Дополнительная образовательная программа по физике "Элементы биофизики"

Пояснительная записка

Программа основана на знаниях и умениях, полученных учащимися при изучении физики и биологии в основной школе и рассчитана на 102 часа

Цель программы:

на учебном материале, выходящим за рамки программы основной школы по физике и биологии, вооружить учащихся дополнительными знаниями о единстве и взаимосвязи физико - биологической картины мира;

формирование интереса школьников к исследовательской деятельности;

ориентация учащихся на естественно - научный профиль обучения в  старшей школе.

Новизна программы — практическая реализация новых направлений в науке, которые возникли как результат тесного взаимодействия физики и биологии, практическое использование экспериментальных заданий, различных видов задач, для решения которых необходимы знания этих двух наук.

Задачи программы, ее актуальность:

расширение и углубление знаний учащихся по физике и биологии в части использования законов физики для объяснения явлений, наблюдающихся в биосфере;

развитие мыслительных и исследовательских навыков у учащихся: умение наблюдать, анализировать результаты наблюдений, устанавливать причинно - следственные связи, выдвигать предположения, формировать гипотезы, обосновывая их и проверяя практикой, формировать интерес к познанию окружающего мира;

развитие интеллектуальных и творческих способностей школьников в процессе самостоятельного приобретения знаний по физике и биологии с использованием различных источников;

воспитание навыков сотрудничества в процессе совместной работы.

Общими принципами отбора содержания учебного материала курса являются: научность, доступность, прослеживание межпредметных связей, практическая направленность.

Основные направления изложения биофизического материала

Первое направление имеет цель - показать учащимся единство законов природы, применимость законов физики к живому организму.

Второе направление соответствует ознакомлению с физи­ческими методами воздействия и исследования, широко при­меняемыми и в биологии, и в медицине.

Третье направление предполагает ознакомление учащихся с идеями и некоторыми результатами бионики.

Основными видами деятельности учащихся на занятиях являются:

групповая, проектно - исследовательская работа;

самостоятельная работа с источниками информации, где приоритетная роль отводится умению проводить поиск информации в источнике, высказывать суждение об их ценности, выделять факты, давать сравнительную характеристику:

выполнение практических и лабораторных работ;

подготовка сообщений и докладов, проведение семинаров и дискуссий.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие умения:

 - наблюдать и изучать явления, происходящие в живой природе,

 - описывать результаты наблюдений,

 - выдвигать гипотезы,

 - обсуждать результаты эксперимента и участвовать в дискуссии,

 - умение работать с источником информации,

 - определять физические характеристики человека и животных,

 - определять факторы, отрицательно влияющие на живую природу,

 - организовать свою жизнь с учетом сложившихся объективных экологических условий, устранять нежелательные факторы или снижать их воздействие, сводить к минимуму их вредное влияние на человеческий организм.

 - отбирать и изготавливать необходимые приборы, выполнять измерения

 - делать выводы

Критерий успешности

Ученик получает зачет при условии выполнения обязательной работы, предоставленной в установленный срок в предложенной учителем форме с соблюдением стандартных требований к ее оформлению. Инициативно и качественно выполняет задания помимо обязательных, активно участвует в дискуссиях. Завершается изучение курса презентацией работы и физико - биологическим турниром

Тематическое планирование:

Весь материал – смотрите документ.

Дополнительная образовательная программа по физике

для 9-11 классов “Элементы биофизики”

Пояснительная записка

Программа основана на знаниях и умениях, полученных учащимися при изучении физики и биологии в основной школе и рассчитана на 102 часа

Цель программы :

• на учебном материале, выходящим за рамки программы основной

школы по физике и биологии, вооружить учащихся дополнительными

знаниями о единстве и взаимосвязи физико-биологической картины

мира;

• формирование интереса школьников к исследовательской

деятельности;

• ориентация учащихся на естественно-научный профиль обучения в старшей школе.

Новизна программы — практическая реализация новых направлений в науке, которые возникли как результат тесного взаимодействия физики и биологии, практическое использование экспериментальных заданий, различных видов задач, для решения которых необходимы знания этих двух наук.

Задачи программы, ее актуальность:

• расширение и углубление знаний учащихся по физике и биологии в части использования законов физики для объяснения явлений, наблюдающихся в биосфере;

• развитие мыслительных и исследовательских навыков у учащихся: умение наблюдать, анализировать результаты наблюдений, устанавливать причинно-следственные связи, выдвигать предположения, формировать гипотезы, обосновывая их и проверяя практикой, формировать интерес к познанию окружающего мира;

• развитие интеллектуальных и творческих способностей школьников в процессе самостоятельного приобретения знаний по физике и биологии с использованием различных источников;

• воспитание навыков сотрудничества в процессе совместной работы.

Общими принципами отбора содержания учебного материала курса являются: научность, доступность, прослеживание межпредметных связей, практическая направленность.

Основные направления изложения биофизического материала

Первое направление имеет цель - показать учащимся единство законов природы, применимость законов физики к живому организму.

Второе направление соответствует ознакомлению с физи­ческими методами воздействия и исследования, широко при­меняемыми и в биологии, и в медицине.

Третье направление предполагает ознакомление учащихся с идеями и некоторыми результатами бионики.

Основными видами деятельности учащихся на занятиях являются:

• групповая, проектно-исследовательская работа;

• самостоятельная работа с источниками информации, где приоритетная роль отводится умению проводить поиск информации в источнике, высказывать суждение об их ценности, выделять факты, давать сравнительную характеристику:

• выполнение практических и лабораторных работ;

• подготовка сообщений и докладов, проведение семинаров и дискуссий.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие умения:

- наблюдать и изучать явления, происходящие в живой природе,

- описывать результаты наблюдений,

- выдвигать гипотезы,

- обсуждать результаты эксперимента и участвовать в дискуссии,

- умение работать с источником информации,

- определять физические характеристики человека и животных,

- определять факторы, отрицательно влияющие на живую природу,

- организовать свою жизнь с учетом сложившихся объективных экологических условий, устранять нежелательные факторы или снижать их воздействие, сводить к минимуму их вредное влияние на человеческий организм.

- отбирать и изготавливать необходимые приборы, выполнять измерения

- делать выводы

Критерий успешности

Ученик получает зачет при условии выполнения обязательной работы, предоставленной в установленный срок в предложенной учителем форме с соблюдением стандартных требований к ее оформлению. Инициативно и качественно выполняет задания помимо обязательных, активно участвует в дискуссиях. Завершается изучение курса презентацией работы и физико-биологическим турниром

IV. Содержание программы дополнительного образования

Элементы биофизики при изучении механики

9 класса (34 ч)

Движение и скорость в живой природе. Масса живых тел как проявление инертности тел. Плотность. Силы в природе. Сила тяжести и ее роль в жизни обитателей Земли. Вес, перегрузки, невесомость – влияние на состояние живых организмов. Трение в живых организмах. Реактивное движение в живой природе. Влияние ускорений на живые организмы. Как передвигаются насекомые

Давление жидкостей и газов. Роль атмосферного давления в жизни живых организмов. Механика сердечного пульса. Работа органов, действующих за счет атмосферного давления. Механизм действия присосок. Механическая работа и мощность сердца. Механическая работа и мощность. Архимедова сила в жизни водных обитателей. Законы Ньютона. Живая природа. Некоторые проявления инерции. Плавание и третий закон Ньютона. Полеты в мире живой природы

Простые механизмы в живой природе. Деформации. Падение живых существ. Строительная техника” в мире живой природы.

Лабораторные работы:

1. Определение плотности семян по методу “тонет-всплывает”

2. Исследование зависимости выталкивающей силы от плотности жидкости и объема тела.

3.Простые механизмы в живых организмах (по скелетам животных).

4. Изучение прочности костей, тканей организмов.

5. Определение частоты сердечных сокращений в состоянии покоя и после действия нагрузки.

6 Определение частоты пульса в зависимости от нагрузки и систолического объема крови.

IV. Содержание программы дополнительного образования

10 класс (34 ч)

I Элементы биофизики при изучении теплоты и молекулярных

явлений (18 ч)

Первоначальные сведения о строении вещества. Причины теплоты и холода.

Процессы диффузии в живой природе. Дыхание и пищеварение человека. Диффузия и растительный мир.

Роль капиллярных явлений и смачиваемости в живой природе. Свойства жидкости. Поверхностное натяжение. Роль процессов испарения для животных организмов. Испарения в жизни растений. Влажность воздуха. Теплоизоляция в жизни животного мира. Пчелиный улей с точки зрения теплотехники.

За­кон сохранения и превращения энергии.

Лабораторные работы:

1.Наблюдение за влиянием физических условий внешней среды (тепловых, водных и световых режимов) на рост и развитие растений.

2. Капиллярность в мире растений.

3. Исследование зависимости коэффициента поверхностного натяжения жидкости от добавок и температуры

II Элементы биофизики при изучении электричества (16 ч)

Электрические свойства тканей организма. Открытие Гальвани. Электрические рыбы. Электричество и нервные системы живых организмов. Электрические явления и растения. Электропроводность тканей человека и животных. Загадки молнии. Поражение деревьев и людей молнией. Биопотенциалы и их регистрация.

Применение статического электричества. Особенности воздействия низкочастотных электрических и магнитных полей на человека в бытовых условиях.

Лабораторные работы:

1. Определение сопротивления тела человека

2.Изучение зависимости удельного сопротивления жидкости от концентрации раствора.

3. Изучение влияния на качество семян и развитие растений различных видов излучений

IV. Содержание программы дополнительного образования

11 класс (34 ч)

Элементы биофизики при изучении колебаний и звука (13 ч)

Колебания в живой природе. Биоритмы. Акустика. Голосовой аппарат человека. Голоса в животном мире. Биоакустика рыб. Слуховой аппарат человека.

Методы выстукивания и выслушивания. Регистрация звуков сердца и легких.

Эхо в мире живой природы. Проводники звука

Лабораторная работа:

1.Расчет собственных циклов биоритмов

2. Сравнительные характеристики источников звука.

3.Изучение влияния звуков на всхожесть семян и на развитие растений.

Элементы биофизики при изучении оптики и строения атома (16ч)

Свет. Процесс восприятия света. Глаза различных представителей животного мира. Глаз че­ловека. Светочувствительность глаза. Зрение пчел. Холодное свечение в природе. Интерференция в живой природе. Свет и глубоководные животные. Ультрафиолетовые и рентгеновские лучи в жизни живой природы.

Оптические приборы в медицине. Радиоактивные изотопы в биологии и медицине.

Биологичес­кое действие ионизирующих излучений.

Повторение и обобщение материала. (5часов)

Материальность окружающего мира. Всеобщность законов природы.

Статистические закономерности в мире живой и неживой природы, ее познаваемость.

Физические методы исследования в биологии и медицине.

Интеллектуальная игра: “Кафе “Цветик– пятицветик”.

Лабораторная работа:

1. Определение остроты зрения

2. Психофизиологические особенности зрения человека

3. Необходимость света для образования крахмала в листьях

4. Фотосинтез при разной освещенности

5. Изменение диаметра зрачка в зависимости от освещенности. Восприятие

объектов глазом Получение изображения в человеческом глазу

Элементы биофизики при изучении механики

9 класс (34 часа)

Тематическое планирование

VI. Список литературы

Кац Ц. Б. Биофизика на уроках физики. М.: Просвещение,1984.

Билимович Б. Ф. Физические викторины. М.: Просвещение,

1977.Книга для чтения по физике. М.: Просвещение, 1978.

Куприн А. М. На местности и по карте. М.: Недра, 1982.

Ракин А. Волны большие и маленькие. М.: Детская литера­тура, 1985.

ДетариЛ., Карцаги В. Биоритмы. М.: Мир, 1984. С. 103-105.Журнал «Вокруг света».

Разумовский В. Г. Основы методики преподавания физики в средней школе. М.: Просвещение, 1984. Журнал «Вокруг света». 2006. №4. С. 16.

Билимович Б. Ф. Физические викторины. М.: Просвещение,1977.

Айрапетьянц Э. Ш., Константинов А. И. Эхолокация в природе. Л., 1970.

Фант Г. Акустическая теория речеобразования / Пер. с англ.'М., 1964.

Фант Г. Физиология сенсорных систем. Ч. 2. Л., 1972.

Шмальгаузен И. И. Основы сравнительной анатомии позво­ночных животных. 4 изд. М., 1947.

Проссер Л., Браун Ф. Сравнительная физиология животных / Пер. с англ. М., 1967.

Привес М. Г., Лысенков Н. К.,

Бушкович В. И. Анатомия чело­века. Л., 1974.

Циммерман Г. С. Ухо и мозг. 2 изд. М., 1974.

Красильников В. А. Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе

Ливанов М.Н., Хризман Т.П. Пространственно-временная организация биопотенциалов мозга у человека // Естественно-научные основы психологии / Под ред. А.А. Смирном А.Р

.

Лурия, В.Д. Небылицина. М.: Педагогика, 1978.

Естественно-научные основы психологии / Под. Ред.А.А. Смирнова, А.Р. Лурия, В.Д. Небылицына. М.: Педапи н ка, 1978. С. 206-233.

Сайт http://www.moscowtnt.ru

Сайт http://www.lseptember.ru