litceysel.ru
добавить свой файл
1 2 3

раскрытие всеобщей связи явлений природы, их взаимопереходов, их взаимообусловленности, особенно живой и неживой природы (сущность жизни и ее химизм, ее происхождение; физико-химические основы наследственности), проблемы междисциплинарных наук - биокибернетики, биохимии, биофизики, молекулярной биологии, бионики;


  • обнаружение нераздельности материи и форм ее бытия – движения, пространства и времени. Теория относительности, ядерная физика, учение об элементарных частицах развиваются в этом направлении;

  • взаимосвязь принципов развития и единства природы, дающая возможность раскрывать в их взаимозависимости структуру и генезис объектов природы (космогонические гипотезы в звездной и планетной астрономии, аналогичные гипотезы в исторической геологии, в биологии и палеонтологии;

  • дальнейшее раскрытие реальных противоречий объектов природы (корпускулярно-волновой характер физических микрообъектов, частиц и античастиц; абстрактно-математические, в том числе кибернетические, и конкретно-материальные стороны изучаемых процессов; динамических и статических закономерностей, соответственно – случайности и необходимости, прерывности и непрерывности процессов природы;

  • выявление качественных различий в природе, подобных различию между макро- и микрообъектами в физике; проблема скачка и форм его протекания, включая вопрос об атропогенезе, трудовую теорию, которую выдвинул Ф.Энгельс;

  • выяснение соотношения между материей и сознанием и законов функционирования сознания – это затрагивает не только естествознание, в том числе зоопсихологию и учение о высшей нервной деятельности, но и такие науки, как логика, психология, кибернетика и ряд социальных наук.

  • комплексное изучение законов развития самого естествознания, места естествознания в жизни общества, структуры естествознания.

    Проследим особенности интегративного подхода на примере фрагментов трёх разделов предлагаемого курса.



    Из «физико-астрономического» раздела:


    Концепция развития и эволюции Вселенной - (10 часов)


    • Сущность концепции развития.

    Основные вопросы:

    • Самоорганизация систем. Замкнутые системы (нет обмена энергией….), что приводит систему к самому простому состоянию. Если применить ко Вселенной – деградация, тепловая смерть.

    • Открытые системы, обмен энергией, информацией и веществом, не находятся в состоянии термодинамического равновесия.

    • Самоорганизация скачкообразные процессы, переводящие открытую систему в новое состояние с более высоким уровнем сложности.

    • Критическое состояние – точка бифуркации.

    • Три направления самоорганизации:

    а) синергетика (связи между этапами в открытых системах, возникающие благодаря интенсивному обмену энергией и веществом. Уменьшается энтропия.

    б) термодинамика неравновесных процессов (Пригожин);

    в) математическая теория катастроф.

    • Концепция развития.

    Основные вопросы.

    • Системность – структурная организация материи. Вселенная - самая крупная материальная система. Внешняя среда любой подсистемы – материальная подсистема более крупного масштаба, с которой она обменивается энергией. Внешняя среда нашей Вселенной – физический вакуум;

    • Динамизм означает развитие движения. В процессе развития способность систем к усложнению приводит к образованию упорядоченных структур – происходит самоорганизация систем;

    • Информативность, принципы хранения и передачи информации: накапливать, хранить и передавать информацию

    • Эволюция Вселенной.

    Основные концепции космологии. Наука о строении и эволюции Вселенной:

    • Самая крупная материальная система;
    • Эйнштейн 1917 год. Релятивистская модель основана на теории гравитации;


    • Фридман 1922 год. Вселенная не может находиться в стационарном состоянии – она должна расширяться либо сужаться;

    • Хаббл 1924 год. Красное смещение линий в спектре излучения галактик возраст Вселенной. Скорость разбегания 15 млрд. лет. Первоначально плотность вещества равна плотности ядра. Вселенная – ядерная капля – неустойчивое состояние. Концепция большого взрыва. Радиус космического горизонта 1026м, радиус возрастает на 300 тыс.км. Пульсирующая Вселенная.

    • Гамов 1940 год. Модель горячей Вселенной, рассмотрены ядерные процессы, протекавшие в начальный момент расширения Вселенной в очень плотном веществе с чрезвычайно высокой температурой.

    • Реликтовое излучение, фоновое излучение. Пензиас и Вильсон (1965 год) обнаружили реликтовое излучение абсолютно черного тела t=3оК. В 2000 году в Женеве получена новый вид материи кварк-глюонная плазма. В таком состоянии находится вещество впервые 10 мкс.

      • Образование объектов Вселенной.

    Основные вопросы:

    • Квазары (1963 год) - небольшие размеры, выделяют колоссальную энергию, в 100 раз превосходящую энергию самых больших галактик. (Объекты более позднего поколения галактики с активными ярдами);

    • Черные дыры (гравитационный коллапс). Сжатие массивных звезд, концентрация вещества в центральных частях массивных звездных систем;

    • Нестационарные процессы во Вселенной (взрывы), поворотные пункты.

      • Структура Вселенной.

    Основные вопросы:

    • предмет изучения космологии:

    а) Галактики (Млечный путь);

    б) звезды и их характеристики, виды движения, звездные системы;

    в) планеты;

    г) средства наблюдения.

      • Солнечная система.

    Основные вопросы:
    • происхождение и структура Солнечной системы;


    • Солнце – ближайшая звезда;

    • Планеты и их спутники;

    • Малые тела солнечной системы.

    Контрольные вопросы:

    1. Что называется самоорганизацией?

    2. Назовите основные направления исследования самоорганизации.

    3. Каким условиям должен удовлетворять объект изучения синергетики?

    4. Что такое точка бифуркации?

    5. Назвать основные положения концепции развития?

    6. Чем отличаются самоорганизация от эволюции?

    7. Охарактеризуйте основные концепции космологии?

    8. Сформулируйте закон Хаббла.

    9. Как определить радиус космического горизонта?

    10. Что такое реликтовое излучение?

    11. Каков механизм образования объектов Вселенной?

    12. Черные дыры.

    13. Какова структура Вселенной?

    14. Что такое Метагалактика?

    15. Солнечная система – происхождение.

    16. Основные виды галактик.

    17. Сверхновые звезды.

    18. Методы наблюдения.

    19. Планеты и их характеристика.

    20. Строение Земли.


    Из «химического» раздела:


    VII. Строение атомов - (9 часов).

    …………………………….

    8. Происхождение химических элементов.

    Химический состав Метагалактики

    …………………………….

    Из «биологического» раздела:


    X
    . Химия жизни – (14 часов).

    1. Единство и эволюция элементного состава вещества на Земле и во Вселенной. Элементный состав живых и биокосных систем. Сходство элементарного состава звёздного, солнечного и живого вещества.

    2. Механизмы миграции элементов на Земле.

    3. Молекула как структурная основа многообразия веществ.

    Строение и свойства многоатомных молекул. Особая роль углерода в

    природе. Углеводороды.


    1. Жизнь и живое вещество. Типы живого вещества: живое, биогенное,

    абиогенное, земного происхождения. Косное и биокосное вещество

    биосферы.

    5. Биологическая функция. Жизнь как особая форма существования

    материи.

    ……………………………………

    Нетрудно заметить, что вопросы возникновения, эволюции и развития Вселенной – это общие естественнонаучные вопросы, которые не могут изучаться только в астрономии, только в химии или только в биологии. Эти вопросы требуют единого естественнонаучного подхода, который как раз и осуществлён в серии уроков по естествознанию в 10 классе по предлагаемой программе.

     


    УРОК УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ И АСТРОНОМИИ


    «Надо учиться в школе, но еще гораздо более

    надо учиться по выходе из школы».

    Д.И. Писарева (1840—1868)

    Если попытаться, хотя бы в самом общем виде, представить себе историю мысленного овладения миром, то в ней обнаруживаются, "переплетаются" три линии, три направления, образующие единство цивилизационного процесса: действие, знание, понимание. Они не только взаимодействуют - они дополняют, взаимно интегрируют друг друга.

    В школьном курсе, науки разделены на отдельные дисциплины, такие как химия, биология, математика, физика, философия и многие другие. По своей сущности все эти предметы направлены на изучение законов природы, на то, как устроен мир вокруг нас, на то, как мы его осознаем, понимаем, как мы с ним уживаемся. Но природу, как и жизнь в целом, нельзя рассматривать как нечто фрагментарное, она не делима. Природа представляет собой одну большую сложную систему, в которой каждый элемент имеет свое особое место и значение. В круговороте жизни все взаимосвязано. Так же и в школе: без элементов физики, не будет химии, без элементов химии не будет биологии и т.п.

    Одной из важнейших задач любого учебного заведения является гармоничное развитие человека, получение новых знаний. А одной из важнейших задач любой школы является гармоничное развитие ребенка во всех сферах научного познания. Очень важно заложить эти основы с ранних лет. Таким образом, появилась необходимость в появлении нового образовательного курса, который мог бы сочетать в себе элементы различных наук, и объяснял бы учащимся многие общие явления и процессы. Такой подход потребовал интеграции гуманитарных и естественнонаучных знаний.


    В нашей гимназии преподаётся курс “ Естествознания”, в значительной мере решающий эту задачу.

    Естествознание — это система наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как единое целое. Естествознание — одна из трёх основных областей научного знания о природе, обществе и мышлении; теоретическая основа промышленной и с.-х. техники и медицины; естественнонаучный фундамент философского материализма и диалектического понимания природы.1

    Из выше сказанного можно сделать вывод, что необходима интеграция всех знаний о природе.

    Термин интеграция (от лат. восстановление, восполнение), как правило, используется для обозначения объединения каких-то частей в единое целое, при этом подразумевается так же преодоление дезинтегрирующих факторов ведущих к разобщенности системы, к чрезмерному росту самостоятельности элементов или частей, что должно повысить степень упорядоченности и организованности системы.

    «Повсюду, куда ни посмотри, обнаруживается эволюция, разнообразие форм и неустойчивости. Интересно отметить, что такая картина наблюдается на всех уровнях — в области элементарных частиц, в био­логии, в астрофизике», — так считал один из основоположников термодинамики неравновесных процессов, лауреат Нобелевской премии 1977 г. бельгийский физик И.Л. Пригожин (1917-2003).

    В основе решения проблемы интеграции научного знания лежит философский принцип единства мира2. Поскольку мир един, его адекватное отражение должно представлять единство; системный целостный характер природы обуславливает целостность естественнонаучного знания, в природе нет абсолютных разграничительных линий. А есть только относительно самостоятельные формы движения материи, переходящие друг в друга и составляющие звенья единой цепи движения и развития, поэтому науки, изучающие их, могут обладать не абсолютной, а только относительной самостоятельностью. Рассмотрим решение этого вопроса на примере тематического планирования одной из тем курса «Естествознания»:


    1. Сущность концепции развития.

    Основные вопросы:


    • Самоорганизация систем. Разрушение упорядочности возврата к хаосу. Замкнутые системы (нет отмены энергией….), что приводит систему к самому простому состоянию. Если применить по Вселенной – деградация, тепловая смерть.

    • Открытые системы, обмен энергией и веществом, не находятся в состоянии термодинамического равновесия.

    • Самоорганизация скачкообразные процессы, переводящие открытую систему в новое состояние с более высоким уровнем сложности.

    • Критическое состояние – точка бифуркации.

    Три направления самоорганизации:

    а) синергетика (связи между этапами в открытых системах, возникающие благодаря интенсивному обмену энергией и веществом. Уменьшается энтропия.

    б) термодинамика неравновесных процессов ( Пригожин И.Л.);

    в) математическая теория катастроф.

    2. Концепция развития.

    Основные вопросы.

    • Системность – упорядочная, структурная организация материи. Вселенная самая крупная материальная система. Внешняя среда любой подсистемы – материальная подсистема более крупного масштаба, с которой она обменивается энергией. Внешняя среда нашей Вселенной – физический вакуум;

    • Динамизм означает развитие движения. В процессе развития способность систем к усложнению приводит к образованию упорядочных структур – происходит самоорганизация систем;

    • Информативность, принципы хранения и передачи информации: накапливать, хранить и передавать информацию


    3. Эволюция Вселенной.

    Основные концепции космологии. Наука о строении и эволюции Вселенной:

    • Самая крупная материальная система;

    • Эйнштейн 1917 год. Релятивистская модель основана на теории гравитации;
    • Фридман 1922 год. Вселенная не может находиться в стационарном состоянии – она должна расширяться либо сужаться;


    • Хаббл 1924 год. Красное смещение линий в спектре излучения галактик возраст Вселенной. Скорость разбегания 15 млрд. лет. Первоначально плотность вещества равна плотности ядра. Вселенная – ядерная капля – неустойчивое состояние. Концепция большого взрыва. Радиус космического горизонта 1026 м, радиус возрастает на 300 тыс.км. Пульсирующая Вселенная.

    • Гамов 1940 год. Модель горячей Вселенной, рассмотрены ядерные процессы, протекавшие в начальный момент расширения Вселенной в очень плотном веществе с чрезвычайно высокой температурой.

    • Реликтовое излучение, фоновое излучение. Пензиас и Вильсон (1965 год) обнаружили реликтовое излучение абсолютно черного тела t=3оК. В 2000 году в Женеве получена новая материя кварк-глюонная плазма. В таком состоянии находится вещество в первые 10 мкс.

    4. Образование объектов Вселенной.

    Основные вопросы:

    • Квазары 1963 год небольшие размеры, выделяют колоссальную энергию, в 100 раз превосходящую энергию самых больших галактик. (Объекты более позднего поколения галактики с активными ярдами);

    • Черные дыры (гравитационный коллапс). Сжатие массивных звезд, концентрация вещества в центральных частях массивных звездных систем;

    • Нестационарные процессы во Вселенной (взрывы), поворотные пункты.

    5. Структура Вселенной.

    Основные вопросы:

    предмет изучения космологии:

    а) Галактики (Млечный путь);

    б) звезды и их характеристики, виды движения, звездные системы;

    в) средства наблюдения.

    6. Солнечная система.

    Основные вопросы:

    • происхождение и структура Солнечной системы;

    • Солнце – ближайшая звезда;

    • планеты и их спутники;

    • малые тела Солнечной системы

    При изучении этой темы интегрируются такие науки, как философия, физика, астрономия, очень важно показать учащимся, что Вселенная самая крупная материальная система.


    Структура Вселенной — предмет изучения космологии, одной из важных отраслей естествознания, находящейся на стыке многих естественных наук: астрономии, философии, физики, химии и других. Главные составляющие Вселенной — галактики — громадные звездные системы, содержащие десятки, сотни миллиардов звезд. Солнце вместе с планетной системой входят в нашу Галактику, наблюдаемую в форме Млечного Пути. Кроме звезд и планет Галактика содержит разреженный газ и космическую пыль.

    По окончании изучения этой темы проводится обобщающий Интернет урок.

    Каковы могут быть задачи урока?

    Задачи Интернет урока:

    -формирование умений работать с информацией;

    -формирование исследовательских умений,

    -научить учащихся проектной деятельности на компьютере;

    -подготовка личности «информационного общества»;

    -формирование научного мировоззрения и мышления учащихся.

    Урок имеет достаточно простую структуру.

    Это одна страничка в Интернете:




    Урок спланирован таким образом, чтобы учащиеся при необходимости смогли повторить изученный материал, есть тестовые задания (из ресурсов Интернет)





    и большой блок самостоятельной работы.





    Учащийся может выбрать себе вопрос, который его больше всего интересует.

    Веб-квест по теме подбирается таким образом, чтобы учащийся мог расширить свои знания по изучаемому материалу.

    Результат своей работы он должен представить в виде презентации, поставленного домашнего эксперимента, модели.

    Результат работы весьма интересный, по итогам проведенных обобщающих Интернет уроков выполнение домашнего задания учениками составило 100 процентов.


    Преимущества такого урока:

    - доступность для любого ребенка

    - простота структуры

    - повышение интереса к предмету

    -повышение качества образовательного процесса и его результатов.

    -формирование единой информационной среды школы.


    Более подробно вы можете познакомиться с уроком по адресу:

    http://shumil-olga.narod.ru/vselennai/VSEL.htm



  • << предыдущая страница   следующая страница >>