Муниципальное бюджетное

общеобразовательное учреждение города Иркутска средняя общеобразовательная

школа №10 им. П.А.Пономарева

Институт повышения квалификации работников образования города Иркутска

ХРОНОБИОЛОГИЯ

для учащихся 9 классов основной школы (16 часов дополнительного образовательного времени)

Автор: Лойко Ирина

Николаевна,

учитель МБОУ г. Иркутска

СОШ №10 им. П.А.Пономарева

г. Иркутск

Пояснительная записка

Данная программа предназначена для учащихся 9 классов основной школы и рассчитана на 16 часов дополнительного образовательного времени.

Актуальность данной темы заключается в изучении новой молодой развивающейся науки, соблюдая основные принципы которой, можно значительно улучшить здоровье, внешний вид и качество жизни. Модные «тусовки», компьютеры, несоблюдение распорядка дня существенно изменяют работу физиологических систем особенно в молодых подростковых организмах. Гипертония, ожирение, диабет и прочие болезни стали возможными в раннем возрасте. Знания о науке хронологии помогут решить многие проблемы жизни.

Цель курса: научиться организовывать свою деятельность в соответствии с возможностями организма, улучшать здоровье и продлить активную жизнь без какого-либо чужеродного вмешательства в организм.

Поставленные задачи для ученика последовательны и имеют практическое подтверждение:

1. Ознакомиться с понятиями хронобиологии.

2. Знать классификацию биологических ритмов.

3. На основе литературных источников определить основные биологические ритмы и их влияние на организм человека.

4. Изучить физиологические механизмы собственного организма, практическими действиями подтвердить их ритмичность.

5. Создать и защитить проект «Ритмы и жизнь».

Содержание элективного курса способствует развитию содержания базового курса биологии, что позволяет поддерживать изучение смежных учебных предметов (например, химии, физики) на профильном уровне и получить дополнительную подготовку для сдачи выпускного экзамена по биологии. А также способствуют удовлетворению познавательных интересов в различных областях деятельности человека, так как содержит и обязательный уровень знаний и доступный дополнительный, соответствующий общему образованию и обеспечивающий дополнительный уровень подготовки. Новизна изучаемой программы заключается в использовании современных образовательных технологий, например, метод проектов, тьюторское сопровождение при выполнении исследовательских работ. Новизна самого элективного курса - это изучение достижений новых развивающихся наук. Курс соответствует концепциям биологического образования - подготовка биологически и экологически грамотного человека, который должен понимать значение жизни и строить свои отношения с природой на основе уважения, обладать экологической культурой, ориентироваться в смежных дисциплинах, владеть навыками практического применения.

Основные требования к результатам учебной деятельности учащихся. Учащиеся должны:

• Знать и понимать определения и термины науки хронобиологии, историю, связь с другими науками, методы изучения и роль в жизни всего живого; классификацию биологических ритмов по времени, по функциям, по происхождению, по уровню живой материи; примеры из жизни живых организмов; об основных областях применения хронобиологических знаний в науке.

• Уметь воспользоваться полученными знаниями на практике; оценить и аргументировать новую информацию и достижения науки хронобиологии; работать с учебной и научно-популярной литературой, готовыми реферативными работами Интернета; выполнять творческие, исследовательские работы, сравнивать и анализировать, владеть языком предмета, развивать логическую последовательность и доказательность.

В программе даётся распределение материала по разделам и темам (в часах). Для углубления знаний и расширения кругозора рекомендуется использовать на занятиях технические средства (видео, проектор, DVD, компьютеры), посетить обсерваторию, выставки природы, музеи. Для повышения образовательного уровня и получения навыков по практическому использованию полученных знаний программой курса предусматривается выполнение практических работ, проектных индивидуальных и групповых творческих заданий и сравнительный анализ «Дневника здоровья».

С целью проверки усвоения учащимися содержания курса желательно использовать индивидуальные задания (мини-сообщения, творческие работы, кроссворды, ребусы), методы опроса развивающего характера (тесты, задания со свободным ответом и задания практической направленности). Основным оценочным критерием при выполнении практических работ является «зачёт». Итоговый зачёт - это презентация «Ритмы и жизнь», выполненная в свободном творческом стиле группой учеников или индивидуально при помощи компьютерных программ с использованием фотографий, фотоколлажей, рисунков по желанию учащегося. Особое значение должно быть уделено «Дневникам здоровья». Полученный результат можно использовать как исследовательскую валеологическую работу.

В программе приведён список использованной литературы, рекомендуемой для учителя, и список литературы для учащихся.

Учитывая вышеизложенное, содержание данной программы направлено на развитие мотивации личности к познанию и творчеству, расширение профессионального кругозора, интеллектуальное развитие, чтобы учащиеся могли выбрать сферу приложения своих сил и удовлетворения образовательных потребностей в будущем.

Содержательный блок:

а) тематическое или учебно-тематическое планирование курса (основные содержательные линии с указанием примерного количества часов, т. е. времени, необходимого на изучение);

б) последовательный перечень тем с их кратким содержанием (тезисным изложением);

г) перечень основных изучаемых/ формируемых понятий;

д) список литературы, рекомендуемой для педагогов и учащихся.

Учебно-тематическое планирование

№

Раздел

Тема

Кол-во час

Формы и методы работы

Формы дополнительных заданий и контроля

1

Введение. Хронобиология как наука

1 ч

Лекция.

Порядок во Вселенной, общие законы и закономерности развития жизни на Земле

4 ч

2

Познание Вселенной - цель разумной деятельности человека.

1

Индивидуальная работа: сообщения по астрономии. Работа с картой звездного неба.

Вечерний экскурс - посещение обсерватории или наблюдение за звездным небом.

3

Цикличность в жизни растений и животных.

1

Урок рассуждения, анализа.

Креативная творческая работа - мастерская настроения ритма.

4

Биологические ритмы. Классификация и сравнительная характеристика биологических ритмов.

1

Лекция.

Задание по созданию «Дневника здоровья»

5

Единство органического мира

1

Лекция. DVD-фильм BBC о работе головного мозга

Мини-зачет с учетом тем из кодификатора к ЕГЭ

Биологические ритмы по времени

5 ч

6

Суточные и циркадные ритмы

1

Урок - ролевая игра «День - ночь», DVD-фильм BBC о механизме сна

Предварительное обсуждение результатов «Дневника здоровья»

7

Месячные ритмы (29,5 суток)

1

Рассказ учителя (объяснительно-иллюстративный)

Конкурс плаката «Ритмы жизни»!»

8

Сезонные (годовые) ритмы

1

Урок репортаж с места событий (телеурок)

Изготовление ребусов, кроссвордов

9

11- летний цикл Солнечной активности

1

Лекция. Видео фильм о солнечной активности.

Индивидуальные задания с проблемными вопросами

10

Природный ритм в 1850 лет. Связь биологических ритмов по времени с ритмами по уровням развития, по роду процессов и их функциям

1

Круглый стол по вопросам крупномасштабных катастроф

Тест - задания со свободным ответом и задания практической направленности

Единство теории ритмики - будущая задача

3 ч

11

Влияние освещенности на фотосинтез в зеленом растении

1

Практическая исследовательская работа

Исследования природы, физической и химической сущно­сти механизма биоритмов с оформлением результатов и созданием отчета по теории ритмов.

12

Этология животного в условиях недостаточной освещенности и температуры

1

Практическая исследовательская работа

13

Изучение физиологических параметров состояния человека

1

Практические исследовательские работы

Зачет

3 ч

14

1. Создание коллективной или индивидуальной презентации одного из ритмов, периодов и т.д.

Алгоритм создания презентаций

15

2. Работа с дневниками здоровья

Способы анализа результатов

16

3. Защита собственных проектов.

Итоговый зачет.

Содержание изучаемого элективного курса «Хронобиология» (16 часов)

1. Введение. Хронобиология как наука. (1 час).

История науки хронобиологии. Труды античных философов Гераклита, Платона, Аристотеля и др. Развитие науки в средние века и эпоху Возрождения (Ф. Бэкон, Т. Браге, И. Кеплер и др.). Открытие суточного движения листьев французским астрономом Ж. Ж. де Мераном (1729), голландским ботаником А. Клейнхонте и немецким учёным Э. Бюннингом (1930). «Цветочные часы» К.Линнея. Открытие фотопериодизма у растений - американцы У. У. Гарнер и Х. А. Аллард (1920). Работы зарубежных (А. Йорес и Ю. Ашофф (ФРГ), Я. Мёллерстрём и Э. Форсгрен (Швеция), Дж. Хейстингс, Ф. Браун и Ф. Халберг (США), Дж. Клаудсли-Томпсон, Дж. Харкер (Великобритания)) и русских ученых (И. М. Сеченов, И. П. Павлов, В. М. Бехтерев. Н. Е. Введенский, А. А. Ухтомский, К. М. Быков, А. С. Данилевский, А. Л. Чижевский, В.В.Ларин).

Основные цели и задачи. Связь с другими науками. Изучение ритмических процессов на разных уровнях организации живого. Методы изучения ритмов жизни. Роль науки хронобиологии.

2. Порядок во Вселенной, общие законы и закономерности развития жизни на Земле. (5 часов).

Познание Вселенной - цель разумной деятельности человека. Основные астрономические сведения о Земле, Луне, звездах и планетах. Солнце как ближайшая к нам звезда. Световой год. Уникальность планеты Земля. Планета Земля как среда обитания живых организмов. Особенности расположения Земли в Солнечной системе, её вращение, строение, обеспечивающие возможность жизни на планете.

• Работа с картой звездного неба, географические атласы Земли, наблюдение в вечернее время за звездным небом

• Экскурсия в лабораторию астрономии. Рассматривание в телескоп поверхности Луны и возможных звезд и планет.

Цикличность в жизни растений и животных. Зависимость расселения от Солнца, высотная поясность, зональность. Закон однонаправленности потока энергии. Пищевые закономерности. Инстинкты. Мотивация. Миграции. Перелеты. Листопад.

• Креативная творческая работа - мастерская настроения ритма. Задание по технологии арт-терапии: продумать в цвете настроение осени, лета, весны, зимы. Желательно использовать музыку П.И.Чайковского «Времена года"

Определение понятия биологический ритм. Основные параметры. Классификация и эволюционные аспекты формирования современных биоритмов. Характеристика ритмов по времени (периоды, циркаритмы), по биологической системе (клетка, организм), по роду процесса (экзогенные, эндогенные), порождающего ритм и по функции (физиологические, экологические), которую выполняет ритм. Экзогенные биологические ритмы: фотопериодичность, термопериодичность, баропериодичность, колебания электромагнитного поля Земли, интенсивность космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно - лунные влияния; социальные влияния, характерные для человека. Эндогенные биологические ритмы: нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме. Физиологические и экологические (адаптивные) ритмы. Механизмы человеческого организма, работа желез, основные биологически активные вещества.

• Сравнительный анализ биологических ритмов.

• Практическая работа. Составить собственный дневник наблюдений за биологическими ритмами организма

Единство органического мира. Общая картина закономерности развития и распространения биологических организмов. Природные катастрофы, их отношение к хронобиологии. Концепция трех ритмов, современный взгляд на её суть. Теории о пейсмейкерах (водителях ритма) человеческого мозга. Положения о временной организации живых систем, в том числе - человека - один из основных принципов биологической организации, важность для анализа патологических состояний живых систем.

• Просмотр DVD-фильма BBC о работе головного мозга

• Мини-зачет с учетом тем из кодификатора к ЕГЭ.

3. Биологические ритмы по времени. (5 часов)

Суточные и циркадные ритмы: смена дня и ночи; распределение энергии Солнца, изменение температуры воздуха; растительные биочасы; сон человека; работа организма в течение суток: суточная работа печени, кишечника, изменение ионного состава организма в течение суток; приливы и отливы, их механизм; физические параметры жизни. При­способления живых организмов к вращению Земли (наблюдения де Мерана). Единство организма и природы, причины нарушения этой гармонии.

Месячные ритмы (29,5 суток): приливы максимальные, обострение сердечно-сосудистых заболеваний вследствие электрических и магнитных полей, поглощение кислорода сельскохозяйственными растениями, периоды размножения особенно морских животных, интенсивность брожения вина. Репродуктивный цикл женского организма (шимпанзе, человек).

• Конкурс плаката «Ритмы жизни»!». При создании плаката использовать примеры из жизни растений, животных, бактерий и грибов. Приготовить защиту плаката в форме стихотворения, песни, рассказа и т.д.!

Сезонные (годовые) ритмы: сезонные изменения растений, листопад, цветение, плодоношение и другое; перелеты птиц; анабиоз; миграции рыб, связанные с нерестом; трудовая деятельность человека: строительство, речной промысел и другое; сезонная депрессия человека; смертность, заболевания по сезонам. Культура, религия, религиозные праздники, связанные с трудовой деятельностью. Зависимость всего живого от фотопериодизма.

11- летний цикл Солнечной активности (Генрих Швабе): солнечная активность (9-14 лет, в среднем 11,5 лет); интенсивные течения, магнитные бури, повышение температуры, облачные фронты, грозы, лето холодное и дождливое. Роль Солнца для жизни на Земле. Чижевский гелиобиолог о солнечно-земных связях. Эпидемии, массовые насекомые, миграции рыб, развитие водорослей и полипов. Проявление физиологических ритмов человека: состав крови, свертываемость крови, заболевания сердца. Активность людей, массовые собрания и митинги. Роль Юпитера на Солнце!

• Просмотреть видео фильм о солнечной активности. (Можно посетить солнечную обсерваторию в Листвянке!)

• Приготовить информацию о крупномасштабных катастрофах,

Природный ритм в 1850 лет: связь Луны, Земли и Солнца; крупномасштабные приливные волны, течения, круговороты; «ледовитость» морей. Ледниковые периоды и потепления.

Связь биологических ритмов по времени с ритмами по уровням развития, по роду процессов и их функциям.

4. Единство теории ритмики - будущая задача (3 часа).

Исследования природы, физической и химической сущно­сти механизма биоритмов:

• практическая работа «Влияние освещенности на фотосинтез в зеленом растении»

• практическая исследовательская работа «Этология пресмыкающегося в условиях недостаточной освещенности и температуры. На примере любого животного»

• практическая исследовательская работа «Изучение физиологических параметров состояния человека: измерение артериального давления, самооценка здоровья, измерение температуры тела, сон». «Влияние условий труда на работоспособность, определение освещенности помещения».

5. Зачет:

1 Работа с дневниками здоровья (см. Приложение)

2. Создание коллективной презентации одного из периодов

3. Защита собственных проектов

Перечень основных изучаемых/формируемых понятий

Понятия, термины

Определения

Биологические ритмы

Периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера проявления биологических процессов и явлений. Биологические ритмы - всеобщее явление в живой природе. Различают экзогенные и эндогенные биологические ритмы.

«Биологические часы»

Генетически закрепленная цикличность биологических процессов в организме.

Гистерезис

отставание во времени реакции частей организма от вызывающего ее внешнего воздействия.

Годичные ритмы

Биологические ритмы, повторяющиеся с годичной периодичностью. В высоких широтах основной причиной выработки годичных ритмов служит меняющаяся длина светового дня. В низких широтах годичные ритмы связаны с сезонной неравномерностью выпадения осадков.

Закон однонаправлен-ности потока энергии

Энергия, которую получает сообщество (биогеоценоз, экосистема) и которая улавливается продуцентами, вместе с их биомассой необратимо передается консументам первого, второго и т.д. порядков, а затем редуцентам, с падением потока на каждом из трофических уровней в результате процессов, сопровождающих дыхание.

Инстинкт

Эволюционно выработанная врожденная приспособительная форма поведения, свойственная данному виду животных, представляющая собой совокупность унаследованных сложных реакций, возникающих в ответ на внешние и внутренние раздражения.

Концепция трех ритмов

Человеку присущи особые ритмы: 23 - суточный (физический), 28 - суточный (эмоциональный) и 33- суточный (интеллектуальный).

1. Все три ритма возникают одновременно в момент рождения, или же в момент самого зачатия - образования зиготы.

2. Все три ритма имеют строго синусоидальную форму, не изменяющуюся на протяжении всей жизни человека, и, следовательно, неизменную частоту, т.е. длительность периода.

3. Положительная часть каждой синусоиды (полуволна, расположенная выше так называемой нулевой линии, горизонтали, проведенной по середине между максимумами и минимумами) соответствует периодам подъема физической, эмоциональной и умственной активности, а отрицательная её часть (полуволна, расположенная ниже указанной горизонтали) характеризуется периодом упадка, снижения этих видов активности. В дни подъема физических сил спортсмены достигают максимальных результатов, в дни спада результаты минимальные.

Лунные ритмы

Биологические ритмы, соответствующие по циклу фазам Луны (29.53 суток) или лунным суткам (24.8 часов). Лунные ритмы характерны для морских растений и животных.

Миграция

Перемещение животных на значительные расстояния за пределы трофического или репродуктивного ареала. Может быть периодичным, непереодичным, вертикальным или горизонтальным перемещением за сезон, год или ряд лет.

Мотивация

Совокупность множества факторов, влияющих на проявление и характер любой поведенческой реакции.

Палоло

Многощетинковый червь. Лунно-месячный ритм (29,4 сут) соответствует периодичности изменения уровня морских приливов и проявляется в ритмичности цикла размножения червя палоло.

Приливные ритмы

Биологические ритмы с периодичностью, равной циклам морских приливов (24.8 или 12.4 ч). Приливные ритмы характерны для многих морских растений и животных прибрежной зоны.

Световой год

Суточные ритмы

Биологические ритмы с суточной периодичностью. Суточные ритмы характерны для большинства биохимических, цитологических, физиологических и психологических процессов. У человека около 100 физиологических функций подчинены суточным ритмам.

Теория о пейсмейкерах

Пейсмекер - ритмоводитель в головном мозге, например, в супрахиазменных ядрах гипоталамуса пейсмекеры бодрствования и сна. Имеются определенные наборы ритмов, которые должны быть подчинены общему ритмоводителю.

Физиологические ритмы

Рабочие циклы функционирования клеток, органов и систем организма с периодами от миллисекунд до минут. Физиологические ритмы модулируются суточными, годичными и другими биологическими ритмами.

Фотопериодизм

Реакция организмов на суточный ритм лучистой энергии, т. е. на соотношение светлого и тёмного периодов суток. Ф. присущ растениям и животным и проявляется в разнообразных процессах жизнедеятельности.

Фотопериодизм у растений

Способность перехода от развития и роста вегетативных органов растений к формированию репродуктивных, к зацветанию под влиянием фотопериодов.

Фотопериодизм у животных

Способность реагировать на изменение продолжительности дня и ночи в суточном цикле присуща многим группам животных: насекомым, клещам, рыбам, птицам, млекопитающим и др. Фотопериодические реакции животных контролируют наступление и прекращение брачного периода, плодовитость, осенние и весенние линьки, переход к зимней спячке, чередование обоеполых и партеногенетических поколений, миграции, развитие (активное или с диапаузой) и др. сезонные приспособительные явления.

Хронобиология

Биоритмология, раздел биологии, изучающий условия возникновения, природу, закономерности и значение биологических ритмов. Х. исследует ритмические процессы на различных уровнях организации живого.

«Цветочные часы»

Набор высаженных на небольшой площади травянистых растений, цветки которых открываются и закрываются в определённое время суток (с точностью до ¹/₂-1 ч).

Цикаритмы

Группа биологических ритмов с периодами, близкими к геофизическим постоянным: солнечным суткам (24 часов), лунным суткам (24.8 или 12.4 часов), лунному месяцу (29.53 суток) и астрономическому году (365.25 суток).

Циклы активности

Периодические изменения характера поведения и физиологических процессов у животных и у растений.

Циркадные ритмы

Околосуточные биологические ритмы с периодом от 20 до 28 часов.

Цирканные ритмы

Окологодичные биологические ритмы с периодом от 10 до 13 месяцев. Цирканные ритмы в чистом виде наблюдаются только в лабораторных условиях

Экзогенные биологические ритмы

Биологические ритмы, отражающие воздействия внешней среды и зависящие от физического состояния организма.

Эндогенные биологические ритмы

Нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.

Список литературы, рекомендуемой для педагогов и учащихся

1. Биологические ритмы: В 2 т.: Пер. с англ. / Под ред. Ю. Ашоффа. - М.: Мир, 1984. Т.1. - 412 с.; Т.2. - 262 с.

2. Доскин В.А., Лаврентьева Н.А. Ритмы жизни. - М.: Медицина, 1980. - 112 с. - (Науч.-попул. мед. литература).

3. Красоткина И.Н. Биоритмы и здоровье. - М.: Искатель, 2002. - 222 с. - (Здоровый образ жизни).

4. Куприянович Л.И. Биологические ритмы и сон / АН СССР. - М.: Наука, 1976. - 118 с. - (Проблемы науки и технического прогресса).

5. Лэмберг Л. Ритмы тела: Здоровье человека и его биологические часы: Пер. с англ. - М.: ВЕЧЕ; : АСТ, 1998. - 414 с. : табл. - (Ваше здоровье).

6. Проблемы космической биологии. Биологические ритмы / Романов Ю.А., Чепурнов С.А., Клевезаль Г.А. и др. - М.: Наука, 1980. - Т.41. - 319 с.

7. Путилов А.А. "Совы", "жаворонки" и другие. О наших внутренних часах и их влиянии на здоровье и характер. - Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та; М.: Совершенство, 1997. - 264 с.

8. Ужегов Г.Н. Биоритмы. "Хорошие" и "плохие" дни в вашей жизни. - Ростов н/Д: Феникс, 2000. - 384 с. - (Медицина для вас).

9. Уэст П. По волнам биоритмов; Линии жизни: Пер. с англ. - М. : Крон-Пресс, 2000. - 112. - (Таинств. мир)

10. Шапошникова В.И. Биоритмы - часы здоровья. - М.: Сов. спорт, 1991. - 62 с. : ил.

11. Ягодинский В.Н. Ритм, ритм, ритм!: Этюды хронобиологии. - М.: Знание, 1985.-192 с. - (Наука и прогресс).

12. Сайты Интернета по данной теме.

13. Учебник «Общая биология, 10-11 кл.» под ред. Беляева Д.К., «Дрофа», 2005

14. Учебник «Общая биология, 10-11 кл..» под ред. Шумного В.К., Рувинского А.О. и др., «Дрофа», 2005

15. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Сонин Н.И., Агафонова И.Б. Биология. Общие закономерности. 9 кл.,«Дрофа», 2005

16. Биология - 9 (8): Человек. Практикум по гигиене. Н.А.Пугал, изд-во «Аркти», 2002

Методический блок

а) краткое описание методики преподавания;

б) рекомендуемые формы проведения занятий (с указанием списка практических, лабораторных работ, экскурсий, демонстраций и т.д.);

в) описание материального обеспечения курса;

г) требования к уровню подготовленности (знания, умения, навыки, компетенции, полученные в результате освоения курса);

д) формы контроля и методы оценивания;

е) ожидаемые педагогические результаты.

Методические рекомендации к освоению курса и проведению занятий

Элективный курс «Хронобиология» составлен по принципу от общего к частному. Новая наука включает в себя много разнообразных ярких примеров из жизни растений и животных, которые можно использовать в последующей исследовательской деятельности. Курс отличается методологической вариативностью, к нему прилагается подробное содержание - это позволит учителю использовать различные формы уроков, например, ролевая игра, круглый стол, викторина и т.д.

Хронобиология - наука развивающаяся, некоторые явления и события не являются доказанными научно. Например, революции в социальной жизни людей. Данные литературные факты - хорошая возможность для развития креативного мышления, создания творческих исследовательских работ.

При изучении темы «Биологические ритмы во времени» желательно включать примеры из жизни родной природы как региональный компонент.

Изменение порядка во Вселенной приводит к нарушению биоритмов и отражается на жизнедеятельности живых организмов, учащиеся должны владеть природоохранными экологическими знаниями.

Воспитанию валеологической грамотности поможет созданный «Дневник здоровья». Проведенное педагогическое мини-исследование перед созданием элективного курса, позволило понять необходимость ведения наблюдений за собственным организмом. По мнению учащихся это способствует организованности, воспитанию силы духа и воли, поможет предотвратить некоторые нарушения в организме.

Программа курса дополнена практическими занятиями, обеспечивающими достоверность получаемых знаний, и способствует развитию ученика не только как творческой личности, но и умеющего логически мыслить, сопоставлять, делать доказательные выводы и отстаивать свое мнение.

Приложение №1

Формы проведения занятий

Название темы, проводимого занятия

Экскурсия в обсерваторию

«Роль Солнца для жизни на Земле».

Экскурсия

Наблюдение за звездным небом

Индивидуальная практическая работа

«Дневника здоровья»

Практические исследовательские работы

1. Влияние освещенности на фотосинтез в зеленом растении

2. Этология животного в условиях недостаточной освещенности и температуры. Практическую работу можно заменить посещением нерпинария, зоопарка, зоофермы.

3. Изучение физиологических параметров состояния человека

1. «Дневник здоровья» или самооценка здоровья

В обычной тетради или блокноте ученик по возможности ежедневно в одно и тоже время утром или вечером по 5-бальной системе оценивает свое самочувствие, работоспособность и настроение и вносит данные в таблицу.

Дата

Оценка самочувствия

Оценка работоспособности

Оценка настроения

Средняя оценка

Физиологические параметры (не менее 10)

Давление

Температура тела

Затем по средней арифметической оценивает свое здоровье до сотых частей. Если ученик заболел, то он отнимает один балл от всех параметров. На отдельной странице нужно указать возможную причину своего заболевания. По результатам в классе будет составлена общая диаграмма здоровья.

2. Практическая исследовательская работа «Изучение физиологических параметров состояния человека».

Практическую работу можно выполнять в тетрадях - дневниках. Можно проделать при помощи медицинского работника в медицинском кабинете. Для работы потребуются весы напольные, ростомер, лента с сантиметровыми делениями для измерения ширины плеч.

Рост, см

Ширина плеч, см

Окружность грудной клетки

Масса тела, кг

При вдохе

При выдохе

Пользуясь дневниками здоровья, сделайте выводы о физиологическом состоянии методом регрессии и рассчитайте, каким должен быть ваш нормальный вес в соответствии с индексом Брока.

Измерение роста

Измерения проводиться в первой половине дня в положении «стоя». Измерения надо проводить достаточно быстро, чтобы испытуемый сохранил неизменным положение тела. Испытуемому следует занять естественное положение тела: оси стоп направить вперед и слегка развести в стороны, руки опустить вдоль туловища, пальцы разогнуть в суставах, ладони обратить к боковым поверхностям бедер большими пальцами вперед. Голову установить в положении глазнично-ушной горизонтали, при этом нижний край правой глазницы и верхний край козелка правой ушной раковины должны находиться в горизонтальной плоскости.

Измерение ширины плеч

Ширину плеч определяют как расстояние между крайними точками правого и левого плечевых суставов.

Измерение окружности грудной клетки

Окружность грудной клетки является одним из самых важных обхватных размеров человека, так как от нормального развития грудной клетки в значительной мере зависит нормальное развитие органов дыхания и крупных кровеносных сосудов. Разница между величинами грудной клетки при вдохе и выдохе называется экскурсией грудной клетки и косвенно характеризует подвижность ребер и жизненную емкость легких.

Измерение массы тела

При взвешивании одежда испытуемого должна быть минимальной, обувь отсутствует.

Определение нормальности веса

Соотношение роста и массы тела может быть нормальным либо свидетельствовать о худобе (истощении) или полноте (ожирение) испытуемого. Для здоровья важным критерием является «нормальная», или «оптимальная», масса тела, наиболее благоприятствующая жизнедеятельности и сохранению здоровья человека. Способы определения нормальной массы тела различны, но наиболее простым и распространенным является индекс Брока: нормальный вес в килограммах равен длине тела в сантиметрах минус 100.

Ход работы

Задание: рассчитайте, каким должен быть ваш нормальный вес в соответствии с индексом Брока. Сравните его со своим истинным весом. Сделайте вывод.

Определение физиологического состояния человека методом регрессии

Гигиенисты проводили многочисленные физиологические наблюдения с учетом возраста, пола, роста и массы тела испытуемых, которые позволили установить определенную зависимость уровня физиологического состояния от работы сердечно-сосудистой системы и найти относительно простую формулу, связывающую эти величины.

Для этого пришлось обратиться к методу статистики, известному как метод регрессии. Регрессией в статистике называют зависимость одной средней величины от ряда других величин.

Например, известно, что чем человек выше, тем больше должна быть его масса тела. Эта зависимость может быть выражена следующим образом:

В=Р - 100,

Где В - масса тела в килограммах; Р - рост в сантиметрах. С помощью этого уравнения можно узнать нормальную массу тела здорового человека.

Таким образом, как было сказано выше, если человек имеет рост 160 см, то нормальная масса его тела, рассчитанная по уравнению В=160 -100, должна составлять 60 кг. Это не значит, что у всех людей такого роста масса тела будет иметь такую величину. Она может отличаться от нормальной довольно сильно, но, используя эту формулу, человек может решить, что ему следует делать: худеть или поправляться.

Записанное нами уравнение В=Р - 100 относится к уравнениям регрессии. Они имеют ряд особенностей, которые следует помнить.

1. В уравнениях регрессии зависимость между связанными друг с другом величинами может быть найдена статистическими методами, в данном случае - между массой тела, выраженной в килограммах, и ростом, выраженным в сантиметрах. При составлении уравнений регрессии надо следить, чтобы были использованы именно те метрические единицы, которые указанны в уравнении, иначе неизбежны ошибки.

2. Одна и та же зависимость может быть выражена различными уравнениями. Данное уравнение весьма приблизительное, поскольку оно не учитывает тип телосложения, пол и возраст человека, а ведь есть точные уравнения, которые учитывают и эти факторы. Однако в быту нас может устроить и приблизительный подсчет.

Для того, чтобы оценить уровень физиологического состояния человека по специальной шкале, надо знать следующие показатели, характерные для состояния покоя: частоту сердечных сокращений (ЧСС в 1 мин.), среднее артериальное давление (мм рт. ст.), возраст (число полных лет), массу тела (кг) и рост (см).

Ход работы

1. Измерьте давление и вычислите среднее артериальное давление. Среднее артериальное давление вычисляется на основе систолического (верхнего) и диастолического (нижнего) артериального давления. Верхнее артериальное давление, как известно из основного курса, - это максимальное давление крови на стенки артерий в конце сокращения желудочков, когда вся кровь из левого желудочка сердца переходит в аорту, а нижнее давление - это давление крови во время паузы, когда оно минимально. Среднее давление определяется по формуле:

если у человека , то мм рт.ст.

2. Измерьте рост и массу тела испытуемого, запишите полученные данные.

3. Сосчитайте частоту сердечных сокращений (ЧСС) в минуту.

4. Вычислите уровень физиологического состояния (УФС) человека имеет следующий вид:

Где: УФС - уровень физиологического состояния;

ЧСС - частота сердечных сокращений в 1 мин;

- среднее артериальное давление (мм рт. ст.);

возраст (число полных лет);

рост (см);

масса тела (кг).

5. Полученные данные оцените по следующей таблице:

Определение уровня физиологического состояния человека по шкале регрессии

УФС

Шкала регрессии

Юноши

Девушки

Низкий

Ниже среднего

Средний

Выше среднего

Высокий

0,225 - 0,375

0,376 - 0,525

0,526 - 0,675

0,675 - 0,825

0,826 и более

0,157 - 0,260

0,261 - 0,365

0,366 - 0,475

0,476 - 0,575

0,576 и более

Этим уравнением могут пользоваться здоровые люди, не имеющие избыточной массы тела. Вот пример расчета УФС юноши со следующими показателями:

1. ЧСС=70 ударов в мин;

2. АД=120/70 мм рт.ст.; мм рт.ст

3. Возраст - 15 лет;

4. Вес тела - 50 кг;

5. Рост - 150 см.

Подставив соответствующие числа в равнение, получим УФС юноши:

По таблице определяем, что уровень физиологического состояния этого юноши по шкале регрессии выше среднего.

Таблица записи результатов обследования

3. Влияние освещенности на фотосинтез в зеленом растении

Известно, что зеленое растение в процессе фотосинтеза поглощает из окружающей среды воду и углекислый газ и образует кислород и органические вещества. Кислород выделяется в окружающую среду. У водных растений выделяемый кислород виден как цепочка пузырьков, струящихся из среза стебля. Освещенность можно изменять, меняя расстояние между растением и источником света, а также меняя мощность источника света.

Этих знаний достаточно, чтобы составить эксперимент по определению интенсивности фотосинтеза в растении в зависимости от внешнего фактора - освещенности.

В данной работе Вы будете использовать водное растение Элодея канадская или Кабомба.

1. Исследовательский вопрос.

Каким образом и почему уровень освещенности влияет на интенсивность фотосинтеза в водном растении?

2. Переменные и постоянные величины эксперимента.

Назовите переменные, которые вы будете использовать в этом исследовании.

Освещенность (или расстояние между источником света и растением) - независимая переменная; количество пузырьков газа - зависимая переменная, температура воды - константа.

3. Гипотеза

3.1. Дайте прогноз того, каким закономерностям будут подчиняться изучаемые переменные.

3.2. Покажите прогнозируемые закономерности в виде графика (график 1).

3.3. Объясните Ваш прогноз с точки зрения механизма фотосинтеза.

Гипотеза строится на основе знаний механизма фотосинтеза. Прогнозируемый результат: интенсивность фотосинтеза (количество пузырьков) прямо пропорционально освещенности до определенного ее значения (точка А на графике 1), при котором интенсивность фотосинтеза стабилизируется. В диаграмме иллюстрирующей прогноз (графике 1), по оси Х откладывается освещенность (в условных единицах), а по оси Y - интенсивность фотосинтеза (также в условных единицах).

График 1. Зависимость интенсивность фотосинтеза от освещенности (прогноз).

4. Оборудование

Запишите оборудование, которое Вы будете использовать в ходе эксперимента.

5. План эксперимента

Запишите последовательность действий, которые Вы будете выполнять в ходе эксперимента. Не забудьте про то:

- как Вы будете изменять и измерять независимую переменную;
- как Вы будете измерять зависимую переменную;
- как Вы будете контролировать постоянную величину эксперимента.

Водное растение помещается в цилиндр с водой срезом вверх. Предварительно на верхушку побега прикрепляется канцелярская скрепка, чтобы растение не всплывало. Цилиндр с растением устанавливают на расстоянии 40 см от лампы мощностью 100 Вт. Растение отгораживается от других источников света непрозрачным экраном. Затем подсчитывается количество пузырьков, выделяемых из среза растения, за 1 минуту. Опыт повторяется при расстоянии 35 см, 30 см, 25 см, 20 см, 15 см, 10 см, и 5 см. Подсчеты делаются по три раза на каждом расстоянии для вычисления среднего количества пузырьков в каждом случае.

6. Зарисуйте и соберите установку, которую Вы будете использовать в ходе эксперимента.

7. Результаты эксперимента.

Запишите количественные данные, полученные в ходе Вашего эксперимента в таблицу.

Все данные записываются в таблицу, составленную учащимся.

8. Обработка и представление результатов эксперимента.

8.1. Вычислите освещенность, при которой проводился эксперимент. Для этого разделите единицу на квадрат расстояния между источником света и растением. Результаты вычислений занесите в таблицу.

8.2. Представьте усредненные данные в наиболее подходящей графической форме (график 2).

!! Помните: у Вас есть независимая и зависимая переменные. Каждая переменная измеряется в каких-нибудь единицах !!

Освещенность (в условных единицах) вычисляется по формуле: 1/d², где d - расстояние между растением и лампой. По результатам строится график: на оси Х откладывается освещенность (независимая переменная), по оси Y - среднее количество пузырьков, выделяемых в минуту (зависимая переменная). График обязательно должен иметь название.

9. Обсуждение полученных результатов и выводы.

9.1. Оцените и объясните полученные результаты.

9.2. Сделайте вывод относительно наблюдаемых Вами закономерностей и правильности Вашей гипотезы.

Делается вывод о влиянии освещенности на фотосинтез и о правильности гипотезы. Построенный по результатам эксперимента график сравнивается с графиком, иллюстрирующим прогноз.

10. Оценка достоверности результатов эксперимента.

Для выявления ошибок в эксперименте подумайте:

- о размере и содержимом пузырьков газа;
- о температуре воды.

К недостаткам эксперимента относится следующее: пузырьки имеют различный размер и, следовательно, содержат различное количество газа; точно не установлено, что в пузырьках находится именно кислород; при малом расстоянии между лампой и растением вода в цилиндре нагревается, что ускоряет фотосинтез.

11. Видоизменение методики эксперимента.

Предложите изменения эксперимента для получения более достоверных и точных данных.

Для получение более достоверных данных газ, выделяемый растением, должен быть собран в мерную пробирку для определения его объема. Для этого растение помещается в стакан с водой, накрывается воронкой, на носик которой надевается градуированная пробирка, заполненная водой. Газ собирается в пробирке методом вытеснения воды. Наличие кислорода в мерной пробирке доказывается с помощью тлеющей лучинки. Хорошо, если к описанию прикладывается рисунок, изображающий аппарат для сбора газа при различных значениях освещенности.

12. Лабораторный отчет.

Еще раз просмотрите инструкцию и проверьте, все ли необходимые элементы присутствуют в Вашем лабораторном отчете

* Курсивом записано примерное содержание ответов учащихся на оценку "отлично".

4. Этология животного в условиях недостаточной освещенности и температуры.

Данную практическую исследовательскую работу лучше проводить на рыбах и птицах (можно только литературные источники).

1. По литературным данным определить среднюю температуру для аквариумных рыб.

2. Приготовить воду в трех банках: 1 - с низкой температурой, 2- нормальной температурой, 3 - немного выше нормы.

3. Наблюдать поведение рыб. Выводы записать.

4. Используя птиц легко проследить их отношение к светлому времени суток. Накрывая и открывая клетку.

5. Практическую работу можно заменить зоопарком, питомником или нерпинарием*.

Дополнительное материальное обеспечение курса

1. DVD-коллекция видеофильм BBC «Мозг человека. Проходят годы» из серии «Невероятные путешествия внутрь человека»

2. DVD-коллекция видеофильм BBC «Таинство смерти» из серии «Невероятные путешествия внутрь человека»

3. Презентация Power Point к элективному курсу «Хронобиология»

Требования к уровню подготовленности, формы контроля, ожидаемый результат