Городская научно – практическая конференция школьников
«Юный потенциал России»
СЕКЦИЯ «Естественные науки»
ТЕМА РАБОТЫ
«Летучие мыши. Легенды и быль»
Гаджиева Анастасия Назировна,
МБОУ «СОШ №40», 7 «Б»
Жуков Кирилл Дмитриевич,
МБОУ «СОШ №40», 7 «Б»
Руководитель:
Авдеева Г.Б., учитель биологии
МБОУ «СОШ № 40»
г. Норильск, 2013г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Аннотация | 3 |
| Рецензия | 4 |
| Введение | 5 |
| Сенсорные органы | 6 |
| Эхолокация. Человеческая эхолокация | 7 |
| Ультразвук и его применение в медицине | 8 |
| Заключение | 10 |
| Список литературы | 12 |
АННОТАЦИЯ
Гаджиева Анастасия Назировна, МОУ «СОШ №40», 7 «Б» класс, Жуков Кирилл Дмитриевич, МОУ «СОШ №40», 7 «Б» класс;
г. Норильск Муниципальное бюджетное образовательное учреждение « Средняя общеобразовательная школа № 40»;
«Летучие мыши. Легенды и быль»;
Руководитель: Авдеева Галина Борисовна, учитель биологии МБОУ «СОШ№40»;
Существует наука Бионика, которая пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов. Летучие мыши это один из живых объектов, которые обладают уникальной способностью использовать для ориентации в пространстве эхолокацию: издаваемые ими ультразвуковые импульсы отражаются от предметов и улавливаются ушными раковинами. Человека тоже можно научить распознавать звуковые волны, отражённые окружающими объектами. Такая методика ориентации уже разработана и преподаётся слепым людям. Кроме этого люди научились использовать ультразвук в медицине. УЗИ аппараты широко применяются для исследований заболеваний мягких тканей (для исследования костных тканей данные аппараты не применяются). УЗИ аппараты «работают» на операциях, взятии сложных анализов и выполняют функцию «третьего глаза» для медицинского персонала. При наблюдении за беременными и развитием плода УЗИ аппараты являются незаменимыми помощниками для работников женских консультаций и перинатальных центров.
Очень важно, чтобы человек с раннего возраста заботился о своем здоровье. А одним из «помощников» у него могут быть медицинские аппараты, созданные на основе моделирования процессов жизнедеятельности живых объектов.
РЕЦЕНЗИЯ
на работу «Летучие мыши. Легенды и быль» учащихся 7 «Б» класса Гаджиевой Анастасии и Жукова Кирилла.
Итогом работы Гаджиевой Анастасии и Жукова Кирилла является не только систематизация полученных знаний по теме «Рукокрылые», но и показать возможность практического применения этих знаний в жизни человека.
В своей работе авторы дают подробный анализ эхолокации, то есть ориентировки с помощью ультразвука в мире животных и выясняют, как человек использует эти свойства в человеческой эхолокации и практической медицине.
Авторами проведена серьезная исследовательская работа по использованию ультразвука в кабинетах УЗИ. На практике познакомились с механизмом распространения ультразвука и диагностикой с его помощью.
Авторы грамотно применяют и аргументируют использование бионики - науки, пограничной между биологией и техникой, решающей инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов.
Актуальность данной работы не вызывает сомнения, т.к. предполагается использовать ее на занятиях по биологии, уроках ОБЖ, элективных курсах и внеклассной работе, что делает работу практически - значимой. В перспективе можно продолжить работу по исследованию биологических объектов, их строения. Использование этих свойств, в практической деятельности человека.
Учитель биологии МБОУ «СОШ№ 40» ______________ Авдеева Г.Б.
ВВЕДЕНИЕ
После того как Колумб и последовавшие за ним путешественники привезли в Европу страшные рассказы о крылатых демонах ночи, сосущих кровь человека, знаменитый систематик Карл Линней скорее под впечатлением этих рассказов, чем следуя обычной своей обстоятельности, толком не разобравшись, назвал вампиром - призраком самую большую американскую летучую мышь.[1] С тех пор ее именуют большой вампир. К этому незаслуженному имени необходимое ради точности и справедливости слово «ложный» не всегда даже и прибавляют. В поверьях почти всех времен у разных народов летучие мыши названы друзьями черта и прочих злых духов. Древние греки посвятили летучих мышей Персефоне, супруге Аида, властителя царства теней. В Индии они - болотные духи: согласно поверьям, подстерегают по ночам одиноких путников, чтобы заманить их в трясину. Много – много подобных и еще худших небылиц суеверная фантазия нагромоздила вокруг летучих мышей. Стоит ли говорить, что в этих выдумках нет ни крупицы правды? Эта единственная группа летучих млекопитающих состоит из видов всех размеров - начиная с таиландской крохотной летучей мышки-шмеля весом в несколько граммов и заканчивая индонезийской летающей лисой с размахом крыльев почти в два метра. Хотя народное поверье гласит, что летучие мыши слепы, все они видят, но большинство мышей больше доверяют не глазам, а своему эхолокационному устройству. Испуская звуковые сигналы сверхвысокой частоты, примерно 10 раз в секунду,[2] они принимают звуковые волны, отражающиеся от предметов. Все это послужило мотивацией к сбору материала и написанию исследовательской работы. Работая над темой « Летучие мыши. Легенды и быль» мы решили узнать особенности летучих мышей и выяснить, как человек использует эти свойства в практической медицине.
Цели:
1. Заложить основы биологического мировоззрения.
2. Изучить особенности строения летучих мышей, использование эхолокации для ориентации в пространстве.
- сенсорные органы;
- эхолокация, человеческая эхолокация;
- ультразвук и его применение в медицине.
Задачи:
1. Сбор материалов в СМИ.
2. Узнать об особенностях распространения ультразвука в разных средах, особенность устройства эхолокаторов у летучих мышей и их ориентации в окружающей среде.
3. Провести расследование о возможностях человеческой эхолокации.
4. Выявить возможность использования ультразвука в практической деятельности человека.
5. Представить результаты работы в виде диаграммы, презентации.
6. Уметь находить необходимую информацию, полученную из разных источников.
Предмет – Класс Млекопитающие. Отряд Рукокрылые. Летучие мыши.
Объект - практическое применение эхолокации человеком.
Гипотеза - мы предположили, что если летучие мыши, используя эхолокацию, обладают уникальной возможностью ориентироваться в окружающей среде при помощи ультразвука. Мы найдем и проанализируем собранный материал о способностях и человека использовать эхолокацию как в индивидуальных целях, так и медицине. А также подготовим и проведем встречи с медицинскими работниками МСЧ №3, которые работают с ультразвуковыми приборами. Обобщим полученную информацию о качестве диагностики и лечении с использованием УЗИ по району Кайеркан.
Методы:
а) теоретический: анализ документов, литературы по теме исследования, поиск информации в СМИ, систематизация полученных результатов.
б) эмпирический: интервью, беседа с медработниками МСЧ№3.
Характеристика источников:
Энциклопедия для детей: Т 2.Биология.-2-е издание. М.:Аванта+, 1996.-704с.:ил. Раздел: Рукокрылые. Данное издание глубже рассматривает вопросы, связанные с особенностями строения и эхолокацией рукокрылых (на примере летучих мышей) Небольшие по объему статьи дают понятия о среде обитания, систематике летучих мышей и о легендах и мифах, которые связаны с этими животными. Большую ценность для исследования темы представили нам работники МСЧ №3 в лице врача кабинета УЗИ Наргис Самеджоновны Акрамовой и заведующей рентгенологического отделения Ириной Владимировной Кондыревой.
Научная новизна исследования заключается в том, что данная работа позволяет заложить основы биологического мировоззрения о использовании человеком особенностей строения живых объектов и практическое применение, этих особенностей, в различных областях, а также сопоставить и дать оценку качеству их работы.
СЕНСОРНЫЕ ОРГАНЫ
Летучие мыши – из отряда рукокрылых млекопитающих. [3] Рукокрылые единственные из зверей овладевшие истинным, машущим полетом. Органы осязания разнообразны и, кроме обычных осязательных телец и вибрисс, представлены многочисленными тонкими волосками, разбросанными по поверхности летательных перепонок и ушных раковин.
ЭХОЛОКАЦИЯ. ЧЕЛОВЕЧЕСКАЯ ЭХОЛОКАЦИЯ
Хотя народное поверье гласит, что летучие мыши слепы, все они видят, но большинство мышей больше доверяют не глазам, а своему эхолокационному устройству. Летучие мыши являются «чемпионами слуха». Слух исключительно тонкий. Диапазон слышимости огромный, в пределах от 12 до 190000 Герц. Для них слух более важное чувство, нежели зрение. [2]
Звук, как известно, - это колебательные движения, распространяющиеся волнообразно в упругой среде. Одно колебание в секунду называют герцем, а тысячу – килогерцем. Человеческое ухо слышит лишь звуки с частотой колебания от 16 – 18 герц до 20 килогерц. Более высокочастотные акустические колебания – уже ультразвук, нам не слышный. Ультразвуками летучие мыши «ощупывая» окрестности, наполняют окружающее их пространство, сокращённое мраком, до самых ближайших обозримых глазом предметов. В гортани летучей мыши в виде своеобразных струн натянуты голосовые связки, которые, вибрируя, производят звук. Гортань ведь по своему устройству напоминает обычный свисток. Выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через неё, возникает «свист» очень высокой частоты, до 150000 герц. Летучая мышь может периодически задерживать поток воздуха. Затем он с такой силой выбрасывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление, проносящееся через гортань, воздуха вдвое больше, чем в паровом котле. Неплохие достижения для зверька весом от 5 до 20 граммов!
В гортани летучей мыши возбуждаются кратковременные звуковые колебания – ультразвуковые импульсы. В секунду следует от 5 до 60, а у некоторых видов даже от 10 до 200 импульсов. Каждый импульс, «взрыв», длится обычно всего две – пять тысячных долей секунды (у подковоносов пять – десять сотых секунды). Краткость звукового сигнала – очень важный физический фактор. Лишь благодаря ему возможна точная эхолокация, то есть ориентировка с помощью ультразвуков.
От препятствия, которое удалено на 17 метров, отраженный звук возвращается к зверьку приблизительно через 0.1 секунды. Если звуковой сигнал продлится больше 0.1 секунды, то его эхо, отраженное от предметов, расположенных ближе 17 метров, зверёк услышит одновременно с основным звучанием. Действительно, опыты показали, что летучие мыши перед стартом издают в секунду лишь пять – десять ультразвуковых импульсов. В полёте учащают их до тридцати. С приближением к препятствию звуковые сигналы следуют ещё быстрее – до 50 – 60 раз в секунду. Некоторые летучее мыши во время охоты на ночных насекомых, настигая добычу, издают даже 250 «криков» в секунду. Эхолокатор летучих мышей – очень точный навигационный «прибор»: он в состоянии запеленговать даже микроскопически малый предмет – диаметром всего 0.1 миллиметра!
С помощью эхолотов, которыми их наделила природа, летучие мыши не только ориентируются в пространстве, но и охотятся за своим хлебом насущным: комарами, мотыльками, жуками и прочими ночными насекомыми.
Нам стало интересно узнать, а способен ли человек использовать эхолокацию. Оказалось, что для ориентировки в мире люди со зрительными нарушениями вполне могут использовать эхолокацию,[3] причём — собственную, «природную», не требующую применения никаких технических приспособлений. Удивительно, что человек с такими умениями может многое, даже кататься на велосипедах или роликовых коньках. Кажется невероятным, но использовать эхолокацию люди могут, в общем-то, так же, как ею пользуются животные, вроде летучих мышей или дельфинов. Человека можно научить распознавать звуковые волны, отражённые окружающими объектами. Соответственно, если бы у человека была возможность узнать, где и что находится, то он мог бы перемещаться в пространстве безо всяких проблем. Такая методика ориентации уже разработана и преподаётся слепым людям.
Разработчик и популяризатор человеческой эхолокации– Дэниел Киш. Сам он совершенно слепой и научился ориентироваться в окружающем мире с помощью звуков. Суть способа очень проста: он щёлкает языком и слушает эхо, возникающее при отражении звуков от разных поверхностей. Среди самых успешных учеников, занимавшихся по методике Киша, хорошо известен Бен Андервуд . Когда Бену было всего три года, он потерял оба глаза из-за рака сетчатки. Сейчас ему 14, однако, ведёт он себя так же, как и все его ровесники, например, играет в футбол с друзьями, катается на скейтборде.
УЛЬТРАЗВУК И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ
Чтобы узнать применение ультразвука в медицине, мы отправились в Медсанчасть №3 в кабинет УЗИ. Там работает Акрамова Наргис Самеджоновна.
С ее слов мы узнали, чтобы работать с аппаратом УЗИ, нужно закончить Мед. Университет. Новые аппараты УЗИ появились в Норильске в 2010 году. Аппарат совершенно безвреден, и его можно использовать даже с маленькими детьми. Скорость ультразвука в аппарате УЗИ достигает 1540 м/c. Первые аппараты, использующие ультразвук, появились в военно-морском флоте. Их скорость в воде достигала 1070 м/с. В 1958 году аппараты УЗИ стали использовать в медицине. Самыми первыми пациентами были моряки и лётчики. Первые аппараты для использования ультразвука в диагностических целях начали конструироваться еще в 1955 году и на сегодняшний день аппараты УЗИ стали настолько совершенны, что позволяют получать почти всю необходимую для установки диагноза информацию.
УЗИ аппараты широко применяются для исследований заболеваний мягких тканей (для исследования костных тканей данные аппараты не применяются), определения кист, наполненных жидкостью и плотных образований (опухоли). Также УЗИ аппараты широко применяется при обследовании внутриутробного развития плода.
УЗИ аппараты «работают» на операциях, взятии сложных анализов и выполняют функцию «третьего глаза» для медицинского персонала. При наблюдении за беременными и развитием плода УЗИ аппараты являются незаменимыми помощниками для работников женских консультаций и перинатальных центров.
Исследование, которое проводят УЗИ аппараты, необходимо, для так называемой визуализации. При этом они не дают полного представления об исследуемом новообразовании и не позволяют дать заключение о характере опухоли.
Принцип действия аппаратов ультразвукового исследования основан на том, что ультразвуковые волны имеют такое свойство – отражаться от тканей разных плотностей по разному. Так, датчик, который прикладывают к поверхности кожи или вводят внутрь тела, излучает звуковые волны такой высокой частоты, что их не воспринимает человеческий слух. Отражаясь от имеющих разную плотность тканей и органов, эти волны возвращаются обратно и воспринимаются тем же датчиком, что позволяет использовать данные об изменения плотности для получения информации о контурах органов. Оптимальной средой для прохода ультразвуковых волн является жидкость, а газ препятствует их прохождению, именно поэтому перед УЗИ зачастую необходима специальная подготовка – наполнение мочевого пузыря. Современные аппараты, благодаря техническим усовершенствованиям и новому программному обеспечению позволяют получить не плоское, а трехмерное, объемное изображение в режиме реального времени. Новые модели,[4] которые дают возможность получать трехмерное изображение с помощью ультразвуковых волн, начали выпускать в 1996 году, и они сразу же стали очень востребованными, так как не только врачи оценили преимущества получения информации таким способом, но и многие молодые родители обрадовались возможности увидеть своего будущего, еще не рожденного ребенка. Модуль, который содержит необходимые электронные платы и специально сконструированные датчики – вот и вся разница между новым и старым аппаратом УЗИ, но разница в изображении, которые они выдают очень значительна – трехмерное, объемное изображение больше похоже на обычную видеосъемку и оно позволяет видеть органы или плод в движении.
Диагностика на аппарате УЗИ пользуется большой популярностью среди жителей Норильского промышленного района. Согласно статистическим данным, кабинет УЗИ стали посещать не только работающие, но и обязательной стала диспансеризация учащихся школ района Кайеркан и в целом НПР. Начиная, с одного месяца жизни младенцы также проходят обследование на аппаратах УЗИ. Число «маленьких» пациентов возросло с 15% до 25%, а если взять показатели вместе со школьниками, то этот показатель возрос до 40%
В кабинете у стоматолога мы тоже узнали о использовании ультразвука при лечении зубов. Современным прибором для проведения профессиональной гигиены полости рта является система Vector.[4] Она позволяет: тщательно удалять над- и поддесневые зубные отложения, эффективно орошать пародонтальные карманы, уничтожая бактерии и эндотоксины с поверхности корня, проводить бережную полировку поверхности зубов, зубных протезов и имплантатов, деэпителизацию поверхности зубодесневого кармана.Vector – это ультразвуковой прибор с частотой колебаний около 25000 Гц, имеющий различные типы наконечников и насадок. Специальный наконечник с металлическим кольцом обеспечивает движение насадки не в горизонтальной плоскости, а в вертикальной (вдоль оси зуба). Инструмент работает точно линейно, параллельно поверхности зуба без вращения и ударов.
При рассечении мягких тканей ультразвуковым ножом, лезвие которого совершает продольные ультразвуковые колебания, взаимодействует с тканью лишь кромка лезвия, обеспечивая процесс микрорезания, существенно усиливающего режущие свойства инструмента.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, завершая работу, мы пришли к выводу, существует наука Бионика, которая пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов. Летучие мыши это один из живых объектов, которые обладают уникальной способностью использовать для ориентации в пространстве эхолокацию: издаваемые ими ультразвуковые импульсы отражаются от предметов и улавливаются ушными раковинами. Человека тоже можно научить распознавать звуковые волны, отражённые окружающими объектами. Такая методика ориентации уже разработана и преподаётся слепым людям. Кроме этого люди научились использовать ультразвук в медицине. УЗИ аппараты широко применяются для исследований заболеваний мягких тканей (для исследования костных тканей данные аппараты не применяются). УЗИ аппараты «работают» на операциях, взятии сложных анализов и выполняют функцию «третьего глаза» для медицинского персонала. При наблюдении за беременными и развитием плода УЗИ аппараты являются незаменимыми помощниками для работников женских консультаций и перинатальных центров.
Очень важно, чтобы человек с раннего возраста заботился о своем здоровье. А одним из «помощников» у него могут быть медицинские аппараты, созданные на основе моделирования процессов жизнедеятельности живых объектов.
Предложения:
Передать материал в школьный краеведческий музей.
Использовать его на занятиях по биологии, уроках ОБЖ, элективных курсах и внеклассной работе, что делает работу практически- значимой
Перспективы развития исследования:
В дальнейшем продолжить работу по исследованию биологических объектов, их строения. Использование этих свойств, в практической деятельности человек
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Совет директоров: Мария Аксенова, Георгий храмов. Редакционная группа: Дукельская Е, Кошель С, Кудрявцева И и др. Энциклопедия для детей. Биология. М., «Аванта +», 1997 /Акимушкин И// Летучие мыши-С594
Молис С.А. Книга для чтения по зоологии: Пособие для учащихся.-М.: Просвещение, 1981/ С.А.Молис// Рукокрылые- С102
http://ru.wikipedia.org/
http://images.yandex.ru/
Получите свидетельство
Вход
Исследовательская работа по биологии на тему «Летучие мыши. Легенды и быль» (0.1 MB)
0
2328
134
Нравится
0
