Интегрированный урок по биологии и математике на тему Наука в огненные годы ВОВ

Интегрированный урок математики и биологии.

Тема урока: Биология и математика в огненные годы ВОВ.

Цель урока: выяснение вклада ученых - биологов и математиков в победу над немецко-фашистскими интервентами в огненные годы Великой Отечественной войны.

Задачи:

1. вспомнить решение задач через переменные;

2. закрепить некоторые знания о ВОВ.

3. проанализировать и систематизировать материал об основных направлениях исследований по биологии, которые проводились в нашей стране во время Великой Отечественной войны и имели большое значение для победы русского народа над немецко-фашистскими интервентами;

Тип урока: изучение и закрепление нового материала.

Оборудование: Компьютер, проектор, презентация, раздаточный материал.

ХОД УРОКА

1. Орг. момент.

2.Изучение нового материала.

На протяжении пяти тысяч лет письменной истории человечества только 292 года прошли на Земле без войн; остальные 47 веков сохранили память о 16 тысячах больших и малых войн, которые унесли более 4 млрд. жизней. Среди них самой кровопролитной была Вторая мировая война (1939-1945). Для Советского Союза это была Великая Отечественная война 1941-1945 гг.

Это был тот период, когда служение долгу выходит за пределы науки и своей профессии и совершается во имя Родины, во имя народа. В это тяжелое время медицинские работники проявляли подлинный героизм и преданность своему отечеству, их подвиги в военные годы неповторимы.

- Ребята, сегодня у нас с вами необычный урок. Весной у нас памятная дата. Какая? (70 лет со дня Великой победы в Великой Отечественной войне). Что вы знаете о войне? (………….)

1 Академия наук в огненные годы войны.

Принципиальные отличительные черты советской науки - патриотизм советских ученых, преданность делу - определили плодотворное участие советской науки в Великой Отечественной войне, ее огромную помощь стране в завоевании победы. Поэтому всестороннее изучение Великой отечественной войны невозможно без исследования деятельности научных учреждений и ученых в военные годы.

Академия наук всегда занимала ведущее место среди научных учреждений страны. В 1939 г. в структуре Академии наук СССР был создан специальный отдел для координации оборонных исследований между институтами и связь с военными организациями.

Деятельность АН в этот период сосредоточилась на трех главных направлениях:

• Разработка проблем, имеющих оборонное значение, поиски и конструирование средств обороны.

• Научная помощь промышленности в улучшении и освоении производства.

• Мобилизация сырьевых ресурсов страны, замена дефицитных материалов местным сырьем.

16 июля 1941г. было принято решение об эвакуации АН СССР в Казань.

Селекция в годы войны.

В годы войны, когда все силы науки были сосредоточены на самых актуальных вопросах помощи фронту, биологические учреждения АН СССР и ее филиалы направили усилия своих ученых на то, чтобы дать стране максимальное количество сельскохозяйственной продукции. Научную разработку проблем сельскохозяйственного производства осуществляла Всесоюзная академия сельскохозяйственных наук имени В.И.Ленина (ВАСХНИЛ), которая впервые годы войны была эвакуирована из Москвы в Западную Сибирь ( г. Омск). Летом 1941г. было организовано изучение земельных фондов Казахской ССР с целью выявления дополнительных ресурсов для развития земледелия и животноводства в этой зоне.

Ученые ВАСХНИЛ разрабатывали применительно к особенностям отдельных районов Урала, Сибири, Казахстана, Средней Азии эффективные приемы семеноводства и агротехники с целью получения в этих районах высоких урожаев зерновых, масличных, кормовых культур, сахарной свеклы, картофеля.

СелекционерамиЛ.В.Катиным-Ярцевым и Л.И.Ивановым были выведены три новых сорта картофеля, эффективных для возделывания в условиях Сибири. Сорта отличались высоким содержанием крахмала, устойчивостью к засухе и пониженным температурам. Урожайность их была выше на 20% районированных раньше сортов.
В годы войны известный селекционер нашей страны А.П. Шехурдин, работая в Институте зернового хозяйства Юго-Востока (город Саратов), создал новые сорта яровой пшеницы, которые в условиях засушливого Поволжья превышали по урожайности, ранее районированные сорта на 2-3 Ц./га. Пшеница этих сортов занимала большие площади в заволжских районах Саратовской иВолгоградской областей.
Сотрудник того же института А.А. Краснюк, в последующем член-корреспондент ВАСХНИЛ, создал знаменитую озимую рожь Волжанку, урожай которой на 2.7 Ц./га превышал урожаи районированных ранее сортов. Кроме того, А.А.Краснюк впервые в мире получил многолетние кормовые высокопродуктивные житняково-пырейные гибриды, обладающие высокой кормовой ценностью.

П.П.Лукьяненко с сотрудниками вывели ценные сорта озимой пшеницы Краснодарка, Новоукраинка-83, у которых зерно в колосьях держится до самой осени. Прибавка урожая от новых сортов достигала 80 Ц./га. Сорта эти относятся к сильным сортам пшеницы, т.к. зерно их обладает высокими мукомольными и хлебопекарными свойствами. Новые сорта в годы войны и в первое послевоенное время занимали на Кубани большие площади. Они давали высокие устойчивые урожаи. Страна в годы войны только за счет этих сортов дополнительно получила миллионы пудов хлеба. Это был весомый вклад ученого в разгром врага, в Победу.

Выдающийся ученый-селекционер академик В. С. Пустовойт, работая в годы войны в Казахстане, вывел ценные сорта подсолнечника, которые к концу войны в производственных посевахзанимали свыше 200 тыс. гектаров в Саратовской, Волгоградской и Оренбургской областях.

Директор Грибовской селекционной овощной станции (под Москвой) Е.И.Ушакова и селекционер этой станции А.В.Алапатьев, успешно работали над созданием новых сортов овощных культур. В 1943 г. на этой станции было получено 12290 кг элитных семян 64-х различных сортов овощных растений.

2 Физиологические исследования в годы войны.

Огромная ответственность в годы войны легла на плечи ученых-медиков, специалистов здравоохранения, всей армии врачей. Военное здравоохранение - неотъемлемая часть армии. Его организация, мобильность, уровень и качество медицинской помощи обеспечиваются эффективными лекарственными средствами, применением новейших методов диагностики и лечения, квалифицированными медицинскими кадрами, что связано с развитием медицинской науки.

Война поставила перед ним ряд задач:

• освоить радикальные методы лечения раненых, чтобы в кратчайшие сроки восстановить боеспособность бойцов и возвратить их в ряды армии;

• не допустить возникновения и развитие в стране эпидемий.

З.В. Ермольева, возглавлявшая Всесоюзный институт экспериментальной медицины, задалась целью получить пенициллин из отечественного сырья. И в 1942 г., она его получила. Величайшей заслугой Ермольевой является то, что она не только первой в нашей стране получила пенициллин, но и активно участвовала в организации и налаживании промышленного производства этого первого отечественного антибиотика. И сделала она это в годы Великой Отечественной войны - труднейший период нашей истории.

«Рождение» пенициллина послужило импульсом для создания других антибиотиков. Так, советский биолог Георгий ФранцевичГаузе вместе с женой - ученым-химиком Марией Георгиевной Бражниковой - в годы войны синтезировал первый оригинальный советский антибиотик - грамицидин С. Срочно было налажено массовое производство нового препарата и отправка его на фронт.

Благодаря противомикробному действию антибиотиков во время войны и в мирное время были спасены десятки тысяч жизней при таких опасных заболеваниях, как газовая гангрена, столбняк, менингит, септические (гнойные) инфекции.

Физиологический институт им. акад. И.П. Павлова был эвакуирован в Казань. Находясь в сложных условиях из-за недостатка помещений и лабораторного оборудования, его коллектив все же сумел продолжить научные исследования по многим направлениям физиологии. Значительная часть работ выполнялась на базе различных госпиталей, причем научная работа успешно сочеталась с лечебной помощью, которую сотрудники института - врачи - оказывали раненым. Первостепенное внимание уделялось, выполнению работ прикладного, военно-медицинского характера. Так, для авиационной медицины большое значение имели исследования А.Г. Гинецинского и 3.И. Барбашовой, посвященные разработке теории тканевой акклиматизации к гипоксии. Успешно решался вопрос о применении летчиками фенамина для борьбы с утомлением. Г.В. Гершуни с сотрудниками проводили изучение бинаурального слуха при проникающих черепно-мозговых ранениях. А.Е. Тонких исследовала способы предотвращения токсического отека легких. Л.А. Орбели, Н.И. Михельсон и Е.А. Моисеев выполнили работу, направленную на выяснение условий образования отека мозга и разработку мер борьбы с ним.

Сотрудники Физиологического института им. акад. И.П. Павлова М.К. Петрова, М.Ф. Васильев, 3.А. Нежданова и другие, оставшиеся в осажденном Ленинграде, в тяжелых условиях блокады города, также не прекращали исследования. М.К. Петрова, в частности, изучала влияние голода, обстрелов и бомбардировок на возникновение и течение неврозов, было выполнено исследование о природе старости и профилактике преждевременного старения.

В то же время лаборатории Физиологического института не прекращали исследования и по основной, традиционной для них тематике. Тем самым обеспечивалось дальнейшее развитие фундаментальных работ в области физиологии, накапливались новые данные, необходимые для прогресса науки.

А.А. Ухтомский, отказавшийся эвакуироваться из блокированного Ленинграда, вместе со своими сотрудниками приступил к изучению вопросов травматического шока, имевших большое значение для разработки методов спасения раненых. В этом же направлении велись исследования под руководством Э.А. Асратяна. В 1944 г. он возглавил специально созданную в Академии наук СССР Лабораторию восстановления функций. Ее задачей являлось изучение основ восстановительных процессов в организме после нарушения его функций, вызванных органическими и функциональными поражениями.И.С.Бериташвили с сотрудниками выполнил исследование, связанное с изучением влияния на организм человека взрывной волны. А.А. Богомолец работал над созданием новых препаратов для лечения ран и переломов кости.

Во время войны особенно остро проявилась потребность в создании Академии медицинских наук. Такая возможность воплотилась в действительность уже в 1944г., когда было принято решение Совнаркома СССР об учреждении Академии медицинских наук. Президентом академии стал выдающийся нейрохирург Н.Н.Бурденко.

Своим самоотверженным трудом в тяжелые годы войны сотрудники физиологических учреждений Академии наук СССР внесли существенный вклад в дело победы, в развитие отечественной физиологии и медицины.

Работа ученых-биологов в блокадном Ленинграде.

Самоотверженной, в буквальном смысле героической, была работа ученых-биологов в блокированном Ленинграде. 8 сентября немецкие войска вышли на южный берег Ладожского озера. Началась блокада, а в городе были ограниченные запасы продовольствия. Забота о питании населения и защитников Ленинграда легла и на ВНИВИ (Всесоюзный Научно-исследовательский витаминный институт).

В первую очередь необходимо было предупредить возникновение цинги. В условиях блокады было решено освоить упрощенный метод получения витамина из единственного доступного источника - хвои, в виде водного настоя. Эту задачу поручили группе химиков, биохимиков и инженеров под руководством А.Д. Беззубова и К.З. Тульчинской.

Хвойные установки быстро организовали в больницах, на предприятиях, в научных и учебных учреждениях, в некоторых воинских частях. Уже к концу ноября в Ленинграде их работало более ста. Для гражданского населения был организован выпуск хвои в пакетах. Торговали ими через аптеки бесперебойно. Пакеты содержали инструкцию, как приготовить настой в домашних условиях, разработанную также во ВНИВИ. Кроме того, об этом многократно передавали по ленинградскому радио.

Для госпиталей, больниц, детских учреждений ученые рекомендовали еще одно противоцинготное средство - суп из проросшего гороха. В одной тарелке такого супа содержалось около двух доз аскорбиновой кислоты.

В конце ноября и начале декабря 1941 г. в госпитали города начали поступать обмороженные солдаты и офицеры, а в больницы - гражданское население. Сотрудники витаминного института знали из опыта финской кампании, что масляные растворы каротина являются одним из лучших средств для лечения обмороженных людей. Ввиду отсутствия в Ленинграде моркови, в срочном порядке была разработана технология получения каротина из игл хвои и отжимов - отходов производства антицинготной настойки. Инженеры отдела быстро спроектировали и построили опытную установку, на которой начали производить концентраты каротина. Полученный препарат с успехом использовался для лечения бойцов Ленинградского фронта.

Из-за недостатка продуктов в городе распространилась дистрофия. В борьбе с ней принимал участие и ВНИВИ.

"Мы получили сведения о том, что в одной из типографий сохранились большие запасы технического казеина….. Наши химики нашли способ его очистки от вредных примесей и, таким образом, - получения из него нормального размоченного творога с высокими питательными свойствами. В ответ на сообщение об этом в горком партии последовало распоряжение об изъятии всего имевшегося в городе технического казеина и передаче его на фабрики-кухни, где его перерабатывали по способу, предложенному Витаминным институтом, в пищевой творог" (Шмидт).

При участии сотрудников ВНИВИ было налажено также производство гидролизных дрожжей - ценного белкового продукта. Еще раньше разрабатывался способ переработки горелого сахара с Бадаевских складов в леденцовую карамель.

Весной 1942 г. перед ВНИВИ была поставлена задача - использовать дикорастущие растения в качестве источника белка, витамина C и каротина. Совместно с Ботаническим садом АН СССР были отобраны наиболее ценные растения - лебеда, крапива, одуванчик и другие, разработаны способы консервирования, а кулинары составили рецепты салатов, супов. С мая 1942 г. в городе проводили широкую пропаганду дикорастущих растений: на радио, в печати, на собраниях, лекциях, совещаниях. В дальнейшем дикорастущие растения так вошли в меню фабрик-кухонь, что осенью 1942 г. их стали заготавливать про запас на зиму.

Выявлением дополнительных пищевых ресурсов занималась созданная Президиумом АН СССР при Отделении биологических наук АН СССР специальная комиссия, председателем которой стал академик Л.А.Орбели. Она находилась в Казани, состояла из 21 человека. Комиссия делилась на Ботаническую подкомиссию во главе с профессором Б.К.Шишкиным и Зоологическую - во главе с профессором Н.А.Ливановым. Комиссия исследовала растительные и животные пищевые ресурсы, которые имелись в достаточном количестве, но по разным причинам оставались неиспользованными. Этой комиссией было организовано несколько экспедиций для поисков новых видов пищевого сырья. Ученые занимались вопросами рыбоводства, изысканием возможностей замены дефицитных жиров и животных белков, употребляемых в промышленности, растительными. Была оказана помощь колхозам и совхозам по расширению кормовой базы животноводства.

Многие исследования, проведенные биологами в дни войны, были призваны помочь решению частных, но в тоже время актуальных задач. Профессор Д.А. Транковский проводил микроскопический анализ сортов древесины для авиационной промышленности и микроскопический анализ материалов - заменителей кожи, необходимых для изготовления кирзовых сапог. Профессор В. В. Алехин с сотрудниками проводил работы по составлению комплекса травянистых растений, обеспечивающих быстроезадернение аэродромов. Лаборант О. Н. Чистякова участвовала в разработке методов контроля склейки авиационной древесины. Доцент М. Н. Провизина проводила анализ микроскопического строения растений, пригодных для употребления в пищу.

Организация противоэпидемической службы

Отличных результатов добилась военная санитарно-противоэпидемическая служба. Гигиенисты и эпидемиологи защитили армию и прифронтовые районы от вспышек эпидемических болезней и помогли гражданскому здравоохранению в противоэпидемической защите населения.

В годы войны гигантская миграция людских масс в сочетании с резкой перенаселенностью, нехваткой жилья, катастрофическим ухудшением условий жизни, голодом открывала "зеленую улицу" эпидемическим болезням.

Осенью и зимой 1941-1942 гг. врачи начали регистрировать увеличение числа больных сыпным тифом, а также дизентерией, брюшным и возвратным тифом; стране грозил настоящий эпидемический "пожар". Постановлением Государственного комитета обороны от 2 февраля 1942 г. во всех республиках, краях, областях, городах и районах были созданы чрезвычайные противоэпидемические комиссии, наделенные широкими полномочиями; прокуратуре предписывалось привлекать к строгой ответственности нарушителей санитарного порядка. Основная тяжесть борьбы с возникновением эпидемий ложилась на плечи медиков, а нарком здравоохранения СССР Г. А. Митерев назначался уполномоченным Государственного комитета обороны по противоэпидемической работе.

К борьбе с эпидемиями медики привлекли санитарную общественность - санитарные звенья, санитарные посты, санитарные дружины, многотысячный актив, общественных санитарных инспекторов. Только в Российской Федерации в годы войны действовало более 200 тыс. общественных санитарных инспекторов. Медики и их помощники проводили подворные и поквартирные обходы. Постоянно осуществлялся текущий санитарный надзор в жилых домах, общежитиях, столовых и магазинах, тщательно контролировалась санитарная очистка населенных мест.

На путях движения к фронту создавалась разветвленная сеть санитарно-заградительных барьеров. Под постоянным контролем медиков находились железные дороги. На крупнейших железнодорожных узлах работали санитарно-контрольные, обсервационные и изоляционно-пропускные пункты. Проходящие по железным дорогам поезда и эшелоны систематически проверялись на 275 санитарно-контрольных пунктах. Здесь проводили осмотр поездов, вагонов и пассажиров, осуществляли санитарную обработку, изолировали заболевших и лиц с подозрением на заболевание. Только за 10 мес 1943 г. было осмотрено 121 169 поездов, около 2 млн отдельно следовавших вагонов, почти 20 млн пассажиров. Санитарную обработку в специальных санпропускниках прошли более 5 млн человек. Медики обнаружили в поездах и направили в больницы 69 тыс. больных, еще 30 тыс. человек поместили в вагоны-изоляторы.

Для предупреждения сыпного тифа использовали прививки разработанной проф. М. К. Кронтовской в 1942 г. сыпнотифозной вакциной. Сыпной тиф был главной угрозой. Серьезной угрозой были и другие инфекционные заболевания. Если в 1943 г. брюшной тиф встречался в 20 раз, а дизентерия в 50 раз реже, чем сыпной тиф, то в 1944 г. картина резко изменилась. Медикам пришлось развернуть боевые порядки против нового врага.

В ход было пущено все, что рекомендовали медицинская наука и практика. Проводилась тщательная санитарная очистка городов, деревень, рабочих поселков; особое внимание обращали на базары, рынки, магазины, столовые. Делались комбинированные прививки против брюшного тифа и столбняка поливакциной НИИСИ, разработанной в нашей стране. Так, против брюшного тифа в 1941 г. привили почти 15 млн человек, в 1942 г. - 19 млн, в 1944 г. - почти 20 млн. Тем, кто находился в контакте с больными, давали использовавшийся тогда брюшнотифозный бактериофаг. Открывали лаборатории, способные быстро распознать возникшее заболевание. Обеспечивалось обязательное и своевременное направление больных в госпиталь или в больницу. В очагах брюшного тифа и дизентерии проводили обязательную дезинфекцию.

Медикам приходилось много заниматься противоэпидемической работой не только в тылу, но и на освобожденных от фашистской оккупации территориях, где свирепствовали эпидемии.

Математика

C первых же дней Великой Отечественной Войны огромное число математиков были мобилизованы или ушли на фронт добровольцами. Они храбро воевали и честно исполняли свой гражданский долг. При этом страна потеряла огромное число талантливой молодежи, которая могла бы стать гордостью отечественной науки. Об этом мы можем судить, во-первых, по тому, что среди возвратившихся после участия в сражениях Великой Отечественной войны значительное число стало крупными учеными - профессорами, членами - корреспондентами и академиками Всесоюзной и республиканских, академии наук.

Например, добровольцем ушел на фронт и участвовал в боях с фашистскими захватчиками в Крыму, на Украине, в Прибалтике и в Восточной Пруссии выдающийся математик и педагог А.А. Ляпунов (1911 - 1973). Он храбро воевал и внес много ценного в правила стрельбы. Здесь он использовал свой опыт математика, которому свойственно искать самые лучшие решения. Его предложения увеличили эффективность стрельбы.

А во-вторых, каждый из университетов потерял многих молодых ученых, уже сумевших проявить себя и обещавших в будущем очень многое, но не вернувшихся с войны. Осенью 1941г. умер от ран и нечеловеческих условий вражеского плена Н.Б. Веденисов (1905 -1941). Свой путь в математике талантливый ученый начинал в области теории множеств.

Не вернулись с войны и такие талантливые молодые математики Московского университета, как Г.М. Бавли, В.Н. Засухин, А.И. Герчиков, М.Е. Глезерман, И.Р. Лепехин, X.М. Мильштейн, С.С. Кудашев, С.Я. Карпов, А.Т. Павлов, М.И. Песин и многие, многие другие.

Все они могли бы стать гордостью нашей науки, но война прервала и зачеркнула развитие так славно начатого ими научного пути. Сколько замыслов осталось не осуществленными, какие россыпи математических сокровищ они унесли с собой. Справедливо говорят, что трудно даже представить, какой была бы сегодня математика, не понеси мы этих потерь.

В то время, как часть ученых изобретали лекарства, часть воевали, а часть трудились на заводах, выплавляли оружие, переплавляли металлы, не килограммы , а тонны метала. Решая при этом не далеко не простые задачи. Вот одна из них.

Имеется сталь двух сортов с содержанием никеля 5% и 40 %. Сколько стали каждого сорта следует взять, чтобы получить после переплавки 140 т стали с содержанием никеля 30%?

- Давайте попробуем её решить.

(Решение: Пусть х(т) - масса первого сорта, у(т) - масса второго сорта, тогда (х + у) (т) - масса третьего сорта. По условию задачи х + у = 140.

«Расщепим» с помощью весовых концентраций массы двух первых сортов на компоненты:

х = 0,05х + 0,95х у = 0,4у+ 0,6у, тогда в третьем сплаве (0,05х + 0,4у) (т)- никеля в третьем сплаве.

По условию концентрация никеля в третьем сплаве равна 0,3, поэтому масса никеля в этом сплаве 140 ∙ 0,3 = 42(т). Составим уравнение 0,05х + 0,4у = 42

Решив систему уравнений х + у = 140. Получим х = 40 и у = 100

0,05х + 0,4у = 42

Ответ: Надо взять 40т стали первого сорта и 100т стали второго сорта.)

Война тяжелое время. Экономить приходилось на всем. Ученые изобретали новую, более экономичную технику. Шло постоянное испытание двигателей. Давайте рассмотрим одно из таких испытаний, и выясним, какой же из двигателей более экономичный.

• При испытании двух двигателей было установлено, что расход бензина при работе первого двигателя составил 450 гр., а при работе второго 288 гр., причём второй двигатель работал на 3 часа меньше, расходовал бензина в час на 6 гр. меньше. Сколько граммов бензина расходует в час каждый двигатель?

Решение: Пусть первый двигатель расходует х гр./ч, а второй двигатель - (х - 6) гр./ч.

Расход бензина при работе первого двигателя составил 450 гр., а при работе второго 288 гр., значит, первый двигатель проработал 450/х ч, второй 288/(х - 6) ч.

Второй двигатель работал на 3 часа меньше, т.е. 450/х - 288/(х - 6) = 3.

Преобразовав это дробно - рациональное уравнение получим 3х² - 180х +2700 = 0,

х² - 60х + 900 = 0, (х - 30)² = 0, х = 30.

Итак, первый двигатель расходует 30 гр./ч, второй двигатель расходует 24 гр./ч.

Ответ: 30 гр./ч и 24 гр./ч.

3 Закрепление пройденного материала.

Задачи о блокадной восьмушке хлеба: (тема «Действия с обыкновенными дробями»)

1. Подсчитать, сколькограммов весит 1/8 часть буханки хлеба массой в 1 кг. (125 г.)

2. Какую часть буханки составляет 1/3 от восьмушки? (1/24 часть буханки)

3. Сколько граммов приходится на 1/24 часть буханки? (Примерно 41,66 г.)

4. На сколько граммов хлеба в1/16 части содержится больше, чем в 1/24 части хлебного пайка? ( Примерно на 21 г.)

5. Как люди получали витамины в годы войны?

6. Какими исследованиями занимались физиологи?

7. Какими исследованиями занимались селекционеры?

4 Домашнее задание.

В больницу поступило 1325 человек. Из них 300 с ожогами, 245 с воспалением легких, а остальные с ранениями разной тяжести. Какой процент больных с ранениями поступило в больницу?