Дополнительная общеобразовательная программа естественнонаучной направленности "Мир вокруг нас"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Средняя общеобразовательная школа № 9 г. Надыма»                           

Рассмотрено на заседании творческой рабочей группы мультипредметной опытно-проектной лаборатории естественнонаучной направленности протокол №  2   от «16»  мая  2017 г.

УТВЕРЖДЕНО на НМС протокол    №   8   от   18.05.2017 г.

Дополнительная общеобразовательная программа естественнонаучной направленности

 «Мир вокруг нас», 9-11 классы

Составитель: 

Матвеева А.А., учитель физики

2017 год

Директор МОУ «Средняя общеобразовательная школа №9 г. Надыма» ________________Т.Г. Цвентарная

Содержание

                                                                  стр.

2.1. Пояснительная записка ………………………3

2.2. Цель и задачи программы……………………3

2.3. Содержание программы……………………   4

2.4. Планируемые результаты…………………… 5

             3.1. Календарный учебный график…………….…6

3.2. Условия реализации программы………….…7

3.3. Формы аттестации……………………………..9

3.4. Оценочные материалы…………………...……9

3.5. Методическое обеспечение………………..…10

       4. Список литературы …………………….……11

            Приложения

2.1. Пояснительная записка

Согласно «Концепции естественнонаучного образования в Ямало-Ненецком автономном округе», цель естественнонаучного образования в школе определяется как формирование естественнонаучной грамотности обучающихся, которая  включает в себя понимание природы науки, сущности научных достижений и  их влияния на нашу жизнь.

Предметная система преподавания дисциплин естественнонаучного цикла в школе в целом обеспечивает возможность формирования у обучающихся определенной системы научных знаний и умений. Здесь важная роль принадлежит межпредметным связям, т.е. интеграции предметного содержания и ориентации на метапредметность. Межпредметные связи, отражая естественные взаимосвязи процессов и явлений окружающего мира, играют существенную роль в развитии системного синергетического  мышления, умения использовать знания категорий одного предмета в процессе усвоения знаний по  другим предметам  естественнонаучной направленности. Метадеятельность как универсальный способ жизнедеятельности каждого человека определяется уровнем владения метазнаниями и метаспособами, т.е. уровнем развития личности. Для формирования более прочных метапредметных необходимо воспользоваться возможностями дополнительного образования обучающихся.

В соответствии со статьей 75 Федерального закона № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» дополнительное образование детей должно быть направлено на формирование и развитие творческих способностей детей, удовлетворение их индивидуальных потребностей в интеллектуальном, совершенствовании, формирование культуры здорового и безопасного образа жизни, укрепление здоровья, а также на организацию их свободного времени.

Дополнительное образование должно обеспечивать их адаптацию к жизни в обществе, профессиональную ориентацию, а также выявление и поддержку детей, проявивших выдающиеся способности.

2.2. Цель и задачи  программы

Исходя из вышесказанного, целью  дополнительной  общеобразовательной программы «Мир вокруг нас» является развитие  метапредметных компетенций обучающихся средствами опытно-проектной и экспериментально-исследовательской деятельности в области смежных естественнонаучных дисциплин: аналитической  химии, биофизики, биотехнологии, нанотехнологии, экологии.

        Задачи:

Ø   Стимулировать интерес к дисциплинам естественнонаучного цикла, в том числе и смежным дисциплинам: аналитической  химии, биофизике, биотехнологии, нанотехнологии, экологии.

Ø   Способствовать приобретению обучающимися навыков самостоятельного проведения опытов, исследований, составления проектов.

Ø   Способствовать ранней профориентации обучающихся для дальнейшей профессиональной деятельности в современных областях науки, промышленности, производства.

Ø   Расширить возможности школы в организации опытной, проектной и исследовательской деятельности обучающихся.

2.3. Содержание программы

       Содержание данной программы соответствует достижениям мировой культуры в области естественных наук  для основного  общего, среднего  общего образования, содействует решению задач, сформулированных Федеральными государственными образовательными стандартами (ФГОС основного и общего образования) и    направлено на:

·     формирование и развитие творческих способностей детей и подростков;

·     удовлетворение индивидуальных потребностей в интеллектуальном развитии;

·     формирование культуры здорового и безопасного образа жизни, укрепления здоровья;

·     обеспечение духовно-нравственного, гражданско-патриотического, трудового воспитания;

·     выявление, развитие и поддержку талантливых детей, проявивших выдающиеся способности в естественнонаучной области;

·     профессиональную ориентацию;

·     социализацию и адаптацию к жизни в обществе;

·     формирование общей культуры.

Программа состоит из 5 модульных курсов: «Аналитическая химия» (Приложение II), «Основы биотехнологии» (Приложение III), «Основы нанотехнологии» (Приложение IV), «Экспериментальная экология» (Приложение V), «Основы  биофизики» (Приложение VI).

Дополнительный модульный курс «Опытная, проектная и исследовательская деятельность» проходит сквозной линией  при изучении всех 5 модульных курсов и поэтому отдельно не рассматривается. Содержание дополнительный модульного курса «Опытная, проектная и исследовательская деятельность»:

Введение в исследовательскую деятельность. Понятие о сущности исследовательской деятельности (проектирования, моделирования, конструирования). Работа с источниками информации (энциклопедии, словари, справочники естественнонаучного профиля). Рекомендации по выбору темы и составления плана исследовательской работы. Методы исследования. Структура и процесс исследования. Особенности планирования и оформления результатов исследовательской работы. Пути и способы использования новых информационных и коммуникационных компьютерных технологий и ЦОР в исследовательской работе. Особенности исследовательской деятельности в области естественных наук. Особенности формирования научной гипотезы. Особенности математического моделирования процессов окружающего мира.

1.4.          Планируемые результаты

Реализация данной программы  будет способствовать  достижению обучающимися  следующих результатов:

Ø личностных:   в ценностно-ориентационной сфере – чувство гордости за российскую  науку, гуманизм, целеустремлённость;  прогнозировать, анализировать и оценивать последствия для окружающей среды бытовой и производственной деятельности человека, связанной с использованием техники, выполнение экологических требований в практической деятельности и повседневной жизни;

в трудовой сфере - готовность к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории;

в познавательной (когнитивной, интеллектуальной) сфере – умение управлять своей познавательной деятельностью.

Ø метапредметных:

в познавательной деятельности:

применение основных методов познания (системно-информационный анализ, моделирование и т.д.) для изучения различных сторон окружающей действительности;

использование основных интеллектуальных операций: формулирование гипотез, анализ и синтез, сравнение, обобщение, систематизация, выявление причинно-следственных связей;

умение определять цели и задачи деятельности, выбирать средства, необходимые для их реализации;

использование различных источников для получения физической информации, освоение различных способов работы с научной литературой

наблюдать и интерпретировать результаты демонстрируемых и самостоятельно проводимых опытов, физических процессов, протекающих в природе и  быту

в информационно-коммуникативной деятельности:

поиск нужной информации по заданной теме в источниках различного типа;

перевод информации из одной знаковой системы в другую;

выбор вида чтения в соответствии с поставленной целью;

использование мультимедийных ресурсов и компьютерных технологий для обработки, передачи и систематизации информации;

владение основными видами публичных выступлений;

следование этическим нормам и правилам ведения диспута

в рефлексивной деятельности:

объективное оценивание своих учебных достижений, поведения, черт своей личности;

умение соотносить приложенные усилия с полученными результатами своей деятельности;

учёт мнения других людей при определении собственной позиции и самооценке

Ø  предметных:

сформированность  основ  целостной научной картины мира;

сформированность понимания взаимосвязи и взаимозависимости естественных наук; 

сформированность  понимания  влияния естественных наук на окружающую среду, экономическую, технологическую,  социальную  и  этическую сферы деятельности человека;

создание условий для развития навыков  учебной,  проектно-исследовательской,  творческой  деятельности,  мотивации  обучающихся  к  саморазвитию;

сформированность умений анализировать, оценивать, проверять на достоверность и обобщать научную информацию;

сформированность  навыков  безопасной работы во время проектно-исследовательской  и  экспериментальной деятельности, при использовании  лабораторного оборудования.

Итак, реализация программы  «Мир вокруг нас» будет способствовать активизации и поддержке мультипредметной опытно-проектной деятельности и творческого потенциала обучающихся. Повысится качество и престижность естественнонаучного и инженерного образования среди обучающихся, расширится практический опыт работы с многофункциональными измерительными приборами, техническим инструментарием. Обучающиеся получат знания по смежным наукам: биофизике, биотехнологии, экологии, аналитической  химии, нанотехнологиям. Увлеченные познавательным и созидательным поиском обучающиеся со временем будут содействовать развитию инновационных технологий, науки и производства города, района, округа, России.

3.1. Календарный учебный график

Программа рассчитана на 70  часов из расчета 2 часа в неделю. Продолжительность занятия 40 минут. Предлагаются парные занятия.  Занятия во время каникул проводятся. Для изучения одного модульного курса потребуется 7 недель (14 часов).

№	Наименование раздела, темы	Количество часов
2.1	Модульный курс1. Аналитическая химия	14
2.2	Модульный курс 2. Основы биотехнологии.	14
2.3	Модульный курс 3. Основы нанотехнологии.	14
2.4	Модульный курс  4. Экспериментальная  экология.	14
2.5	Модульный курс 5. Основы биофизики.	14
	Итого	70 часов

Календарно-учебный график:

№ группы	Модульный курс «Аналитическая химия»	Модульный курс «Основы биотехнологии»	Модульный курс «Основы нанотехнологии»	Модульный курс «Экспериментальная экология»	Модульный курс «Основы биофизики»
1	01.09-22.10	23.10-17.12	18.12-04.02	19.02-25.03	02.04-27.05
2	23.10-17.12	01.09-22.10	02.04-27.05	18.12-04.02	19.02-25.03
3	19.02-25.03	18.12-04.02	01.09-22.10	02.04-27.05	23.10-17.12
4	02.04-27.05	19.02-25.03	23.10-17.12	01.09-22.10	18.12-04.02
5	18.12-04.02	02.04-27.05	19.02-25.03	23.10-17.12	01.09-22.10

3.2. Условия реализации программы

Материально-техническое обеспечение

1.  Кабинет для лаборатории,  удовлетворяющий  санитарно–гигиеническим  требованиям  и оборудованный  для  занятий  группы  12  человек  (лабораторные  столы, стулья,  шкафы  для  демонстрационных  моделей,  инструментов,  приборов, реактивов, химической посуды,  препаратов). 

2.  Компьютерный  класс  для  занятий  группы  12  человек,  который  укомплектован компьютерами  с  выделенным  каналом  выхода  в  Интернет,  необходимым  компьютерным  программным обеспечением.

3.  Оборудование, необходимое для реализации программы:

4.1. Мультимедийная проекционная установка;

4.2. Принтер черно-белый, цветной;

4.3. Сканер;

4.4. Ксерокс;

5.   Материалы  и  оборудование  для  опытных, проектных, исследовательских    работ:

5.1  Стандартное оборудование кабинетов биологии, физики, химии

5.2  SenseDisc®Advanсe - цифровая лаборатория расширенная - позволяющая проводить сложные естественнонаучные опыты и исследования  обучающимися с преимуществами цифровой регистрации параметров, когда измеряемые данные и результаты их обработки отображаются непосредственно на экране компьютера.

5.3  Дополнительные датчики к SenseDisc®Advanсe.

5.4  НаноБокс. Комплект лабораторного оборудования для изучения нанотехнологий.

5.5  Цифровая лаборатория по физиологии (профильный уровень)  включает в себя специализированные датчики, позволяющие проводить исследования по функционированию человеческого организма.

5.6  Набор «Цифровая лаборатория учащегося по экологии»  предназначен для проведения учебного экологического мониторинга инструментальными методами.

Дидактические материалы для обучающихся:

Перечень  наглядных  пособий,  медиапособий,  обучающих  и контролирующих  компьютерных  программ,  раздаточных  материалов приведен  в  разделе «Учебно-методическое обеспечение курса» каждой из программ модульных  курсов.

Кадровое обеспечение: 

Реализовывать  программу  может  педагог (или группа педагогов),  имеющий  высшее педагогическое образование, обладающий достаточными теоретическими знаниями и опытом практической  деятельности  в  области  биологического, физического химического, экологического    образования  и  организации  учебно-исследовательской деятельности. В нашем случае одновременно работают 5 педагогов: 2 учителя биологии, 1 учитель химии, 1 учитель географии,1учитель физики. Каждый педагог отвечает за 1 модульный курс.

Для осуществления научного руководства исследовательскими работами детей или для  консультирования  по  определенным  темам  к  работе  по  программе  могут привлекаться  научные сотрудники высшей школы, ученые-биологи, экологи,  и другие специалисты, обладающие достаточным объемом знаний по возрастной  психологии,  знающие  педагогические  технологии,  методы  и  формы  работы,  специфичные для учреждений дополнительного образования.  Для  проведения  диагностики  психического  развития  обучающихся  к  работе  по  программе привлекается психолог, владеющий методиками работы с детьми.

3.3. Формы аттестации

Творческим продуктом учебно-исследовательской и проектной деятельности обучающихся являются макеты, модели, опытные образцы,  и т.д.

Подведение итогов учебно-исследовательской и опытно-проектной работы обучающихся осуществляется посредством презентации творческого продукта.

Основной формой представления творческого продукта является его защита и презентация на научно-практических  конференциях различного уровня, форумах, дебатах, дискуссиях. Обучающиеся защищают разработанные ими проекты и действующие объекты технических устройств.  На конференции организуется выставка работ обучающихся.

3.4. Оценочные материалы

Работа над выбранной мультипредметной темой разбивается на предметные модули со своими задачами и планом выполнения исследования. Результаты опытов, экспериментов фиксируются в «Журнале рабочих измерений». В процессе работы над проектом, исследованием обучающийся получает консультации у учителей-предметников и интерпретирует полученные результаты с точки зрения различных  наук. На заключительном этапе обучающийся интегрирует полученные результаты для построения доказательств выдвинутой гипотезы. Руководители мультипредметного проекта отражают в «Журнале учета выполненной работы» промежуточные результаты работы над мультипредметной темой. Так происходит процесс индивидуального сопровождения ребенка по интегрированной индивидуальной программе.

Критерии оценки выполнения программы курса:

·     овладение обучающимися теоретическими знаниями в области аналитической химии, биофизики, биотехнологии, нанотехнологии, экологии (проверяется тестированием);

·     знание основных этапов постановки исследований и экспериментов, основных понятий и положений теории, законов, правил, формул, общепринятых символов обозначения физических величин, единиц их измерений (проверяется тестированием);

·     умение подготовить лабораторное оборудование, провести опыт, необходимые расчеты и делать выводы на основании полученных данных.

(проверяются отчеты о выполнении практических  работ);

·     умение отбирать, изучать и систематизировать информацию, полученную из научно-популярной литературы и других источников  (оценивается информация при представлении докладов, рефератов, проектов, исследовательских  работ)

3.5. Методическое обеспечение

Занятия проводятся в смешанных группах, состоящих из обучающихся 9-11 классов. Группы организуются в рамках предпрофильных и профильных направлений школы для проведения мультипредметных и межпредметных исследований, что даст возможность многоаспектного рассмотрения сложных объектов с точки зрения нескольких наук.

Разновозрастное сотрудничество занимает особое место в развитии коммуникативных и кооперативных компетенций обучающихся. Ситуация разновозрастного сотрудничества  является мощным резервом повышения их учебной мотивации. Она создаёт условия для анализа и обобщения освоенных ими средств и способов учебных действий, помогает самостоятельно (и не только для себя, но и для других) выстраивать алгоритм учебных действий, отбирать необходимые средства для их осуществления. Занятия  проходят в помещении мультипредметной лаборатории. 

Темы исследовательских работ выбираются обучающимися осознанно, с пониманием их практической  значимости по направлениям: нанотехнологии, биофизике, аналитической  химии, экологии, биотехнологии.

Задачи проекта или исследования лежат в зоне актуального развития обучающихся.

Формы организации опытно-проектной, исследовательской (индивидуальной и групповой) деятельности разнообразны и современны: образовательные исследовательские экспедиции, полевые и научно-исследовательские практики.

Формы занятий:

- устные: беседа, диспут, дискуссия,  семинар, лекция, защита реферата, защита презентации, конферения;

-практические: опыты, эксперименты, практические работы, лабораторные работы, полевые практики.

Технологии обучения:

-проблемного обучения (проблемное изложение, частично - поисковые или звристические, исследовательские);

- исследовательской направленности (метод проектов);

- развивающего обучения (технология групповой творческой деятельности);

- интерактивного обучения (развития критического мышления);

- проектного обучения;

- сотрудничества (обучение в команде);

- информационно-коммуникационные;

- здоровьесбережения.

4. Список литературы, использованной при составлении программы

1. Закон Российской Федерации «Об образовании», 26.12.2012 г. [Электронный ресурс] /  Министерство  образования  и  науки  Российской  Федерации.  –  Режим  доступа  :   http://минобрнауки.рф/документы/2974/файл/1543/12.12.29 ФЗ_Об_образовании_в_Российской_Федерации.pdf. 

2. Приказ  Министерства  образования  и  науки  РФ  от  29  августа  2013  г.  №  1008  «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным  общеобразовательным  программам».  [Электронный  ресурс]  / Дополнительное  образование:  информационный  портал  системы  дополнительного образования  детей.  –  Режим  доступа  :  http://dopedu.ru/normativno-pravovoe

obespechenie/normativno-pravovie-dokumenti-i-materiali-po-organizatsii-dopolnitelnogo-

obrazovaniya-detey

3.  Концепция развития естественнонаучного образования в  Ямало-Ненецком автономном округе

4.  Колеченко,  А.К.  Энциклопедия  педагогических  технологий:  пособие  для преподавателей / А.К. Колеченко. – СПб. : КАРО, 2006. – 368 с.

5.  Селевко,  Г.К.  Современные  образовательные  технологии:  учебное  пособие.  /  Г.К. Селевко. - М. : Народное образование, 1998. – 256 с.

Приложения к дополнительной общеобразовательной программе

«Мир вокруг нас»

Приложение III

Программа модульного курса «Аналитическая химия»

Пояснительная записка

Аналитическая химия – наука о принципах и методах физико-химического анализа веществ. Данная наука занимает особое место в системе естественных наук. С ее помощью ученые накапливают и проверяют научные факты, устанавливают новые правила и законы. Аналитические исследования являются тем фундаментом, на котором строится здание естественнонаучных дисциплин.

Цель модульного курса «Аналитическая химия»: изучение основных вопросов аналитической химии с учетом роли данной науки, как инструмента познания мира, в современной науке и технике, в разработке методов контроля технологических процессов, в создании автоматизированных систем управления качеством и экологически чистых производств.

Задачи курса: 

·       углубить знания теоретических основ физико-химического анализа, основанного на фундаментальных законах общей химии: свойствах водных растворов, закономерностей образования осадков и коллоидных систем, реакций комплексообразования, кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств веществ;

·       выяснить механизм аналитического обнаружения отдельных элементов или образуемых ими ионов, входящих в состав определенного вещества или смеси веществ; способов и методов анализа;

·       усовершенствовать приемы и навыки самостоятельной работы с химической посудой, реактивами, приборами и аппаратурой; 

·       выяснить возможности самостоятельного выбора рационального пути  решения аналитических задач и составления учебных проектов, умения ориентироваться в нестандартной ситуации;

·       развить познавательные интересы и интеллектуальные способности в процессе самостоятельного приобретения знаний и умений с использованием различных источников информации, в том числе компьютерных технологий;

·       воспитать убежденность в познаваемости мира, необходимости вести здоровый образ жизни, грамотно относиться к среде обитания;

·       совершенствовать умения применять полученные знания в повседневной жизни, а также для решения практических задач в сельском хозяйстве, промышленном производстве, медицине.

Ожидаемые результаты
Обучающиеся должны знать:

·       понятие о растворах и растворимости, способы выражения концентрация растворов; 

·       общие понятия о скорости химической реакции и химическом равновесии; 

·       факторы, влияющие на диссоциацию электролитов; 

·       сущность окислительно-восстановительных реакций; 

·       общие понятия о коллоидных растворах; 

·       сущность качественного анализа и его методы; 

·       сущность количественного анализа и основные методы; 

·       основные физико-химические методы анализа;

·       правила техники безопасности при работе с веществами;

·       правила работы с приборами и специальной аппаратурой, необходимой при выполнении лабораторных занятий

Обучающиеся должны уметь: 

·       составлять уравнения гидролиза солей и окислительно-восстановительных реакций; 

·       составлять формулы комплексных соединений;

·       объяснять кислотно-основное равновесие в водных растворах; 

·       анализировать устойчивость комплексных соединений; 

·       выяснять условия образования осадков; 

·       анализировать условия выполнения аналитических реакций; 

·       вычислять процентную, молярную, моляльную, нормальную концентрацию растворенного вещества; 

·       определять титр и нормальность растворов;

·       составлять план экспериментального анализа, а также план его поэтапной  реализации;

·       работать с научной литературой; оформлять результаты эксперимента

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни с целью:

·       объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту, на производстве и в живых организмах

·       определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий

·       экологически грамотного поведения в окружающей среде

·       оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы

·       безопасного обращения с веществами и лабораторным оборудованием

·       критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников

На изучение курса отводится 14 часов. Курс рассчитан на обучающихся  9 - 11 классов, интересующихся естественнонаучными дисциплинами. Программой предусмотрено изучение, как теоретических вопросов, так  и проведение лабораторно-практических занятий, практикумов по решению задач и защите проектов.

Содержание программы

Тема 1. Введение (1 час). Предмет, содержание и задачи аналитической химии. Химические, физико-химические и физические методы анализа.  Связь аналитической химии с другими науками: биохимией, биологией, физикой, экологией, географией. Обнаружение ионов капельным методом.

Тема 2. Аппаратура и техника лабораторных работ (1 час). Аппаратура и посуда. Техника выполнения отдельных операций. Реактивы. Организация рабочего места учащегося мытье и сушка посуды. Оказание первой помощи при несчастных случаях в лаборатории.

Тема 3. Теоретические основы химического анализа (1 час). Свойства воды как растворителя. Процесс растворения. Растворимость, состояние ионов в водных растворах. Химическое равновесие ионов,  произведение воды. Кислотно-основное равновесие в водных растворах. Кислотно-основные индикаторы. Гидролиз солей.

Тема 4. Классификация ионов (1 час). Качественный анализ. Дробный и систематический анализ. Сероводородный метод классификации катионов. Кислотно-щелочной метод классификации катионов. Ионные уравнения. Классификация анионов, основанная на различной растворимости солей бария и серебра. Отношение некоторых анионов к действию окислителей и восстановителей.

Тема 5. Обнаружение катионов (1 час). Кислотно-щелочной метод качественного анализа. Катионы первой аналитической группы [Ag⁺ и Pb²⁺]. Катионы второй аналитической группы[Ca²⁺ и Ba²⁺]. Катионы третьей аналитической группы [Al3+, Cr3+, Zn2+]. Катионы четвертой аналитической группы [Fe³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺ и Mg²⁺]. Катионы пятой аналитической группы [Cu²⁺, Ni²⁺ и Co²⁺]. Катионы шестой аналитической группы [Na⁺, K⁺ и NH₄⁺]. Предварительные испытания.

Тема 6. Обнаружение анионов (1 час)

Первая аналитическая группа анионов [SО₄^2-, SО₃^2-, CO₃^2-, PO₄^3-, SiO₃^2-]

Вторая аналитическая группа анионов [Cl^-, Br^-, I_-, S^2-]

Третья аналитическая группа анионов [NO₃^-, NO₂^-, CH₃COO^-]

Тема 7. Количественный анализ (1 час)

Количественный анализ. Гравиметрический анализ. Знакомство с аналитическими весами и правилами взвешивания. Классификация титриметрических методов анализа. Аппаратура и техника выполнения титриметрического анализа. Расчеты в титриметрическом анализе. Метод нейтрализации.

Опытно-проектная и исследовательская деятельность. (3 часа)

Практические работы:

1.Факторы, влияющие на степень гидролиза солей. Совместный гидролиз двух солей.

2.Анализ смеси катионов первой и второй группы.

3.Анализ смеси катионов третьей и четвертой группы.

4.Анализ смеси катионов пятой и шестой группы.                                         

5.Обнаружение анионов первой аналитической группы.

6.Обнаружение анионов второй и третьей аналитической группы.

7.Определение серной кислоты методом кислотно-основного титрования.

Календарно-тематический план модульного курса

 «Аналитическая химия»

Дата	№	Тема	Количество часов
	1	Предмет, содержание и задачи аналитической химии. Химические, химико-физические и физические методы анализа. Обнаружение ионов капельным методом	1
	2	Аппаратура и посуда. Техника выполнения отдельных операций. Нагревание и выпаривание, осаждение, промывание и растворение осадков	1
	3	Растворы. Равновесие в водных растворах. Гидролиз солей. Практическая работа «Факторы, влияющие на степень гидролиза солей. Совместный гидролиз двух солей»	1
	4	Классификация катионов и анионов	1
	5	Катионы первой и второй аналитических групп. Практическая работа «Анализ смеси катионов первой и второй группы»	1
	6	Катионы третьей и четвертой аналитических групп. Практическая работа «Анализ смеси катионов третьей и четвертой группы»	1
	7	Катионы пятой и шестой аналитических групп. Практическая работа «Анализ смеси катионов пятой и шестой группы»	1
	8	Анионы первой аналитической группы. Практическая работа «Обнаружение анионов первой аналитической группы»	1
	9	Анионы второй и третьей аналитических групп. Практическая работа «Обнаружение анионов второй и третьей аналитической группы»	1
	10	Гравиметрический анализ	1
	11	Титрометрический анализ. Метод нейтрализации. Практическая работа «Определение серной кислоты методом кислотно-основного титрования»	1
	12	Разработка проектов по курсу «Аналитическая  химия»	1
	13	Разработка проектов по курсу «Аналитическая  химия»	1
	14	Защита проектов. Итоговое занятие по курсу «Аналитическая  химия»	1

Список литературы для обучающихся

1.Артеменко А.И. Справочное руководство по химии./А.И.Артеменко –

М.: Высшая школа, 2014 – 321с.

2.Шапиро С.А., Шапиро М.А. Аналитическая химия. Учебник для учащихся техникумов. – М.: Высш.школа, 2014.

3.Сборник задач и упражнений по количественному анализу. Под редакцией Карнаухова А.С. М.: Просвещение,2005.

4. 500 задач по химии. Под редакцией А.С. Гудкова, К.М. Ефремова, Н.Н.Магдесиева, Н.В.Мельчакова. М.: Просвещение, 2001. 

5. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы. М.: Дрофа, 1999. 

Список литературы для учителя

1.Алексеева Г. М. Анализ анионов: Методические указания к выполнению лабораторных работ. — СПб.: Изд-во СПХФА, 2013 — 32 с.

2.Качественный химический анализ  катионов: методические указания к выполнению лабораторных работ / Сост. К.И.Яковлев, Л.Б.Сельдерханова, Е.С.Дмитриева – СПб. : Изд-во СПХФА, 2014 – 84 с.

3.Золотов Ю.А. Основы аналитической химии. В 2 кн. – М.: Высш.шк., 2015.

4.Неймарк А.М. Методика преподавания основ химического анализа. – М.:                Просвещение, 2013.

5.Логинов Н.Я. Воскресенский А.Г. Солодкин И.С. Аналитическая химия. М.:Просвещение, 2011.

Приложение IV

Программа модульного курса  « Основы биотехнологии»

Пояснительная записка

      Успехи  мировой  биотехнологии  весьма  значительны.  В  Российской Федерации   данное  направление в настоящее время становится приоритетным в программе научно-технического прогресса и поэтому вызывает повышенный интерес в обществе. Современное  обучение  школьников  невозможно  без  ознакомления  с приоритетными направлениями биологических наук, их интеграцией с другими  перспективными смежными областями.

В  основу  программы  модульного курса «Основы биотехнологии»  положено  содержание школьных  учебников  биологии  и  действующие  стандарты  профильного обучения.  Содержание  курса  расширено  данными  об  открытиях,  способствующих  развитию  биотехнологии.  Большое  внимание  уделяется способам получения клонированных и трансгенных организмов, перспективам развития  генной и клеточной инженерии,  возможных  последствиях  преобразования  организмов  на  генетическом  уровне  для людей.  Большое  внимание  в программе  уделено  морально-этическим  проблемам  развития  науки,  а  также вопросам  сохранения  биоразнообразия,  устойчивого  развития  биосферы  и  сохранению здоровья людей. 

Цель  модульного курса  « Основы биотехнологии»: формирование у обучающихся представления о биотехнологии,  ее  современном  статусе  и  основных  направлениях  –  клеточной  и  генной инженерии в ходе выполнения заданий практического характера.

Задачи:

·       расширить  и  углубить  знания  о  нуклеиновых  кислотах,  природе  генов, вирусах,  прокариотах  и  эукариотах,  иммунитете,  закономерностях наследственности  и изменчивости;

·       сформировать знания о современных методах конструирования клеток и  генетических программ организмов;

·       развить  познавательные  интересы  при  изучении  достижений  биотехнологии за последние десятилетия;

·       расширить кругозор через работу с дополнительной литературой;

·       развить  общеучебные  и  интеллектуальные  умения:  сравнение,  анализ, сопоставление, установление  причинно-следственных  связей,  методы биотехнологии;

·       раскрыть действие единых закономерностей для материального мира   воспитать  бережное  отношение  к  своему  здоровью,  всему  живому, культуру питания, культуру уважения к чужому мнению   рассмотреть биотехнологию как сферу профессиональных интересов.

    Формы  и методы проведения занятий: групповые практические, теоретические, проектно-исследовательские по избранным проблемам.

Ожидаемые результаты

Обучающиеся должны знать:

·       современные определения биотехнологии;

·        этапы развития биотехнологии;

·       основные  открытия  в  области  цитологии,  генетики,  биохимии, молекулярной биологии, способствующие развитию биотехнологии;

·       объекты биотехнологии;

·        методы генной и клеточной инженерии;

·       пути и возможности целенаправленного изменения человеком генотипов

организмов для использования в своих целях;

·       биологию клонированных и трансгенных организмов;

·        области применения трансгенных  растений;

·        достижения биотехнологии в области медицины;

·        этические проблемы биотехнологии.

Обучающиеся должны уметь:

·        объяснять  причины  дифференциации  клеток  на  генном  уровне,  влияния вирусов, бактериофагов, плазмид на естественное изменение наследственных  свойств  клеток;

·        устанавливать  взаимосвязи  между  генотипом  и  свойствами  организма, субстратом  и активностью  генов  в  клетках  прокариот,  свойством тотипотентности и развитием целого растения из одной клетки;

·       сравнивать объекты биотехнологии, методы клеточной и генной инженерии, явления трансформации и трансдукции;

·        выявлять роль ферментов в конструировании векторов, клеток нового типа;

·       объяснять полученные опытным путём результаты, делать выводы;

·      анализировать  и  оценивать  достижения  биотехнологии,  этические  аспекты современных исследований.

 На изучение курса отводится 14 часов. Курс рассчитан на обучающихся  9 - 11 классов, интересующихся естественнонаучными дисциплинами. Программой предусмотрено изучение, как теоретических вопросов, так  и проведение лабораторно-практических занятий, практикумов по решению задач и защите проектов. Система  занятий,  представленных  в  программе,  ориентирована  на  активную  поисково - познавательную  деятельность  обучающихся.

Содержание программы

Тема 1. Биотехнология: прошлое и настоящее (2 часа). Зарождение,  становление  и  развитие  биотехнологии.  Определение  понятия «биотехнология». Связь современной биотехнологии с различными областями наук. Цели  и  задачи  биотехнологии,  ее  результаты.  Объекты биотехнологии: бактерии кишечной  палочки, пекарские дрожжи, Питательные среды: простые, обогащенные, сложные. Направления биотехнологии.

Тема 2. Клеточная инженерия (4 часа). Клеточные  культуры  эукариотических  клеток  высших  организмов.  Современные направления

клеточной  инженерии:  культивирование клеток и тканей, гибридизация, реконструкция. Тотипотентность. Клон. Клональное микроразмножение, размножение вне организма. Гаплоидные растения. Соматическая гибридизация. Протопласт. Хромосомная инженерия. Методы клеточной инженерии. Трансгеноз. Рестриктазы. Трансгенные организмы. 

Выращивание  растений  в  пробирках.  Преимущество  и  значение  микроклонального  размножения. Вторичный  метаболизм  растений,  соединения  вторичного  обмена  веществ.  Значение  продуктов  вторичного  обмена веществ  для человека.  Стволовые клетки, их особенности. Реконструкция клеток  Трудности получения  клонированных  позвоночных  животных  методом  реконструированных клеток.  Получение моноклинальных препаратов, их использование, преимущества.

Тема 3. Генная инженерия (4 часа).  Естественное  перенесение  генетической  информации  от  одного  организма  к другому: трансформация  и  трансдукция.  История  изучения  явления  трансформации  у  бактерий.  Опыты  Ф.  Гриффитса  и  Л.А.  Зильбера.  Причины  трансформации.

Выяснение  роли  молекул  ДНК  как материальных  носителей  наследственности. Способность клеток к изменению.  Открытие  и изучение  вирусов  и  бактериофагов. Проникновение  в  клетку  хозяина.  Поведение  вирусов  в клетках  при  разных  типах  инфекции.

Особенности  злокачественных клеток,  онкологические  заболевания.   Роль онкогенов в организме. Трансдукция.  Механизм действия трансдуцирующего  фага.  Создание геномных библиотек с помощью бактериофагов.  Плазмиды, их характерные особенности. Сайт репликации. Половой процесс и половое размножение. Половой процесс у бактерий. Трансимссивные плазмиды. Методы генной  инженерии.  Методика  получения  рекомбинантной  ДНК  по  П.  Лобану  и  П.  Бергу. Конструирование  клеток  с измененной  наследственностью:  рестрикция,  легирование,  трансформация, скрининг. Получение и использование зондов в генной инженерии. Ограничение  реализации  генетической  информации  в  клетках.    Регуляция  синтеза  белков  у  эукариот.  Зависимость  реализации генетической  информации  от  внешних  и  внутренних  факторов.  Трудности, связанные с синтезом  эукариотических белков в клетках прокариот Соблюдение безопасности  при  работе  генных  инженеров  с  патогенными организмами. Челночные векторы.

Тема 4. Биотехнология на службе у людей (2 часа). Биотехнология  в  медицине.  Изготовление  вакцин  биотехнологическими  методами: субъединичные вакцины, поливакцины. Использование иммунодепрессантов  и  антител  при  трансплантации  органов  и  тканей. Получение  интерферонов,  их  значение  для  организма  человека  и  животных. Лечение наследственных заболеваний человека.  Области  применения  трансгенных  растений.  Стандарты  и  продукты  питания. Биотехнология и этика науки. Познание природы и его последствия. Правила безопасности  для  генно-инженерных  исследований.  Контроль  над  созданием ГМО.  Морально-этические  проблемы  изменения  генетической  природы человека.  Наука  и  политика.  Футурология,  биотехнологический  прогноз  на будущее.

Опытно-проектная и исследовательская деятельность. (2 часа)

Практические работы:

1. Строение бактериальной, растительной и животной клетки.

2. Изучение дрожжевых клеток

3. Приспособленность растений к условиям внешней среды. Выделение продуктов вторичного метаболизма.

4. Строение клеток крови.

 5. Изучение плесневых грибов (белая и сизая плесень)

 6. Влияние температуры и рН среды на активность ферментов (амилазы)

 7. Ферментативная активность каталазы.

 8. Пищевые продукты и здоровье человека.

9. Изучение растворения пищевых добавок.

Календарно-тематический план модульного  курса

 «Основы биотехнологии»

Дата	№	Тема занятия	Кол-во часов
	1.	Зарождение,  становление  и  развитие  биотехнологии.  Определение  понятия «биотехнология».	1
	2.	Объекты биотехнологии: бактерии кишечной  палочки, пекарские дрожжи.	1
	3.	Практическая работа.  Строение бактериальной, растительной и животной клетки. Практическая работа.  Изучение дрожжевых клеток	1
	4.	Клеточная инженерия. Современные направления  клеточной  инженерии.  Трансгенные организмы	1
	5.	Выращивание  растений  в  пробирках.  Преимущество  и  значение  микроклонального  размножения.  Значение  продуктов  вторичного  обмена веществ  для человека	1
	6.	Стволовые клетки, их особенности. Реконструкция клеток.  Получение моноклинальных препаратов, их использование, преимущества	1
	7.	Практическая  работа. Приспособленность растений к условиям внешней среды. Выделение продуктов вторичного метаболизма. Строение клеток крови	1
	8.	Генная инженерия. Естественное  перенесение  генетической  информации  от  одного  организма  к другому: трансформация  и  трансдукция.   Поведение  вирусов  в клетках  при  разных  типах  инфекции	1
	9.	Особенности  злокачественных клеток,  онкологические  заболевания.   Плазмиды, их характерные особенности. Конструирование  клеток  с измененной  наследственностью:  рестрикция,  легирование,  трансформация, скрининг. Практическая работа. Изучение плесневых грибов (белая и сизая плесень)	1
	10.	Получение и использование зондов в генной инженерии. Практическая работа. Влияние температуры и рН среды на активность ферментов (амилазы)	1
	11.	Трудности, связанные с синтезом  эукариотических белков в клетках прокариот. Соблюдение безопасности  при  работе  генных  инженеров  с  патогенными организмами. Челночные векторы. Практическая работа. Ферментативная активность каталазы	1
	12.	Биотехнология на службе у людей. Биотехнология  в  медицине.  Области  применения  трансгенных  растений.  Стандарты  и  продукты  питания. Пищевые продукты и здоровье человека. Биотехнология и этика науки. Практическая работа. Изучение растворения пищевых добавок	1
	13.	Проектная и исследовательская деятельность	1
	14.	Проектная и исследовательская деятельность	1

Возможные темы научных исследовательских работ и проектов: 
1. Исследование микрофлоры окружающей среды в районе учебы, работы, проживания. 
2. Исследование химического и микробиологического состава природных и сточных вод, снежного покрова и воздуха

Список литературы для обучающихся

1.     Батуев А.С., Гуленкова М.А.,  Еленевский А.Г. и др. Биология: Большой справочник для  школьников и поступающих в вузы. - М: Дрофа, 2004.10

2.      Бородин П.М., Высоцкая Л.В,  Дымшиц   Г.М. и др. Биология (общая биология), учебник для 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений; профильный уровень; 1 часть. – М.; Просвещение. - 2006.

3.     Дымшиц  Г.М., Саблина О.В.,  Высоцкая Л.В.,   Бородин П.М. Общая биология: практикум для учащихся 10 – 11 кл. общеобразовательных учреждений; профильный уровень

4.     Никишова Е.А. Основы биотехнологии: 10-11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: Вентана - Граф, 2008. – 160 с. (Библиотека элективных курсов). , 2015

5.     Пономарёва И.Н., Корнилова О.А., Симонова Л.В. Биология. 10 – 11 классы. Углублённый уровень. – М., Вентана - Граф

6.     Рувинский А.О., Высоцкая Л.В., Глаголев С.М. Общая биология: Учебник для 10-11 классов школ с углубленным изучением биологии. – М.: Просвещение, 1993. – 544с.

Интернет-ресурсы

1.      http://www.eidos.ru – Эйдос-центр дистанционного образования

2.      http://www.km.ru/education - Учебные материалы и словари на сайте «Кирилл и Мефодий»

3.      http://school-collection.edu.ru/catalog/search  - Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

4.      http://window.edu.ru/window/ - единое окно доступа к образовательным ресурсам Интернет по биологии.

5.      http://www.vspu.ac.ru/deold/bio/bio.htm - Телекоммуникационные викторины по биологии - экологии на сервере Воронежского университета.

6.      http://chashniki1.narod.ru/uchutil45.htm - Каталог ссылок на образовательные ресурсы Интернета по разделу "Биология".

7.      Другие интернет - ресурсы на усмотрение учителя и обучающихся

Список литературы для учителя

1.     Батуев А.С., Гуленкова М.А.,  Еленевский А.Г. и др. Биология: Большой справочник для  школьников и поступающих в вузы. - М: Дрофа, 2004.10

2.      Бородин П.М., Высоцкая Л.В,  Дымшиц   Г.М. и др. Биология (общая биология), учебник для 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений; профильный уровень; 1 часть. – М.; Просвещение. - 2006.

3.     Дымшиц  Г.М., Саблина О.В.,  Высоцкая Л.В.,   Бородин П.М. Общая биология: практикум для учащихся 10 – 11 кл. общеобразовательных учреждений; профильный уровень

4.     Каменский А.А., А.Е. Крискунов А.Е., В.В. Пасечник В.В. Общая биология. 10-11 класс: учебник для общеобразоват. учреждений / А.А.– М.: Дрофа, 2006. – 367 с..

5.     Никишова Е.А. Основы биотехнологии: 10-11 классы: методическое пособие. – М.: Вентана-

Граф, 2009. – 144 с. (Библиотека элективных курсов).

6.     Никишова Е.А. Основы биотехнологии: 10-11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: Вентана - Граф, 2008. – 160 с. (Библиотека элективных курсов). , 2015

7.     Пономарёва И.Н., Корнилова О.А., Симонова Л.В. Биология. 10 – 11 классы. Углублённый уровень. – М., Вентана - Граф

8.     Рувинский А.О., Высоцкая Л.В., Глаголев С.М. Общая биология: Учебник для 10-11 классов школ с углубленным изучением биологии. – М.: Просвещение, 1993. – 544с.

9.     Газета/журнал «Биология», 2000 - 2013

10. Журнал « Биология в школе», 2000 - 2017

Приложение V

Программа  модульного курса

«Основы нанотехнологии»

Пояснительная  записка

Нанотехнология – одна  из  наиболее динамично  развивающихся областей современной  физики,  по  ряду  проблем граничащая с  химией  и  биологией.  Одновременно  это  основа  новой  техники, что  позволяет  говорить  об  очередной  технической  революции  во всех  областях  жизнедеятельности  человека. «По  многим  прогнозам, именно  развитие нанотехнологий определит  облик  XXI века, подобно  тому как открытие  атомной  энергии, изобретение  лазере  и транзистора  определили облик  XX  столетия». ( Алферов Ж.И.). Изучение  основ  нанотехнологии позволяет подготовить новые  поколения  к осознанному  восприятию  принципиально изменившегося  подхода  к  созданию  материалов  и  устройств  техники  XXI  в.

Предлагаемый курс  позволяет  расширить  и  углубить  представления  обучающихся  о  влиянии  размеров  атомных  структур  на  их разнообразные  физические  свойства (механические, электрические, магнитные, оптические) и активизировать  знания  по  соответствующим  разделам  школьного  курса  физики. Подчеркивается  квантовая  природа  наночастиц. Нано-(или мезо-) структуры  являются  промежуточными  между  отдельными  атомами и макроскопическими  телами.  Примером  природных  наноструктур  служат  многие  биологические  объекты. Поэтому  данный  курс  не  только  соответствует  общим  задачам, стоящим перед  обучением  физике  в старших классах  средней  школы, но  и  активизирует  межпредметные  связи  физика – химия, физика – информатика и физика – биология. Обучающиеся  получают  возможность познакомиться  на  качественном  уровне с принципиально новыми физическими  явлениями  и новыми  фундаментальными  научными  проблемами. Одной  из важнейших  особенностей курса  является его  политехническая  направленность, конкретная  демонстрация использования  достижений  физической науки в новейшей  технике. Исторический  аспект  развития  нанотехнологии, начиная  со знаменитой лекции Ричарда  Феймана в 1959г. и заканчивая работами  нобелевского  лауреата  академика Ж.И.Алферова, позволяет на конкретном  примере  показать  логику  развития  физической  науки и ее применений и усилить  эмоциональную составляющую  восприятия  материала  курса.

Целью модульного курса «Нанотехнологии»   является формирование у обучающихся комплекса базовых знаний и умений  в области    нанотехнологий  как совокупности технологических методов, применяемых для изучения, проектирования и производства материалов, устройств и систем   нанодиапазона.

Данный курс  соответствует задачам, стоящим перед  обучением физике, химии, биологии  обучающихся 9-11классов  средней  школы, способствует формированию  целостной  картины мира на разных  уровнях  размерности  физических  систем. Изучение  процессов  самоорганизации при формировании наноструктур  и примеры  использования биологических  наноструктур  как элементов  технологии  позволяет с единых  позиций  рассматривать природные и искусственные  наноструктуры, что  способствует формированию  общего  научного  мировоззрения.

По всей программе прослеживается межпредметная связь физики, химии, биологии.   

Основные задачи курса:

·       приобретение обучающимися знаний: о влиянии размеров  атомных  структур на  их физ. свойства; о конкретных  наноструктурах и перспективах их использования в современной технике; о современных  методах наблюдения  отдельных атомов  и манипулирования  отдельными  атомами;  о достижениях  и  перспективах   использования нанотехнологии  в технике, биологии, медицине, вычислительной технике; об истории  развития  нанотехнологии и научной деятельности создавших ее ученых;

·       приобретение общеучебных умений: работать  со  средствами информации (учебной, справочной, научно-популярной литературой, средствами дистанционного образования, текущей научной информацией в Интернете); готовить сообщения и доклады, оформлять их и представлять; обобщать знания, полученные при изучении физики, химии и биологии; использовать  технические средства обучения и средства новых информационных  технологий; участвовать в дискуссиях;

·       формирование  навыков  работы с комплектом лабораторного оборудования НаноБокс;

·       формирование  представлений об использовании различных физ. свойств и особенностей наноструктур в современной  технике, роли экономического и экологического факторов; о роли компьютерного моделирования в создании новых структур и   материалов;

·       воспитания научного  мировоззрения и эстетическое  воспитание;

·       развитие у учащихся функциональных  механизмов психики – восприятия, мышления, речи, а также  типологических и индивидуальных свойств  личности: интересов, способностей, в том  числе  творческих, самостоятельности, мотивации.

      При проведении занятий целесообразны такие  формы  обучения, как лекции (вводные к разделам), семинары, самостоятельная работа учащихся( коллективная, групповая, индивидуальная), консультации. Обучающиеся  самостоятельно находят  информацию для докладов и сообщений, подбирают и реферируют тексты из учебной, научно-популярной литературы, сайтов Интернета, компьютерных  обучающих программ, выбирают  соответствующий иллюстративный  материал. Кроме письменного представления  докладов и сообщений возможно их представления  в  виде общего  проекта. Уровень  самостоятельности при осуществлении этой  деятельности обучающимися и характер  помощи со стороны  учителя  варьируется в зависимости от их подготовленности и сложности  материала.

Ожидаемые результаты

Обучающиеся  должны:

Знать (на уровне восприятия) отличительные особенности наноструктур в целом и основные примеры природных  и синтезированных наноструктур; основные  достижения и перспективы применения нанотехнологии в электронике, биологии, медицине, охране окружающей среды; историю  развития нанотехнологии; имена и основные  научные  достижения  ученых, сделавших существенный вклад в ее  развитие;

 понимать  роль нанотехнологии в целом в жизнедеятельности человека в XXI в.; принципиальное влияние  размеров наночастиц на  их физ. свойства; перспективы так называемого  «молекулярного дизайна», включающего наноструктуры как неорганического, так и органического и биологического  происхождения;

 уметь работать со средствами  информации, в том числе компьютерными ( уметь искать и отбирать информацию, систематизировать  и корректировать  ее, составлять рефераты); готовить сообщения и доклады и выступать с ними; участвовать в дискуссиях; оформлять  сообщения и доклады в письменном и электронном виде, подбирать к докладам , сообщениям, рефератам иллюстрированный  материал и корректировать  его;

уметь проводить опыты, эксперименты и лабораторные исследования с применением комплекта лабораторного оборудования для изучения нанотехнологий НаноБокс.

Содержание  программы

Тема 1.  Понятие   о   нанообъектах  и  наноматериалах (2 часа). Наноструктуры – объекты, между  молекулами  и  макроскопическими телами. Примеры  природных и синтезированных  наноструктур (ДНК, частицы  природных  глин, фуллерены, магнитные  кластеры и др.). Особенности  физических   свойств наноструктур, связанные с их размерами (размерный  эффект). Роль  поверхности. Проявления квантовых  эффектов. Новая  парадигма получения  материалов сборкой «снизу  вверх».

Нанотехнология – основа  техники  будущего.  Перспективы создания и использования материалов, систем и устройств  со  структурой  в  наномасштабе.  Понятие  о  процессах  самоорганизации и их роль  (самосборка) в формировании  наноструктур. Концепция Дрекслера): нанороботы  и  их  самовоспроизводство.

Лабораторные опыты:

1. Воспроизведение эффекта лотоса
2. Гидрофобизация поверхности дерева или минерального вещества
3. Гиброфобизация поверхности тканей
4. Обработка поверхности от запотевания

Тема 2.  Экспериментальные  методы  -  «глаза»  и  «пальцы» нанотехнологии (2 часа). Туннельный  эффект  и  принцип  работы  сканирующего  туннельного  микроскопа (СТМ).  История  создания  СТМ.  Примеры  их  применения. Атомный  силовой  микроскоп (АСМ).  Принцип  работы , устройство, режим  работы.  Определение  методом АСМ  структуры  природных  и  искусственных  нанообъектов.  Манипулирование  с  помощью  АСМ  отдельными  атомами.

Магнитный  силовой  микроскоп  и  его  возможности.  Оптический  микроскоп  ближнего  поля,  преодоление  дифракционного  предела.  Оптический  и  магнитный  пинцеты.

Лабораторный опыт: Воспроизведение эффекта лотоса

Тема 3.  Фуллерены   и   нанотрубки (2 часа). История  открытия  фуллеренов.  Строение  и  особенности  электронной  структуры.  Углеродные  нанотрубки.  Фуллерены  и  нанотрубки -  новая  аллотропная  форма  углерода.  Методы  получения  углеродных  нанотрубок.

Зависимость  электрических  свойств  углеродных  нанотрубок  от  их  строения.  Использование углеродных  нанотрубок  в  наноэлектронике (гетеропереход, дисплей  и  пр.).  Сверхпроводимость  нанотрубок.

Теоретическая  прочность  твердых  тел  и  высокопрочные  материалы.  Прочность  углеродных  нанотрубок , перспективы  использования  их  механических  свойств.

Неуглеродные  нанотрубки, особенности их  структуры  и  свойств.  Наноконтейнеры  на  базе  фуллеренов  и  нанотрубок. Перспективы  их  использования  в  биологии  и  медицине.  Многослойные  нанотрубки.

Применение  нанотрубок  в  качестве  весов,  кантилеверов  и  пр.

Лабораторные опыты:

1.Защита от огня
2. Повышение электропроводности стекла с помощью оксидов индия и олова

Тема 4.   Магнитные  кластеры  и   магнитные  наноструктуры (2  часа). Магнитные  кластеры  на  основе  железа  и  марганца,  особенности  их  магнитных  свойств ( «мезоскопические  магниты» ).  Магнитные  кластеры и запоминающие  устройства  с  высокой  плотностью  записи  информации.

Суперпарамагнетизм. Явление  тунеллирования  магнитного  момента  в  ферромагнитных  наночастицах. Наноматериалы  с  эффектом  гигантского  магнитного  сопротивления  ( магнитные  мультислои),  их  использование  для  записи  и  чтения  информации.  Использование  магнитных  кластеров,  изолированных  внутри  нанотрубок. Металл-полимерные  нанокомпозиты,  наноструктурные твердые  сплавы,  наноструктурные  защитные  покрытия  и  пр. Применение  магнитных  нанокластеров  в  медицине.

Лабораторный опыт: Радужный шар с флоп-покрытием

Тема 5.  Наномембраны  и  вторичные  структуры  на  их  основе.             Нанопроволоки. Фотонные  кристаллы  -  оптические  сверхрешетки (2 часа). Использование  ускоренных  ионов  для  получения   трековых полимерных  наномембран; применение  наномембран.

Получение  с  помощью  электролиза  вторичных структур  -  нанопроволок.  Магнитное  сопротивление  в  нанопроволоках  и  наномостиках.  Нанопроволоки  (нанонити)  на  основе  дрожжевых  белков.

Дифракционная  решетка  как  одномерная  фотонная  структура.  Качественное  представление  о  дифракции  на  двумерной  и  трехмерной  фотонной  структуре.  «Зонная  теория»  для фотонов:  фотонные  проводники ,  изоляторы , полупроводники   и  сверхпроводники.

Перспективы  применения  фотонных кристаллов  для  построения  лазеров  нового  типа, оптических  интегральных схем,  хранения и передачи информации.  История  создания  и  исследования  фотонных  кристаллов.  Кластерная  сверхрешетка  опала.

Применение  драгоценных  камней  в  квантовых  оптических  технологиях  XX  -XXI  вв.

Демонстрации:

1.Использование кластеров наночастиц золота в тесте на беременность
2. Кварцевый песок
3. Горный хрусталь
4. Кремниевая подложка

Тема 6. Нанотехнология  в  биологии  и  медицине ( 2 часа). Использование  сканирующей  микроскопии  для  исследования  микроскопических  структур  и  процессов  в  биологических  системах.  Нанороботы  в  организме  человека.  Наноактюаторы (наномоторы ),  использующие  биологические  наноструктуры.  Тканиевая  инженерия  (создание  биологических  тканей).  Нанотехнология  изготовления  ДНК- чипов  и  расшифровка  геномов  человека  и  растений.  Нанотехнология  и  охрана  окружающей  среды (наноструктуры с  иерархической  самосборкой  для  адсорбции  атомов  тяжелых  металлов,  нанопористые  материалы  для  очистки  воды,  наносенсоры  и  пр.).

Лабораторный опыт: Огнедышащий факир

Проектная и исследовательская деятельность  (2 часа)

Практические работы:

1. Придание гидрофобных свойств поверхности дерева или минерального вещества

2.Придание гидрофобных свойств поверхности тканей
3. Как на самом деле работают природные самоочищающиеся системы

4. Прозрачные чернила для стекла - средство от запотевания поверхности

5. Покрытие для предохранения древесины от царапин, защита от огня

6. Повышение электропроводности при помощи плёнки из оксидов индия и       олово

7. Фотокаталитические реакции с участием диоксида титана

8. Обнаружение коллоидов с использованием эффекта Тиндаля

9. Разделение материалов по плотности при помощи магнитной жидкости

10. Получение наночастиц золота

11. Фотокаталитические реакции с участием диоксида титана

12. Разделение материалов по плотности при помощи магнитной жидкости

13. Сплавы с памятью формы

Темы возможных проектов и исследовательских работ:

1.   Исследование тканей с нанопокрытиями.

2.   Исследование материалов с памятью формы.

На изучение курса отводится 14 часов. Курс рассчитан на обучающихся  9 - 11 классов, интересующихся естественнонаучными дисциплинами. Программой предусмотрено изучение, как теоретических вопросов, так  и проведение лабораторно-практических занятий, практикумов по решению задач и защите проектов.

Календарно-тематический план модульного курса

модульного   курса  «Основы нанотехнологии»

Дата	№	Тема  урока	Количество часов
	1.	Что  такое  наноструктуры? Нанотехнология. Концепция Дрекслера.	1
	2.	Практические работы. Придание гидрофобных свойств поверхности дерева или минерального вещества. Придание гидрофобных свойств поверхности тканей	1
	3.	Сканирующий  туннельный  микроскоп. Атомный  силовой  микроскоп. Магнитный  силовой  микроскоп. Оптический  и магнитный  пинцеты	1
	4.	Практические  работы. Как на самом деле работают природные самоочищающиеся системы? Прозрачные чернила для стекла - средство от запотевания поверхности Покрытие для предохранения древесины от царапин, защита от огня	1
	5.	Фуллерены и углеродные нанотрубки - новая аллотропная форма углерода. Теоретическая прочность твердых тел и высокопрочных материалов.	1
	6.	Практические работы. Покрытие для предохранения древесины от царапин, защита от огня Повышение электропроводности при помощи плёнки из оксидов индия и       олово Фотокаталитические реакции с участием диоксида титана	1
	7.	Магнитные кластеры и запоминающие устройства. Суперпарамагнетизм.	1
	8.	Практическая работа. Обнаружение коллоидов с использованием эффекта Тиндаля Разделение материалов по плотности при помощи магнитной жидкости	1
	9.	Получение  и использование наномембран. Нанопроволоки на основе дрожжевых  белков. Сверхрешетки. Перспективы применения фотонных кристаллов	1
	10.	Практические  работы: Получение наночастиц золота Фотокаталитические реакции с участием диоксида титана	1
	11.	Использование сканирующей микроскопии в биосистемах. Нанотехнология и окружающая среда	1
	12.	Практические работы: Разделение материалов по плотности при помощи магнитной жидкости. Сплавы с памятью формы	1
	13.	Проектная и исследовательская деятельность	1
	14.	Проектная и исследовательская деятельность	1

Список литературы для обучающихся:

1.     Еремин В.В. Нанохимия и нанотехнология. 10-11 классы. Профильное обучение: учеб. пособие/ В.В. Еремин, А.А. Дроздов. – М.: Дрофа, 2009. – 109 с.

2.     Разумовская И.В. Нанотехнология.11 класс: учеб. пособие / И.В. Разумовская. – М.: Дрофа, 2009. – 222 с.

3.     Хартманн У. Очарование нанотехнологии / У. Хартманн; пер. с нем. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 173 с.

4.     Алфимова М.М. Занимательные нанотехнологии. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 96 с.

5.     http://www.nanometer.ru

6.     http://www.nanonewsnet.ru

7.     http://www.rusnano.com

8.     http://popnano.ru

9.     http://www.nano-edu.ulsu.ru

Список литературы для учителя:

1.     Еремин В.В. Материалы курса “Нанохимия и нанотехнология”: лекции 1–4. – М.: Педагогический университет “Первое сентября”, 2009. – 92 с.

2.     Еремин В.В. Материалы курса “Нанохимия и нанотехнология”: лекции 5–8. – М.: Педагогический университет “Первое сентября”, 2009. – 96 с.

3.     Еремин В.В. Нанохимия и нанотехнология. 10-11 классы. Профильное обучение: учеб. пособие/ В.В. Еремин, А.А. Дроздов. – М.: Дрофа, 2009. – 109 с.

4.     Разумовская И.В. Нанотехнология.11 класс: учеб. пособие / И.В. Разумовская. – М.: Дрофа, 2009. – 222 с.

5.     NanoEducator. Базовый прибор для научнообразовательного процесса в области нанотехнологии. Учебное пособие.

6.     Хартманн У. Очарование нанотехнологии / У. Хартманн; пер. с нем. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 173 с.

7.     Алфимова М.М. Занимательные нанотехнологии. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 96 с.

8.     http://www.nanometer.ru

9.     http://www.nanonewsnet.ru

10. http://www.rusnano.com

11. http://popnano.ru

12. http://www.nano-edu.ulsu.ru

Приложение VI

Программа модульного курса

«Экспериментальная экология»

Пояснительная записка

 Экология как наука, сфера человеческой деятельности и область образования имеет высокую социальную значимость. Между тем в Федеральном базисном учебном плане среди предметов, обязательных для изучения, она не представлена.

 Необходимость введения курса «Экспериментальная экология»   обоснована проведением анкетирования обучающихся 10 классов, психолого-педагогических исследований результатов их предпрофильной подготовки, а также опросом родителей. Данный элективный курс востребован обучающимися, занимающимися по разным профилям.

            Цель программы: сформировать практические умения обучающихся в области экологической оценки состояния окружающей среды по её количественным и качественным параметрам.

Ожидаемые результаты

Обучающиеся должны уметь

давать экологическую оценку состоянию объектов окружающей среды по количественным и качественным параметрам;

планировать и организовывать экспериментальные исследования, анализировать результаты эксперимента;

использовать количественные показатели качества окружающей среды при обсуждении экологических вопросов.

Содержание программы курса «Экспериментальная экология»  предусматривает практико-ориентированную деятельность обучающихся, подготовку и развитие практических умений в области экологической оценки состояния окружающей среды по её количественным и качественным параметрам,  становление  нравственно-экологической позиции и экологической компетентности личности обучающегося.  

       Результаты подобной деятельности являются хорошей  мотивационной основой для  получения  знаний  текущей учебе, в перспективе и играют очень важную  роль в профессиональном самоопределении. Обчающиеся получат полезный опыт экологических исследований, который позволит сделать выводы, касающиеся их будущей образовательной траектории.

Содержание программы

Введение (1 час).  Ознакомление с содержанием программы обучения; инструктаж правил поведения во время лабораторных занятий. Учение о ноосфере.

Тема  1.  Экологические исследования воздуха (4 часа).   Атмосфера. Качественный состав воздуха и его влияние на здоровье живых организмов. Источники загрязнения воздуха (автомобили, заводы, фабрики и т.д.).

Тема  2.  Экологические исследования воды (4 часа).   Гидросфера, её состав. Вода в природе и хозяйственной деятельности человека, необходимость бережного использования воды. Загрязнение водоемов и влияние этого фактора на живые организмы. Жесткость воды.

Тема 3.  Экологические исследования почвы (3 часа).  Почва. Плодородие почвы. Почвы нашей местности. Обитатели почвы, их роль в формировании почвы.

Проектная и исследовательская деятельность  (2 часа)

Практические работы:

1.Подготовка и проведение исследования воздуха на содержание твёрдых примесей.

2.Проведение исследования загрязнения воздуха городским автотранспортом на улицах города. 

3.Оценка степени  загрязнения воздуха по обилию лишайников и повреждению хвоинок сосны. 

4.Взятие проб воздуха и проведение  подсчёта числа колоний выросших в чашках с питательной средой.

5.Исследование кислотности осадков при помощи лакмусовой бумаги. Определение общей жесткости воды при помощи мыла.

6.Исследование качества воды различных районов города Надыма: прозрачность, жесткость, запах.

7.Проведение опыта по определению механического состава почвы.  8.Проведение экскурсии по определению особенностей химического состава почв по видовому разнообразию растений, произрастающих  в данной местности.

Календарно-тематический план модульного курса

модульного   курса  «Экспериментальная экология»

Дата	№	Тема	Количество часов
	1.	Введение. Учение о ноосфере	1
	2.	Воздух, состав воздуха.	1
	3.	Исследование воздуха на содержание твёрдых примесей	1
	4.	Исследование загрязнения воздуха городским автотранспортом	1
	5.	Исследование атмосферы при помощи растений-индикаторов.	1
	6.	Вода в природе и хозяйственной деятельности человека.	1
	7.	Изучение кислотности осадков.	1
	8.	Что такое жесткость воды? Определение общей жесткости воды.	1
	9.	Исследование качества воды различных районов города	1
	10.	Почва. Формирование почвы. Виды почв.	1
	11.	Определение механического состава почвы	1
	12.	Определение особенностей химического состава почв по видовому разнообразию Определение  антропогенных нарушений почвы.	1
	13.	Проектная и исследовательская деятельность	1
	14.	Проектная и исследовательская деятельность	1
		Итого:	14

Список литературы для обучающихся:

1.Экологический практикум / Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. - СПб.,  2012. - 176 с.

2. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия / Мотузова Г.В., Карпова Е.А. -  Издательство Московского университета, 2013. – 305с.

3. Контроль качества воды / Алексеев Л.C. -  М.: ИНФРА-М , 2009. – 155с.

Экология в экспериментах: 10-11 классы: методическое пособие / Нечаева Г.А., Федорос Е.И. – М.: Вентана-Граф, 2009.-112с.

Список литературы для учителя:

1.Экологический практикум / Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. - СПб.,  2012. - 176 с.

2.Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия / Мотузова Г.В., Карпова Е.А. -  Издательство Московского университета, 2013. – 305с.

3. Контроль качества воды / Алексеев Л.C. -  М.: ИНФРА-М , 2009. – 155с.

Экология в экспериментах: 10-11 классы: методическое пособие / Нечаева Г.А., Федорос Е.И. – М.: Вентана-Граф, 2009.-112с.

4. Программа элективного курса  «Город и экология» / Сергеева И. Д. -[Электронный ресурс]. — URL: http://122.72.0.6www.openclass.ru/node/439722

5.ГОСТ 28268-89 -[Электронный ресурс]. — URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-28268-89

6. Концепции современного естествознания / Под редакцией Михайлова Л. А.  - [Электронный ресурс]. — URL: http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/mihail/11.php

 Приложение VII

 Программа модульного курса "Основы биофизики"

Пояснительная записка

Биофизика способствует формированию у обучающихся естественно - научного мышления, целостного представления о наблюдаемых явлениях, обеспечивает направленность личности, ориентирует ее на продолжение обучения в высшей школе естественнонаучного профиля.

Логика изучения тем и разделов в курсе "Биофизика" определяется традиционной структурой физических знаний. Это обусловлено особенностями строения системы естественнонаучного образования в общеобразовательных учебных заведениях. Следует отметить, что при этом сохраняется система научных биофизических знаний, включающих молекулярную, клеточную и системную биофизику.

Основной целью модульного курса «Основы биофизики» является углубление и расширение системы естественнонаучных знаний.  Взаимосвязь физических, химических и биологических понятий курса обеспечивается за счет рассмотрения этих знаний в новых синтезированных ситуациях. При этом реализуются принципы научности, доступности, наглядности, связи научных знаний с практикой. Биологические объекты рассматриваются как высшая форма движения материального мира находящие и проявляющие себя через более простые, химические и физические. В связи с этим подчеркивается и раскрывается обобщенная методология познания физико-химических явлений в живых системах, находящихся в неразрывной связи с окружающей средой, отрабатываются единые подходы к структуре познавательной деятельности при изучении естественнонаучных дисциплин.

Ведущая идея данного модульного курса – показать обучающимся  внутрипредметные и межпредметные связи физических, химических и биологических знаний применительно к живому организму, а также необходимость интеграции знаний для решения задач в области человекознания на теоретическом уровне познания. Основным элементом структуры знаний предмета являются теория кинетики биологических процессов, термо­динамических процессов, теория влияния электромагнитного излучения на живой организм, теория фотобиологических процессов, теория реакции.

Ожидаемые результаты

Обучающиеся должны знать биомеханические основы двигательных действий и двигательной деятельности, осознавать сложность и вместе с тем познаваемость двигательной деятельности. Знать теоретические концепции современной биомеханики, владеть основами системного подхода к анализу сложных явлений.

Знать физические закономерности движения крови в сердечно -сосудистой системе, методы, позволяющие оценить работу сердца,

основы звукоизлучения и звуковосприятия живыми су­ществами, основы преобразования энергии в живом организме,

 основы теории проницаемости, особенности протекания явлений диффузии, теплопроводности, электропроводности в мембранной структуре

сущность образования биопотенциала, особенности протекания возбуждения по нервному окончанию.

особенности поведения живого организма при протекании по нему постоянного и переменного тока

методы воздействия электрическим током на живые организмы

 основы воздействия электромагнитного поля различного диапазона на живой организм, иметь представление о фотометрических величинах, об использовании их в оценке санитарно-гигиенических норм помещения

 биологическое действие ультрафиолетового, инфракрасного и видимого излучения, знать основные направления применения лазерной технологии в медицине

 биофизические основы зрительного восприятия различных живых существ,

основы воздействия ионизирующего излучения на живой организм, иметь представление об основных этапах протекания лучевой болезни,  основы безопасности от оружия массового поражения.

Обучающиеся должны уметь

измерять давление в сосудистой системе, проводить исследование работы сердца

проводить энергетический анализ некоторых биологических процессов

объяснять эволюцию развития, звуковосприятия живой природы

пользоваться методами моделирования и оптимизации двигательной деятельности, уметь синтезировать знания в новых ситуациях

рассчитывать параметры, описывающие механическое движение живого организма

оценивать звуковой сигнал, измерять его психофизиологические величины

решать задачи на расчет процедур лечения ультразвуком, методы использования ультразвука в медицине

рассчитывать процедуры лечения и профилактики электрическим током

проводить оценку освещенности помещений

строить изображение в приведенном глазе, оценивать параметры зрительного анализатора

делать расчет радиоактивных доз.

Содержание программы

Тема 1. Введение. Биомеханика (2 часа).Биофизика как наука, ее предмет и методы исследования. Основные направления взаимосвязи физики и биологии. История развития биофизики. Место биофизики среди других естественных наук.

Основные разделы биомеханики. Биомеханические характеристики: кинематические, динамические, энергетические. Темп движения, двигательный цикл, фаза движения. Хронограмма движения. Момент инерции. Момент силы. Полная энергия движущегося тела. Метаболическая энергия. Энергетическая стоимость движения. Безразмерные биомеханические характеристики. Двигательный аппарат человека. 15 - звенная модель человеческого тела. Масс-инерциальные характеристики. Центр масс. Центр тяжести. Расчет массы сегмента тела. Рычажные моменты человека. Колебательные движения опорно-двигательного аппарата человека. Механические свойства костей.

Биодинамика мышц и мышечных сокращений. Понятие о мышцах. Сократимость мышц. Законы Гука для мышечных сокращений. Связь между силой и скоростью мышечных сокращений Жесткость и твердость мышцы. Податливость и релаксация мышцы.

Биомеханика ходьбы и бега. Хронограммы ходьбы и бега. Полет живых существ. Физические основы полета. Особенности полета живых существ. Биомеханика плавания живых существ. Энергетика плавания.

Тема 2. Гемодинамика (2 часа). Физические основы гемодинамики. Уравнение неразрывного потока. Виды давлений. Уравнение Бернулли. Работа по преодолению сил внутреннего трения потока жидкости. Уравнение Ньютона для вязкой жидкости. Число Рейнольдса. Закон Гагена Пуазейля. Физические свойства крови. Плотность и относительная вязкость крови. Движение эритроцитов в сосудистой системе. Скорость оседания эритроцитов. Сердце как механическая система. Фазы сокращения сердца. Зависимость частоты сердечных сокращений от массы животного. Систолический объем. Работа сердца Расчет работы сердца при нагрузке. Биофизические закономерности движения крови в сердечно-сосудистой системе. Пульсовая волна. Давление крови в сосудистой системе человека. Методы измерения давления крови.

Тема 3. Биоакустика. Термодинамика биологических систем (2 часа). Звук как физическое явление. Источники звука. Физические характеристики акустического поля. Отражение и преломление звука, затухание звука. Звук как психофизиологическое явление. Закон Вебера-Фехнера. Уровень интенсивности звука. Бел и децибел. Громкость звука. Пороги звукового ощущения человека и животных. Биофизические основы звукоизлучения в живом мире. Слуховой аппарат млекопитающих. Особенности слухового аппарата птиц и рыб. Шум как стресс - фактор, сто влияние на живой организм. Борьба с шумом. Акустические методы в медицине и ветеринарии. Ультразвук ( УЗ ). Методы его получения и регистрации. Физические свойства УЗ. Взаимодействие УЗ с веществом. Применение УЗ. Действие УЗ на биологические объекты. Использование УЗ в хирургии, терапии и диагностике. Инфразвук(ИЗ). Источники ИЗ и его свойства. Биологическое действие ИЗ.

Закрытая и открытая термодинамическая система. Первое начало термодинамики в биологии. Превращение энергии. Энергетический баланс живого организма. Аккумулирование энергии в молекулах АТФ. Теплопродукция. Второе начало термодинамики в биологии. КПД живого организма. Изменение энтропии в биологических системах. Перенос вещества и энергии. Уравнение переноса. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, внутреннее трение, электропроводность. Явление переноса в биологических системах. Диффузия в легких, обмен веществ. Перенос тепла в живом организме. Физические основы терморегуляции в живом организме. Физические основы термолечения. Методы термолечения .

Тема 4. Биофизика клетки (2 часа).  Кинематика клеточных процессов. Проницаемость клеток. Строение мембраны. Мембранный транспорт. Активный и пассивный транспорт в клетках. Мембранная разность потенциалов. Равновесие Доннана. Биопотенциалы покоя и действия. Механизм передачи возбуждения по аксону.    Биопотенциалы органов. Электрические органы рыб. Методы регистрации биопотенциалов. Диагностические методы: электрокардиография, электроэнце­фалография, электромиография. Биофизика нервного импульса. Передача сигнала по нервному окончанию.

Тема 5. Действие электрического и электромагнитных полей на биообъекты (2 часа). Электрический ток в электролитах. Законы электролиза. Электрическая поляризация. Виды поляризации. Электрокинетические явления. Электрофорез. Мембранная поляризация. Электроемкость живой ткани. Прохождение постоянного тока через живые ткани. Действие постоянного тока на организм животных. Электропроводность ткани. Понятие реобаза и хронаксия. Формула Вейсса. Гальванизация как метод лечения слабым постоянным током. Прохождение переменного тока через живые ткани. Эквивалентные схемы биологических объектов. Полное сопротивление живых тканей переменному току. Дисперсия электропроводности.

Действие переменного тока на организм животного. Методы исследования биообъектов током: реография, реоэнцифалография, реопульманография. Биофизика поражения электричеством. Физиологические механизмы действия переменного тока. Понятия дефибриляция сердечной деятельности. Электронаркоз.

Живой организм в статическом электрическом поле. Электростатическое поле Земли. Физиологический механизм действия поля на биообъект. Понятие франклинизации и статического душа. Влияние постоянного магнитного поля Земли на биообъекты. Свойства намагниченной воды. Применение постоянных магнитов в медицине. Взаимодействия электромагнитного поля с веществом. Нагревание биообъектов высокочастотным полем. Потери электромагнитной энергии в проводниках и диэлектриках. Угол диэлектрических потерь. Живой организм в электромагнитном поле. Высокочастотная электротерапия и электрохирургия. Дарсонвализация, диатермия, индуктотермия. УВЧ-терапия, микроволновая терапия.

Тема 6. Биофизика оптического излучения. Основы радиобиологии (2 часа). Природа света. Источники света. Ощущение света. Основы фотометрии. Кривая видимость. Световой поток, сила света, освещенность, яркость. Энергетические фотовеличины. Световые фотовеличины. Фотометрия ультрафиолетовой части спектра. Взаимодействие света с веществом. Фотохимические реакции. Люминесценция. Биолюминесценция. Люминесцентный анализ. Физические и биологические свойства оптического излучения. Видимый свет. Инфракрасное излучение. Биологическое действие ИК- излучения. Биологическое действие УФ-излучения. Физические и биологические свойства лазерного излучения. Применение лазеров в медицине. Биофизика зрительного восприятия. Рентгеновское излучение. Рентгенодиагностика. Биологическое действие рентгеновских лучей.

Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. Взаимодействие потока заряженных частиц с веществом. Элементы дозиметрии ионизирующих излучений. Биологическое действие радиации. Действие излучения на клетку. Методы ионизирующих излучений. Метод меченых атомов. Лучевая терапия. Перспектива развития биофизики. Единство реального мира.

Проектная и исследовательская деятельность (2 часа).

Практические работы:

1.Расчет биомеханических характеристик человека

2.Исследование работы сердца при физических нагрузках

3.Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости

4.Расчет теплового баланса живого организма

5.Измерение электропроводности живых тканей

6.Расчет процедур лечения переменным током человека и животных

7.Исследование электросопротивления биологически активных точек человека

Календарно-тематический план модульного курса

модульного   курса  «Основы биофизики»

Дата	№	Тема занятия	Кол-во часов
	1.	Биофизика как наука, ее предмет и методы исследования	1
	2.	Основные разделы биомеханики. Биомеханические характеристики: кинематические, динамические, энергетические. Практическая работа.  Расчет биомеханических характеристик человека	1
	3.	Физические основы гемодинамики. Уравнение неразрывного потока. Виды давлений	1
	4.	Сердце как механическая система. Фазы сокращения сердца. Зависимость частоты сердечных сокращений от массы животного. Практическая работа.  Исследование работы сердца при физических нагрузках	1
	5.	Звук как физическое явление. Источники звука. Физические характеристики акустического поля. Практическая работа.  Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости	1
	6.	Закрытая и открытая термодинамическая система. Первое начало термодинамики в биологии. Превращение энергии. Энергетический баланс живого организма. Практическая работа.  Расчет теплового баланса живого организма	1
	7.	Кинематика клеточных процессов. Проницаемость клеток. Строение мембраны. Мембранный транспорт	1
	8.	Методы регистрации биопотенциалов. Диагностические методы: электрокардиография, электроэнце­фалография, электромиография. Биофизика нервного импульса.	1
	9.	Электрический ток в электролитах. Законы электролиза. Прохождение переменного тока через живые ткани. Практическая работа.  Измерение электропроводности живых тканей	1
	10.	Живой организм в статическом электрическом поле. Электростатическое поле Земли. Физиологический механизм действия поля на биообъект. Практическая работа.   Расчет процедур лечения переменным током человека и животных.	1
	11.	Природа света. Источники света. Ощущение света. Основы фотометрии. Кривая видимость. Световой поток, сила света, освещенность, яркость. Энергетические фотовеличины. Практическая работа.  Исследование фотометрических величин помещения	1
	12.	Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. Взаимодействие потока заряженных частиц с веществом. Элементы дозиметрии ионизирующих излучений. Практическая работа.  Исследование электросопротивления биологически активных точек человека	1
	13.	Проектная и исследовательская деятельность	1
	14.	Проектная и исследовательская деятельность	1

Список литературы для обучающихся

1. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. -М. Просвещение, 1988.-271 с.
6. Донской Д.Д. Зациорский В.М. Биомеханика - М. Физкультура и спорт. 1979.-264 с.
2. Тулькибаева Н.Н., Зубов А.Ф. Задачи межпредметного содержания и методы их решения: Учеб. пособ.- Челябинск, 1993.-94 с.
3.  Беркинблит М Б. Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. - ML: Наука, 1988.-288 с.
4. Манойлов В.Е. Электричество и человек. - Л: Энергоиздат, 1988-224 с.
5.  Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений. - М: Просвещение, 1989-210 с.
6.  Янцен В.Н. Межпредметные связи в задачах по физике. -Куйбышев 1987.-120 с.

Список литературы для учителя

1.  Биофизика /Под ред. Л.Г. Костюшко. - Киев: Высш. шк., 1988.-504 с.
2. Волькенштейн М.В. Биофизика. Учеб. пособ. - М. Наука. 1988. -392 с.
3. Старченко С.А. Биофизика-Ю.Учеб.пособ .-Троицк - ТВИ, 1994.-122с.
4.  Белановский А.С. Основы биофизики в ветеринарии. -М. Агропромизд. 1989.-271 с.
5. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. -М. Просвещение, 1988.-271 с.
6. Донской Д.Д. Зациорский В.М. Биомеханика - М. Физкультура и спорт. 1979.-264 с.
7 Эссаулова И.Л. и др. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. Учеб. иособ./Под ред. А.Н.Ремезовой М.: Высш. школа, 1987.-271 с.
8. Тулькибаева Н.Н., Зубов А.Ф. Задачи межпредметного содержания и методы их решения: Учеб. пособ.- Челябинск, 1993.-94 с.
9.  Беркинблит М Б. Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. - ML: Наука, 1988.-288 с.
10. Акоев И.Г. Биофизика познает рак.-М.:Наука,1987-160 с.
11.  Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов над учебным материалом по курсу «Физика с осно­вами биофизики» /Сост. Старченко С.А. и др. - Троицк, 1988-94 с.
12. Радиация молекулы и клетки.   /Под ред. Жеребина. В.И -М.Знание, 1984.-160 с.
13. Манойлов В.Е. Электричество и человек. - Л: Энергоиздат, 1988-224 с.
14.  Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений. - М: Просвещение, 1989-210 с.
15.  Янцен В.Н. Межпредметные связи в задачах по физике. -Куйбышев 1987.-120 с.
16. Методические указания по изучению к>рса» Физика с основами биофизики» /Сост. Белановский А.С. М:МВА,1985-14 с.
17. Лекции по биофизике. /Ред. Макаров О.П..-Л.: ЛГУ, 1968.-477 с.

Краткое описание документа:

Дополнительная общеобразовательная программа естественнонаучной направленности "Мир вокруг нас" содержит 5 модулей: аналитическая химия, биофизика, биотехнология, нанотехнология, экология.

Целью дополнительнойобщеобразовательной программы «Мир вокруг нас» является развитие метапредметных компетенций обучающихся средствами опытно-проектной и экспериментально-исследовательской деятельности в области смежных естественнонаучных дисциплин: аналитической химии, биофизики, биотехнологии, нанотехнологии, экологии.