablic-smertnosti-bakalavrskaya-programma-kafedra-sociologii-napravlenie-sociologiya.html
nedelya-nauki-sekciya-18-anglijskij-yazik-ekologiya-i-ustojchivoe-razvitie.html
nedelya-ren-tv-23052009-1900-novosti11.html
nedelya-v-obzore-nezavisimaya-gazeta-avtor-ne-ukazan-13102008-221-str-8-gosudarstvennaya-duma-rf-monitoring-smi-13-10-2008.html
nedelya-vii-magisterskaya-programma-kafedra-sociologii-napravlenie-sociologiya-upravleniya-disciplina-sociologiya.html
nedelya-xvii-bakalavrskaya-programma-kafedra-vseobshej-istorii-napravlenie-istoriya-disciplina-istoriya-literaturi.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/cherezvichajnie-situacii-v-mire-i-rossii.html
  • abstract.bystrickaya.ru/19-marta-2011-gispolnyaetsya90-letso-dnya-rozhdeniya-yuho-iosifa-aleksandrovicha-1921-2004-doktora-yuridicheskih-nauk-professora.html
  • write.bystrickaya.ru/finansovie-resursi-predpriyatij-transporta.html
  • desk.bystrickaya.ru/opredelite-voennuyu-strategiyu-i-priderzhivajtes-ee-osleplennij-samson.html
  • shpora.bystrickaya.ru/znachenie-instituta-nesostoyatelnosti-bankrotstva-chast-4.html
  • institut.bystrickaya.ru/trudovaya-karera-specialista-logista.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-akusherstvo-i-ginekologiya.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/ris-31-shema-organizacii-iz-fondov-rossijskoj-gosudarstvennoj-biblioteki.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/trudovaya-terapiya-trudoterapiya-fizicheskaya-kultura.html
  • predmet.bystrickaya.ru/sabati-tairibi-manas-zhiri.html
  • institut.bystrickaya.ru/tema-11-fondovie-birzhi-kurs-lekcij-dlya-studentov-visshih-selskohozyajstvennih-uchebnih-zavedenij-ekonomicheskih-specialnostej.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/posesheniya-k-vracham-terapevtam-uchastkovim-i-pediatram-uchastkovim-rkb-2-posesheniya-v-priemnom-pokoe-bolnichnih-uchrezhdenij-konsultacii-vrachami-stacionarov-ambul-stranica-9.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/uroki-literaturi-stranica-6.html
  • studies.bystrickaya.ru/glava-3-razumnoe-soderzhanie-pochvi-kurdyumov-umnij-sad-i-ogorod.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/dogovor-morskoj-perevozki-gruzov-chast-12.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/rabochaya-uchebnaya-programma-srednego-polnogo-obshego-obrazovaniya-po-biologii-bazovij-uroven.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zadachi-proverit-u-detej-umenie-plavat-i-derzhatsya-na-vode-vospitanie-interesa-i-potrebnosti-k-zanyatiyu-plavaniem-propaganda-zozh.html
  • report.bystrickaya.ru/hudozhestvenno-esteticheskoe-obrazovanie-v-severo-vostochnom-uchebnom-okruge-goroda-moskvi-otmecheno-yarkimi-dostizheniyami-v-ih-chisle-rezultati-eksperimentalnoj-i-i-stranica-6.html
  • assessments.bystrickaya.ru/ekonomika-neproizvodstvennoj-sferi.html
  • essay.bystrickaya.ru/byudzheti-filmov-s-preobladaniem-francuzskogo-kapitala-kratkoe-soderzhanie-filmov-str-10-16.html
  • composition.bystrickaya.ru/otvetstvennost-volya-i-dejstvie-koncepciya-smerti-stadii-razvitiya-trevoga-smerti-i-vozniknovenie-psihopatologii.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/programma-po-discipline-sovremennaya-algebra-dlya-specialnosti-511200-matematika-prikladnaya-matematika-magistratura-dnevnoj-formi-obucheniya.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tema-2-ekologicheskie-sistemi-potoki-veshestva-i-energii-rabochaya-programma-i-zadanie-na-kontrolnuyu-rabotu-dlya-studentov-3-kursa.html
  • znanie.bystrickaya.ru/6-turciya-istoriya-vostoka.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/8-dekabrya-2009-goda-v-respublikanskom-centre-narodnogo-tvorchestva-sostoyalsya-zaklyuchitelnij-etap-respublikanskogo-konkursa-na-luchshee-sostavlenie-shezhere-rodoslovnoj.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-po-discipline-sociologiya.html
  • write.bystrickaya.ru/gordeev-m-n-evtushenko-v-g-tehniki-gipnoza-stranica-4.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/robin-skynner-john-cleese-stranica-6.html
  • lesson.bystrickaya.ru/tema-14-formirovanie-kejnsianskoj-tradicii-v-ekonomicheskoj-nauke-tema-istoriya-ekonomicheskih-uchenij-kak-nauka-2.html
  • pisat.bystrickaya.ru/trebovanie-v-terminah-postavshika-otchet-o-nauchno-issledovatelskoj-rabote-informacionno-analiticheskaya-podderzhka.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tema-8-pravotvorchestvo-programma-i-pravila-provedeniya-vstupitelnih-ispitanij-v-forme-sobesedovaniya-dlya-abiturientov.html
  • uchit.bystrickaya.ru/test-dlya-izmereniya-masshtaba-vashego-mishleniya-test-dlya-izmereniya-masshtaba-vashego-mishleniya-pomnite-chto-masshtabnoe.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/mantikora-nikolaj-nepomnyashij.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/programma-razrabotana-v-sootvetstvii-s-principami-realizacii-programmi-obsheuniversitetskih-fakultativov-dannij-kurs-yavlyaetsya-vvodnim-i-prednaznachen-dlya-studentov.html
  • report.bystrickaya.ru/klass-nch-rassmotreno-prinyato-utverzhdayu.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.