Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса icon

Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса



НазваниеПрограмма элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса
Дата конвертации13.11.2012
Размер343.33 Kb.
ТипПрограмма

Программа элективного курса « Биофизика» в 9 классе

Цели курса:

  1. Социально-психологическая: Формирование деятельностной способности учащихся, коммуникативных умений. Самоопределение в выборе направления дальнейшего образования.

  2. Академическая: Расширить представления учащихся об окружающем мире; удовлетворить интерес к явлениям и процессам, происходящим в организме человека.

Задачи: Создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора естественнонаучного профиля обучения, путём знакомства школьников с особенностями естественно-научной исследовательской деятельности на материале курса.

Программа курса предназначена для учащихся 9 класса, выбирающих дальнейший профиль обучения, и рассчитана на 17 часов. Она состоит из трёх блоков: биомеханика, электродинамика и медицина, физика человеческого глаза. В программе используются знания учащихся таких тем, как механика, электродинамика, оптика. Прослеживается связь физики с биологией, медициной, математикой.

Курс “Биофизика” направлен на удовлетворение познавательных интересов учащихся в области выходящей за рамки учебной программы физики, на оказание помощи в выборе профиля обучения в старшей школе. В курсе устанавливается связь между физическими законами и человеческим организмом, процессами, происходящими в нём. Курс содержит лабораторные работы исследовательского характера, самостоятельную работу учащихся при выполнение учебных проектов.

Предусматривается групповая и индивидуальная работа учащихся. За основу взят принцип деятельностного подхода обучения школьников с учётом принципа вариативности. При использовании групповой работы делается акцент на принцип психологической комфортности.

Главным содержанием курса является естественнонаучная исследовательская деятельность. Она включает в себя такие элементы, как наблюдение, измерение, выдвижение гипотез, экспериментирование, математическая обработка данных, анализ информационных источников, а также предполагается использование коммуникативных умений (сотрудничество при работе в группе, культуру ведения дискуссии, презентации результатов). Другая важная особенность курса – его интегративность, междисциплинарный характер содержания. Это с одной стороны показывает учащимся универсальный характер естественнонаучной деятельности, а с другой – способствует устранению психологических барьеров, мешающих школьникам видеть общее в разных областях знания, безбоязненно осваивать новые сферы деятельности.


В результате изучения курса, помимо формирования собственной позиции относительно выбора профиля, ученики смогут освоить следующие умения:

  • строить план исследования,

  • фиксировать эмпирические данные,

  • проводить эксперименты (наблюдения), позволяющие выявить новые характеристики явления,

  • сотрудничать с товарищами, работать в исследовательской группе,

  • представлять результаты работы в форме короткого сообщения с использованием визуальных средств демонстрации (графиков, диаграмм, рисунков).

Содержание программы.

Введение (1 час)

  • Значение для человека знаний по биологии, биофизике, медицинской физики.

^ Биомеханика (7 часов)

  • Рассмотрение некоторых вопросов биомеханики: раздела биофизики, в котором рассматриваются механические свойства живых тканей и органов, а также механические явления, происходящие как с целым организмом, так и с его органами. Эргометрия.

  • Физиологическая акустика, изучающая устройство и работу звуковоспринимающих и звукообразующих органов человека и животных.

Физический практикум

  • Определение максимальной скорости движения пальцев.

  • Оценка плотности костной ткани методом гидростатического взвешивания.

  • Определение мощности сердца человека.

  • Измерение времени реакции человека на звуковые и световые сигналы.

Физика человеческого глаза (4 часа)

  • Оптическая система глаза и некоторые её особенности. Бинокулярность. Цветовое зрение. Зрительные иллюзии.

Физический практикум

  • Определение разрешающей способности глаза.

  • Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаза.

  • Сборка трубы Галилея.

 Электродинамика и медицина (3 часа)

  • Собственные физические поля организма человека: низкочастотные электрические и магнитные. Инфракрасное излучение.

  • Физические основы электрокардиографии, магнитобиологии, иреографии.

  • Изучение электропроводимости биологических тканей.

Защита проектов (2 часа)

Темы проектов.

  1. Влияние инфразвука на организм человека.

  2. Применение ультразвука в медицине.

  3. Шумовое загрязнение.

  4. Степень вредного влияния сотовой связи.

  5. Использование лазеров в медицине.

  6. Магнитное поле на службе медицины.

Тематическое планирование

п\п

Тема

Количество часов

Форма проведения

1

Введение. Некоторые вопросы биомеханики

1

Лекция

2

Механические свойства живых тканей и органов

1

Лекция

3

Эргометрия

1

Лекция

4

Физиологическая акустика

1

Лекция

5

Определение максимальной скорости движения пальца руки

1

Лабораторная работа.

6

Оценка плотности костной ткани методом гидростатического взвешивания

1

Лабораторная работа

7

Определение мощности работы сердца

1

Лабораторная работа

8

Измерение времени реакции человека на звуковые и световые сигналы

1

Лабораторная работа

9

Физика человеческого глаза

1

Конференция

10

Определение разрешающей способности глаза

1

Лабораторная работа

11

Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаза

1

Лабораторная работа

12

Сборка трубы Галилея

1

Лабораторная работа

13

Собственные физические поля организма человека

1

Лекция

14

Физические основы магнитобиологии, электрокардиографии

1

Лекция

15

Электропроводимость биологических тканей

1

Лекция

16

Защита проектов

2

Презентация

Литература для учителя

  1. А.Н.. Ремизов и др. Медицинская и биологическая физика – М. Дрофа, 2004.

  2. В.В. Антонов. Биофизика – М. Арктос-Викапресс, 2000

  3. Дж.Б. Мерион. Физика с биологическим содержанием – М.. Высшая школа, 1986.

  4. Методические указания для выполнения лабораторных работ по физике, Воронеж 2003.

Литература для учащихся

  1. А. В. Пёрышкин, и др. Факультативный курс физики, М. “Просвещение”, 1980.

  2. И. И. Клюкин, Удивительный мир звука, Ленинград “Судостроение”, 1986.

  3. Б. Ф. Бильмович. Световые явления вокруг нас – М. “Просвещение”, 1986.

  4. М. Б. Беркинблит. Е. Г. Глагольева. Электричество в живых организмах, М. “Наука”, 1988.

Приложение.

^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.


Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаз.


ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ: миллиметровая бумага, линейка, рейка, таблицы Брадиса или калькулятор.

ТЕОРИЯ. Поле зрения глаза – это угол максимального видения γ. Поле зрения у человека по вертикали и горизонтали отличается. Каждый глаз видит в горизонтальном направлении примерно в пределах 120 – 130градусов, оба угла почти перекрываются. Поле зрения неподвижного глаза около 60◦ по горизонтали и около 130◦ по вертикали.

Для определения поля зрения на линейке длиной а = 50см нанесите три метки – одну в центре и две в крайних точках. Приближая линейку к глазу, измерьте минимальное расстояние b, когда глаз видит обе крайние метки. Рассчитайте по формуле:


tgα = a/2b; γ = 2α


^ ХОД РАБОТЫ

  1. Установите перед правым глазом линейку в горизонтальном положении и, приближая её, наблюдайте центральную и крайние метки. Определите минимальное расстояние b, на котором ещё видны обе метки. Повторите опыт 2-3 раза и рассчитайте среднее значение.

  2. Повторите опыт для левого глаза.

  3. Рассчитайте поле зрения каждого глаза.

  4. Результаты занесите в таблицу. Сделайте вывод о горизонтальном поле зрения.



глаз

а, см

b, см

α

γ

левый













правый















5-8. Аналогично п. 1-4, но линейку устанавливайте в вертикальном положении.

(Данные всех групп записываются на доске, делают выводы.)


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.


Определение разрешающей способности глаза.

ОБОРУДОВАНИЕ: игла, миллиметровая бумага, белая бумага, рулетка, штангенциркуль.

ТЕОРИЯ. Разрешающая способность глаза как оптической системы зависит от диаметра зрачка. Если перед глазом расположен непрозрачный экран с отверстием, диаметр которого меньше диаметра зрачка, то разрешающая способность глаза уменьшается вследствие дифракции света на отверстии.

Для проведения исследования необходимо подготовить объект наблюдения – непрозрачный экран в виде полосы миллиметровой бумаги, в которой следует проколоть иглой ряд отверстий диаметром 0,3; 0,5; 1; 1,5; 2 мм, и лист бумаги с двумя чёрными точками, расположенными на расстоянии 1 мм одна от другой. Выполнять работу удобнее вдвоём. Один наблюдает через отверстие в экране чёрные точки, а второй измеряет максимальное расстояние от глаза наблюдателя до этого листа, при котором через данное отверстие две точки ещё видны раздельно.

^ ХОД РАБОТЫ.

  1. Установите перед правым глазом экран из миллиметровой бумаги и наблюдайте через отверстие диаметром 0,3 мм в экране 2 точки на листе бумаги, находящиеся на расстоянии l = 1 мм. Определите максимальное расстояние R, на котором две точки ещё не сливаются в одну, а видны раздельно.

  2. Такие же наблюдения выполните с отверстиями диаметром 0,5; 1; 1,5; 2 мм.

  3. Вычислите минимальное угловое расстояние между точками (разрешающую способность) при наблюдении через отверстия диаметром 0,3; 0,5; 1; 1,5; 2 мм по формуле φ = l / R (рад).

φ = l /2πR * 360 = l /2πR * 360*60`=3438* l /R угл. мин.

  1. Результаты занесите в таблицу. Сделайте вывод о разрешающей способности глаза.

Диаметр отверстия, мм

Расстояние между точками l , мм

Расстояние R до точек, мм

Разрешающая способность φ, угл. мин.

0,3










0,5










1










1,5










2












^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Определение максимальной скорости движения пальца руки.

Используя ластик и линейку, определите максимальную скорость движения пальца своей руки.

УКАЗАНИЯ. Для определения максимальной скорости движения пальца руки измерьте максимальную скорость, которую палец может сообщить телу небольшой массы, например ластику. Для этого, положив ластик на край стола, щёлкните по нему пальцем и заметьте точку падения ластика на пол. Измерив, максимальное расстояние s от стола до места падения ластика, полученное в результате нескольких опытов, определите дальность полёта в горизонтальном направлении (рис. 1).

Скорость ν ластика вычислите по формуле:

ν = s/t,

предварительно определив время t падения ластика. Его можно найти, измерив высоту стола Н и используя формулу:

Н =gt²/2, откуда t = √2H/g.

Для скорости окончательно получим:


ν =





Максимальную высоту полёта ластика можно измерить, определив самый низкий уровень расположения руки, при котором вам в результате щелчка пальца удаётся добросить ластик до потолка.


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Измерение времени реакции человека на звуковые и световые сигналы.

ОБОРУДОВАНИЕ: два секундомера.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

  1. В эксперименте должны участвовать два экспериментатора: испытуемый и контролёр. Для проведения опытов используют два секундомера. Сначала экспериментатор – испытуемый, время реакции которого необходимо измерить, берёт секундомер № 1, а экспериментатор – контролёр берёт секундомер № 2. Оба экспериментатора готовятся к запуску секундомеров и располагаются рядом так, чтобы секундомер экспериментатора – контролёра был виден экспериментатору – испытуемому. Первым запускает свой секундомер (№ 2) контролёр, а испытуемый должен запустить свой секундомер (№ 1) в тот момент, как увидит движение стрелки секундомера № 2.

  2. После запуска секундомеров таким способом испытуемый и контролёр обмениваются секундомерами и производят остановку секундомеров в том же порядке, в каком был осуществлён их запуск: контролёр останавливает секундомер № 1, а испытуемый секундомер № 2 в момент, когда заметит остановку стрелки секундомера № 1.

Так как из-за существования времени реакции испытуемый запустил секундомер № 1 с опозданием на время реакции t .

Однако после обмена секундомерами испытуемый опоздал с остановкой секундомера № 2 ещё интервал времени t, так что общая разница в показаниях секундомеров равна удвоенному времени реакции испытуемого:



О


t - t
тсюда время t реакции испытуемого на световой сигнал определится выражением:


2
t =

Г


де t – время реакции испытуемого, - показания секундомеров. Измерения необходимо повторить трижды и определить среднее значение времени реакции.

  1. Для определения времени реакции на звуковые сигналы проводят аналогичные измерения, однако испытуемый при этом не должен видеть второй секундомер. Запуск секундомера № 1 и остановку секундомера № 2 он должен осуществлять по звуковому сигналу, которым может служить щелчок секундомера, запускаемого или останавливаемого экспериментатором – контролёром.

^ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .

1.С какой целью в опыте после запуска секундомеров испытуемый и контролёр меняются секундомерами?

2.Как изменяются результаты и почему, если обмен секундомерами не производить?


Лабораторная работа.

Определение мощности работы сердца.


Цель: рассчитать мощность своего сердца

Оборудование: прибор для измерения артериального давления, секундомер.


^ Известные величины и соотношения: плотность крови 1,05*10³кг\м³, скорость крови 0,5м\с, 1ммрт.ст.=133Па, Vц=60мл – ударный объём крови,ţ=0,3с – время одного сокращения сердца, Апр=0,2Алев. – связь работы правого и левого желудочков.

За 1мин. сердце в покое прокачивает 5л крови, при нагрузке – 15л крови.

Средняя мощность сердца вычисляется по формуле: Рср.=А\ţ=6Vц\5ţ(Р+ρư²\2)

Ход работы.


1.Подготовьте в тетради таблицу отчёта.

2. Измерьте своё давление. Рассчитайте среднее давление по формуле:

Рср=(Рв+Рн)\2

где Рв – верхнее артериальное давление, Рн – нижнее артериальное давление.

  1. Получите формулу нахождения мощности сердца.

А=Апр+Апев, Алев=Аı+А2 Аı=Fl=РSl=РVц А2=0,5mu²=0,5РVцu²

Алев=Vц(Р+0,5ρu²) Апр=0,2Алев=0,2Vц(Р+0,5ρu²)

Рср=А\ţ=6Vц\5ţ(Р+ρu²\2)

Апр –работа правых желудочка и предсердия, Алев – работа левых желудочка и предсердия, А2 – сообщение крови дополнительной кинетической энергии при выходе из сердца, А – работа сердца за один такт.

4.Рассчитайте необходимые величины и занесите их в таблицу.

5.Оцените погрешность результатов.

6.Сделайте вывод.



Рв,Па

Рн,Па

Р,Па

ρ,кг\м³

u,м\с

А,Дж

ţ,с

Рср,Вт






























Дополнительные задания.

  1. Найдите высоту, на которую необходимо поднять человека массой 70кг, совершив работу, по величине равную вашей работе сердца.

  2. Рассчитайте работу сердца в состоянии покоя Ап и после 20 приседаний Ар. Данные занесите в таблицу.



Т,с

N

ţı=ţ\N

Ап,Дж

Ар,Дж





















3.Рассчитайте, сколько крови перекачивает ваше сердце за 50 лет (в железнодорожных цистернах).


^ Лабораторная работа.

Оценка плотности костной ткани методом гидростатического взвешивания.

ОБОРУДОВАНИЕ: кость, весы с разновесами, сосуд с водой, штатив с муфтой и лапкой.

Теоретическое введение.


Плотность является важной характеристикой биологических объектов. Например, плотность мочи зависит от концентрации растворённых в ней веществ: мочевины, мочевой кислоты, креатинина, гипуровой кислоты, минеральных веществ и т.д. Состав мочи испытывает некоторые изменения при различных заболеваниях, что отражается на величине плотности. При воспалительных процессах в почках, сердечной недостаточности, сахарном диабете, плотность мочи повышается, при хронической почечной недостаточности – понижается. При заболеваниях холерой в тяжёлых случаях плотность крови возрастает из-за больших потерь воды. Измерение плотности крови в этих случаях позволяет правильно корректировать лечение. Изменение плотности костей (например, при уменьшении содержания в них кальция) ведёт к изменению их механических свойств. При рахите, когда происходит обеднение костей минеральными солями, наблюдается размягчение костной ткани.

Существуют различные методы определения плотности.

Воспользуемся методом гидростатического взвешивания. Этот метод основан на определении веса тела в воздухе и в жидкости с известной плотностью. При этом используется закон Архимеда, который гласит, что всякое тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила

Fа, направленная вертикально вверх и равная весу вытесненной телом жидкости или газа.

Порядок выполнения работы.


1.Определите вес кости в воздухе с помощью весов.

2. Поставьте под чашкой весов с костью сосуд с водой.

3.Опустите в воду кость не касаясь сосуда. Определите вес кости в воде.

4. Рассчитайте плотность кости.


Лабораторная работа.

Сборка трубы Галилея.

Оборудование: длиннофокусная и короткофокусная линзы, штатив, метровая линейка.

Задание.

Соберите модель телескопа, используя две собирающие линзы. Определите увеличение телескопа экспериментально и сравните найденное значение с результатами теоретического расчёта.

Метод выполнения работы.

Способность человеческого глаза различать мелкие детали предметов ограничена размерами светочувствительных элементов сетчатки глаза – колбочек и явлением дифракции света на отверстии зрачка. Оба эти эффекта ограничивают разрешающую способность человеческого глаза приделом, примерно равным 1´ . Это значит, что две светящиеся точки, находящиеся на угловом расстоянии друг от друга менее одной угловой минуты, воспринимаются человеческим глазом как одна световая точка. Для того чтобы иметь возможность видеть мелкие детали, находящиеся друг от друга на угловых расстояниях меньше одной минуты, применяют оптические приборы, увеличивающие угол зрения на рассматриваемый предмет. Для наблюдения удалённых предметов применяются телескопы.

Оптическое изображение в простейшем телескопе-рефракторе получается с помощью двух собирающих линз, одна из них длиннофокусная, другая короткофокусная. Длиннофокусная линза имеет большой диаметр и находится на конце трубы, обращённом к объекту наблюдения. Эта линза называется объективом. Короткофокусная линза малого диаметра находится на другом конце трубы. Эта линза, обращённая к глазу наблюдателя, называется окуляром.

Увеличение, которое дает телескоп рассчитывают по формуле Υ=Fı\F2.

Порядок выполнения работы.

  1. Определите фокусное расстояние Fı и F2 линз объектива и окуляра. Вычислите увеличение Υ, которое должна давать модель телескопа.

  2. Установите линзы окуляра и объектива на расстоянии l=Fı+F2 друг от друга, соберите модель телескопа. Наблюдая демонстрационную линейку одним глазом через модель телескопа, а другим непосредственно; определите увеличение телескопа экспериментально. Сравните результаты рассчета и эксперимента.

Пояснительная записка

Предлагаемый курс - межпредметный (ориентационный) и рассчитан на 17 часов. Он знакомит школьников с комплексными проблемами и задачами, требующими синтеза знаний, в данном случае по физике и биологии; подводит учащихся к осознанию взаимосвязи законов физики с биосферой.

Цели курса:

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

  • формирование интереса школьников к исследовательской деятельности;

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

Задачи курса:

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

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

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

  • воспитание навыков сотрудничества в процессе совместной работы.

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

Основными видами деятельности учащихся на занятиях являются:

  • групповая, проектно-исследовательская работа;

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

    • выполнение практических и лабораторных работ;

    • подготовка сообщений и докладов, проведение семинаров и дискуссий.

Данный курс должен помочь школьникам овладеть исследовательской деятельностью, стать фактором формирования творческого мышления. Биофизические примеры, рассматриваемые программой курса, послужат средством привития учащимся интереса к физике и правильного выбора дальнейшей профессии.

Итоговый контроль прохождения учащимися курса предлагается в форме отчета и круглого стола.

элективного курса "Физика и медицина"»

^ Материал из Wiki edu.

Перейти к: навигация, поиск

Обобщение опыта преподавания элективного курса по физике – «Физика и медицина»

Характерной чертой современной науки является интенсивное взаимопроникновение идей, теоретических подходов и методов, присущих разным дисциплинам. Особенно это относится к физике, химии, биологии и математике. Так, физические методы исследования широко используются при изучении живой природы, а своеобразие этого объекта вызывает к жизни новые, более совершенные методы физических исследований.

Появились комплексные науки такие, как биофизика – наука, изучающая действие физических факторов на живые организмы. Из нее выросла медицинская биофизика. Возникла наука бионика, изучающая возможность применения биологических закономерностей в технике для повышения качества и расширения функций систем, машин и приборов. Инженерные задачи часто решаются на основе анализа структур и жизнедеятельности организмов.

Рассматривая связи физики, медицины и биологии, необходимо показать учащимся общность ряда законов живой и неживой природы, углубить представления о единстве материального мира, взаимосвязи и взаимообусловленности явлений, их познаваемости, ознакомить с применением физических методов при изучении биологических процессов.

Необходимость межпредметных связей в обучении бесспорна. Последовательное и систематическое их осуществление значительно усиливает эффективность учебно-воспитательного процесса, формирует диалектический способ мышления учащихся, развивает представление о единой естественнонаучной картине мира во всей ее сложности и многообразии. К тому же, межпредметные связи - непременное дидактическое условие развития интереса к знаниям основ наук, в том числе и естественных. В связи с переходом на профильное обучение возникает необходимость расширить образовательное пространство.

Профильное обучение направлено на реализацию личностно - ориентированного учебного процесса. Не важно каким бы ни оказался выбранный профиль, выпускник должен быть здоров. В 2007 году я начала апробацию элективного курса «Физика и медицина» разработанного С. М Новиковым (входит в сборник «Программы элективных курсов 9-11 классы») Данная программа взята за основу, но добавлена практическая часть на которую отводится треть всего курса.

Интегративный элективный курс предназначен для учащихся 9-х классов и предполагает углубленное изучение некоторых тем курса физики, имеющих общее содержание с курсом биологии и медицины; курс рассчитан на 17 часов (1 урок в неделю). А так же данный элективный курс служит для внутрипрофильной специализации обучения, то есть позволяет более полно реализовать межпредметные связи и дает возможность изучать смежные учебные предметы (биологию и физику) на профильном уровне. Здесь учащиеся увидят применимость законов физики к живому организму, ознакомятся с некоторыми результатами бионики, научатся объяснять некоторые процессы, происходящие в живом организме законами физики. Курс интересен и любознательным, тем, кто увлечен экспериментами, кто увлекается физикой и биологией. Интегрированный курс основан на теоретических знаниях и практических умений в области физики и биологии. Ученики узнают, что в основе работы человеческого организма лежат законы физики, научатся правильно применять их для сохранения своего здоровья. Предлагаемый курс позволит ученикам сориентироваться в выборе профессии медицинского работника, физика, биолога.

Главным содержанием курса является естественнонаучная исследовательская деятельность. Она включает в себя такие элементы, как наблюдение, измерение, выдвижение гипотез, экспериментирование, математическая обработка данных, анализ информационных источников, а также предполагается использование коммуникативных умений (сотрудничество при работе в группе, культуру ведения дискуссии, презентации результатов).

Другая важная особенность курса как уже говорилось – его интегративность, междисциплинарный характер содержания. Это с одной стороны показывает учащимся универсальный характер естественнонаучной деятельности, а с другой – способствует устранению психологических барьеров, мешающих школьникам видеть общее в разных областях знания, безбоязненно осваивать новые сферы деятельности.

При проведении занятия курса комбинируются с темами общей биологии, анатомии и физиологии человека, но главной предметной областью является физика. Целью данного курса является интеграция знаний учащихся о природе, установление межпредметных связей между физикой и биологией, дающее больше возможности для формирования представлений о единстве материального мира, взаимосвязи и взаимообусловленности явлений, их познаваемости; формирование умений и навыков применения физических методов исследований при изучении биологических процессов.

Каждый блок (а их 10) изучается по следующей схеме: разбирается теоретический материал, где используется уже созданный каталог ученических презентаций, созданных в предыдущие годы; погрузка обучающихся в мир своего организма с помощью практическо-исследовательских работ (например, «Определение горизонтального и вертикального полей зрения», где ребята узнают причины возникновения заболеваний, проводят исследования, математически обрабатывают анализируют ситуацию, характерную для себя, оценивают состояние данного исследования для своего организма и рассматривают способы сохранения здоровья) этим ребята учатся самостоятельно приобретать знания, критически оценивать полученную информацию, излагать свою точку зрения по изучаемому вопросу, выслушивать другие мнения и конструктивно обсуждать их.

В начале изучения курса отводится 2 занятия для мозгового штурма. Проводится анкетирование, входящий тест, формирование групп, выбор тем самостоятельных работ (будущих проектов), формулируются вопросы для самостоятельных исследований и правила оформления работ для выступления на заключительном занятии. Темы проектов предлагают дети самостоятельно. При изучении данного курса учащимся предстоит также убедиться может ли стать медицина будущей профессией писать и защищать проекты. Кроме того, защита проектов дает возможность учителю проконтролировать динамику развития познавательных интересов и достижения поставленных целей. Занимаясь исследовательской деятельностью, учащиеся овладевают навыками защиты проектов и самопрезентации.

Собственные образовательные продукты (научно-исследовательские и творческие работы) учащиеся представляют на последнем занятии. Уже защищенные проекты «Солнце, которое всегда с тобой», «Шумовое загрязнение».

При проектировании организации процесса изучения курса используется метод проектов, так как основные цели метода соответствуют развитию креативной личности ученика, а образовательным продуктом является проект, выполненный в содружестве с одноклассниками. Использование исследовательской технологии в проектировании помогает достичь роста познавательной активности школьников, способствует получению более глубоких знаний, развивает умение творчески мыслить. Уроки становятся более познавательными, эмоционально насыщенными и практически значимыми. Элективный курс предназначен для учащихся 9 классов общеобразовательных школ в качестве предпрофильной подготовки. Предполагает такое развитие школьников, которое обеспечивает переход от обучения к самообразованию.

^ Цели и задачи курса:

  • знакомство с основными методами применения физических законов в медицине;

  • развитие познавательного интереса к современной медицинской технике и проблемам здравоохранения;

  • формирование умения выдвигать проблемы и гипотезы, строить логические умозаключения, пользоваться индукцией, дедукцией, методами аналогий.

Программа элективного курса согласована с требованиями государственного образовательного стандарта и содержанием основных программ курса физики профильной школы. Она ориентирована на дальнейшее совершенствование уже усвоенных учащимися знаний и умений. Программа курса состоит из 10 блоков: невесомость и перегрузки, центрифугирование; вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации человека; сочленения и рычаги в опорно-двигателоном аппарате человека; работа и мощность человека, эргометрия; характеристики слухового ощущения, звуковые измерения; физические основы клинического метода измерения давления крови; физические основы электрокардиографии; оптическая система глаза и некоторые ее особенности; использование рентгеновского излучения в медицине; использование радиоактивных изотопов.

В программе используются знания учащихся таких тем, как механика, электродинамика, оптика. Прослеживается связь физики с биологией, медициной, математикой. Устанавливается между физическими законами и человеческим организмом, процессами, происходящими в нем. Курс содержит большое количество лабораторных работ исследовательского характера, самостоятельную работу учащихся при выполнении учебного проекта.

Предусматривается групповая и индивидуальная работа учащихся. За основу взят принцип деятельностного подхода обучения школьников с учетом принципа вариативности. При использовании групповой работы делается акцент на принцип психологической комфортности. Главным содержанием курса является естественнонаучная исследовательская деятельность. Она включает в себя такие элементы, как наблюдение, измерение, выдвижение гипотез, экспериментирование, математическая обработка данных, анализ информационных источников, а также предполагается использование коммуникативных умений (сотрудничество при работе в группе, культуру ведения дискуссии, презентации результатов). Другая важная особенность курса – его интегративность, междисциплинарный характер содержания. Это с одной стороны показывает учащимся универсальный характер естественнонаучной деятельности, а с другой – способствует устранению психологических барьеров, мешающих школьникам видеть общее в разных областях знания, безбоязненно осваивать новые сферы деятельности.

В результате изучения курса, помимо формирования собственной позиции относительно выбора профиля учащиеся смогут освоить следующие умения:

  • Строить план исследования;

  • Фиксировать эмпирические данные;

  • Проводить эксперименты (наблюдения), позволяющие выявить новые характеристики явления;

  • Сотрудничать с товарищами, работать в исследовательской группе;

  • Представлять результаты работы в форме короткого сообщения с использованием визуальных средств демонстрации (графиков, диаграмм, рисунков);

  • Иметь преставление о проявлении физических законов и теорий в медицине, методах научного познания природы.

Подведение итогов реализации учебной программы данного элективного курса проводится в виде защиты проекта.

^ Содержание программы

Невесомость и перегрузки. Центрифугирование. (1 ч)

Функционирование организма человека в условиях одновременного воздействия силы тяжести и силы реакции опоры. Особенности поведения человеческого организма при невесомости, когда органы человека не оказывают давления друг на друга. Движение тела человека в условиях невесомости. Ориентация тела человека при безопорном «плавании» в невесомости. Неинерциальные системы отсчета. Особенности поведения человеческого организма при перегрузках. Оптимальные положения тела человека при разных перегрузках. Использование центрифуг в космической медицине для подготовки людей к работе в условиях перегрузок. Центрифугирование – процесс отделения (сепарации) мелких частиц от жидкостей, в которых они находятся. Применение центрифуг в медико-биологических исследованиях для разделения биополимеров, вирусов и субклеточных частиц.


^ Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации человека (1ч)

Структура уха человека. Составляющие вестибулярного аппарата, расположенного во внутреннем ухе. Реакция вестибулярного аппарата на равнодействующую сил, действующих на человека. Восприятие человеком состояния невесомости и перегрузок посредством вестибулярного аппарата как необычных состояний, к которым необходимо приспособиться.

^ Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека (1 ч)

Фаланги пальцев как пример одноосных соединений. Проявление двухосного соединения при вращении черепа вперед и назад. Шаровой шарнир в тазобедренном суставе человека как пример трехосного соединения. Рычаги первого, второго и третьего родов в организме человека. Удержание человеком равновесия с помощью совокупности рычагов, входящих в опрно-двигательную систему человека.

^ Работа и мощность человека. Эргометрия (3 ч)

Работа и мощность человека при кратковременных и продолжительных усилиях. Статистическая и динамическая работа мышц человека. Эргометры – приборы для измерения работы человека или отдельных его членов. Велоэргометр.


^ Характеристики слухового ощущения. Звуковые измерения (2ч)

Природа звука. Виды звука: тоны (музыкальные звуки), шумы, звуковые удары. Физические характеристики звука. Тембр и громкость звука. Обертоны. Порог слышимости. Действие звука на человеческий организм в зависимости от уровня интенсивности звука. Звуковое давление. Физические основы устройства аппарата речи и слуха человека. Физические основы звуковых методов исследования в медицине. Стетоскоп и фонендоскоп. Применение ультразвука в медицине. Особенности воздействия инфразвуковых колебаний на организм человека.

Физические основы клинического метода измерения давления крови.Физические свойства нагретых и холодных сред, используемых для лечения. Применение низких температур в медицине. (1 ч)

Физические основы измерения давления крови в плечевой артерии. Систолическое и диастолическое (верхнее и нижнее) давление в артерии. Сфигмотонометр с ртутным манометром. Сфигмотонометр с металлическим мембранным манометром. Измерение кровяного давления с помощью электронной аппаратуры. Абсолютная и относительная влажность. Оптимальный воздушно-тепловой режим для жизнедеятельности человеческого организма. Методы контроля воздушно-теплового режима. Способы искусственного изменения абсолютной и относительной влажности. Применение в лечении сред с большой удельной теплоемкостью (вода, грязи, солевые растворы), а также сред с большой удельной теплотой фазового превращения (парафин, лед). Использование низкотемпературного метода (криогенная медицина) разрушения ткани при замораживании и размораживании (удаление миндалин, бородавок и т. п.). Механические свойства твердых тел и тканей организма.

^ Физические основы электрокардиографии (1 ч)

Биологические потенциалы в клетках и тканях человека. Определение состояния сердечной деятельности с помощью биопотенциалов. Принцип работы медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы. Регистрация электрического поля сердца на точках поверхности тела человека с помощью электродов. Электрокардиограмма как временные зависимости напряжения в разных точках поверхности тела человека. Электростимуляроторы. Стимуляторы центральной нервной системы (электросон, электронаркоз), нервно-мышечной системы, сердечно-сосудистой системы (кардиостимуляроторы, дефибрилляторы) и т. д.


^ Оптическая система глаза и некоторые ее особенности ( 3 ч)

Строение глаза человека. Аккомодация – приспособление глаза к четкому видению различно удаленных предметов (наводка на резкость). Расстояние наилучшего зрения. Острота зрения и способы ее проверки. Чувствительность глаза к свету и цвету. Близорукость и дальнозоркость – дефекты зрения, способы их исправления. Оптические иллюзии. Волоконная оптика и ее использование в медицине.


^ Использование рентгеновского излучения в медицине. Тепловое излучение тел (1 ч)

Устройство рентгеновской трубки, принцип ее работы. Рентгенодиагностика – просвечивание внутренних органов человека с диагностической целью. Рентгеноскопия – рассмотрение изображения на рентгенолюминесцирующем экране. Рентгенография – фиксирование изображения на фотопленке. Рентгенотерапия – применение рентгеновского излучения для уничтожения злокачественных образований. Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей. Теплоотдача организма. Понятие о термографии. Инфракрасное излучение и его применение в медицине. Ультрафиолетовое излучение и его применение в медицине. Использование токов высокой частоты в лечебных целях. Высокочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура, аппараты электрохирургии. Лазеры и их применение в медицине.

^ Использование радиоактивных изотопов в медицине (1 ч)

Радиоактивность. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Методы, использующие изотопные индикаторы (меченые атомы) с диагностическими и исследовательскими целями. Методы, использующие ионизирующее излучение радиоактивных изотопных материалов для биологического действия с лечебной целью. Гамма-топограф (сцинтиграф) – прибор для обнаружения распределения радиоактивных изотопов в разных органах тела человека. Применение изотопных индикаторов для исследования обмена веществ в организме человека. Защита от ионизирующего излучения. Дозиметрические приборы. Защита от альфа-, бета – и гамма-излучений. Защита от рентгеновского излучения. Ионизирующее действие космических лучей. Причины, порождающие космические лучи. Радиационные пояса Земли. Демонстрации Невесомость. Модели центрифуги. Колеблющееся тело как источник звука. Запись колебательного движения. Практическое применение ультразвука. Измерение влажности воздуха психрометром и гигрометром. Человеческий глаз как оптическая система (на модели). Волоконная оптика. Применение инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Полупроводниковый лазер.

^ Учебно-тематическое планирование



тема занятия

часов всего

теория

практика

форма занятия

1

Введение.Некоторые вопросы физики и медицины.

1

1

0

Лекция

2

Невесомость и перегрузки. Центрифугирование.

1

1

0

Лекция

3

Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации человека. Работа и мощность человека. Эргометрия.

1

1

0

Лекция

4

Физиологическая акустика.

1

1

0

Лекция

5

Определение максимальной скорости движения пальца руки.

1

0

1

Лабораторная работа

6

Оценка плотности костной ткани методом гидростатического взвешивания.

1

0

1

Лабораторная работа

7

Oпределение мощности работы сердца.

1

0

1

Лабораторная работа

8

Измерение времени реакции человека на звуковые и световые сигналы.

1

0

1

Лабораторная работа

9

Физические основы клинического метода измерения давления крови. Физические свойства нагретых и холодных сред, используемых для лечения. Применение низких температур в медицине.

1

1

0

Лекция

10

Физические основы электрокардиографии

1

1

0

Лекция

11

Физика человеческого глаза.

1

1

0

Лекция

12

Определение разрешающей способности глаза.

1

0

1

Лабораторная работа

13

Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаза.

1

0

1

Лабораторная работа

14

Использование рентгеновского излучения и радиоактивных изотоп в медицине.

1

1

0

Лекция

15

Электропроводимость биологических тканей

1

1

0

Лекция

16

Защита проектов.

1

0

1

Презентация

17

Защита проектов.

1

0

1

Презентация


Литература для учителя

1. Блудов М. И. Беседы по физике: Книга для учащихся старших классов средней школы / Под ред. Л. В. Тарасова. М.: Просвещение, 1992.

2. Богданов К. Ю. Физик в гостях у биолога. М.: Наука, 1986.

3. Бялко А. В. Наша планета – Земля. М.: Наука, 1983.

4. Грегори Р. Разумный глаз/ Пер. с англ. М.: Мир, 1972.

5. Зверева С. В. В мире солнечного света. Л.: Гидрометеоиздат, 1988.

6. Маковецкий П. В. Смотри в корень! / Сборник любопытных задач и вопросов. М.: Наука, 1984.

7. Мерион Дж. Б. Физика с биологическим содержанием. М.: Высшая школа, 1986.

8. Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ по физике, Воронеж 2003.

9. Полищук В. Р. Как исследуют вещества. М.: Наука, 1989.

10. Ремизов А. Н. и др. Медицинская и биологическая физика. М.: Дрофа, 2004.

11. Хилькевич С. С. Физика вокруг нас. М.: Наука, 1985.


Литература для учащихся


1. Беркинблит М. Б., Глагольева Е. Г. Электричество в живых организмах. М.: Наука, 1986.

2. Бильмович Б. Ф. Световые явления вокруг нас. М.: Просвещение, 1986.

3. Клюкин И. И. Удивительный мир звука. М.: Просвещение, 1986.

4. Перышкин А. В. Факультативный курс физики. М.: Просвещение, 1980.





Похожие:

Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconПрограмма элективного курса физики в 9 классе. Тема курса: «Применение законов динамики» (22 часа)
Содержание курса углубляет и расширяет, а не дублирует программу базового уровня. В данный курс вошел ряд вопросов, которые недостаточно...
Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconПрограмма элективного учебного курса по русскому языку в 11 классе мбоу «Синезерская сош» «Трудные вопросы орфографии и пунктуации» Учитель Шилкина Т. Н
Программа предназначена для обучения учащихся 11 класса, рассчитана на 34 часа, базируется на программно-методических материалах...
Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconДокументи
1. /Рабочая программа элективного курса Основы права в 9 классе.doc
2. /Рабочая...

Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconПрограмма элективного курса для учащихся 10-11-ых классов
Актуальность курса состоит в том, что учащиеся, успешно его окончившие, смогут приобрести следующие навыки
Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconПрограмма элективного интегрированного курса "Физика и английский язык" Учитель физики и английского языка Горева Ольга Юрьевна
Целью данного курса является: Способствовать реализации потребностей овладения и использования иностранного языка и физики как средств...
Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconПрограмма элективного курса «Теория и практика сочинения рассуждения на основе прочитанного текста» Пояснительная записка
...
Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconПояснительная записка Программа элективного курса «Анатомия и физиология центральной нервной системы и сенсорных систем»
Цель курса: углубленно изучить вопросы строения и функционирования центральной нервной системы и сенсорных систем
Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconПрограмма элективного курса по выбору
Муниципальное общеобразовательное учреждение Струженская основная общеобразовательная школа
Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconРабочая программа элективного курса
Муниципальное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №10 г. Кандалакша
Программа элективного курса «Биофизика» в 9 классе Цели курса iconУчебное пособие по речевому этикету Ход занятия
Открытое занятие элективного курса «Основы культуры речи» по русскому языку в 9 классе
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib.podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов