Реферативная часть

Предисловие
Методическое пособие написано творческим коллективом педагогов Ижевской гимназии № 56 в результате экспериментальной деятельности направленной на изменение содержания образования, форм и
методов, которые обеспечивают более эффективное и качественное образование, способствующее формированию естественнонаучной картины мира. Теоретической основой эксперимента явилась эволюционно –
синергетическая парадигма, как модель познания мира, использующая
междисциплинарный подход.
Пособие может быть интересно учителям естественнонаучных
предметов, работающих в средней и старшей ступени школы, тем, кто
ищет основания для интеграции, развития творческой деятельности и
создания условий для более качественного образования.
Основные идеи экспериментальной деятельности
Актуальность эксперимента обосновывается тем, что традиционная
структура и содержание предметных программ не способствует адекватному формированию естественнонаучного мировоззрения школьника. А значит и к дальнейшему усвоению ими культуры и успешной социализации личности школьника. Тем самым сегодняшняя школа не решает задачи, поставленные перед ней обществом.
Фрагментарность знаний традиционной структуры образования не
ведет к формированию единой картины мира. А без целостности знаний
нет целостности восприятия, мировоззрения, а, следовательно, и полноценной личности, осознающей свою ценность, место и роль в мире.
Как преодолеть фрагментарность? Как изменить содержание образования, что изменить, в каком направлении? В рамках решении этих
вопросов, предлагаем использовать образовательную программу «Формирование единой картины мира учащихся на основе эволюционно - синергетической парадигмы»
Почему используется методология синергетики? Синергетический
подход эффективно выводит за узкие рамки отдельных наук и предметов, формирует перекрывающиеся «поля» не только в области естественных наук, но и между естественными и гуманитарными дисциплинами, а также дает «…целостное видение природы, человека и общества в контексте междисциплинарного диалога», - по словам
В.Г. Буданова.
Для тех, кто хочет создать данную образовательную программу (ОП),
можно поставить следующую цель:
Создание модели организации содержания образования, и соответствующих ему форм и методов обучения школьников естественнонаучным дисциплинам на основе эволюционно-синергетической парадигмы,
направленной на формирование целостного мировоззрения у социализирующейся личности и расширение ее адаптивных возможностей.
3
Тогда для осуществления данной цели могут быть предложены следующие задачи:
 интеграция в содержании образования знаниевой структуры по
естественнонаучным дисциплинам на принципах синергетики;
 интеграция в содержании образования естественнонаучного и
гуманитарного знаний на методологических основах синергетики;
 поиск форм деятельности учащихся, направленных на развитие
у них широких познавательных интересов;
 формирование равнопредставленности в знаниевой структуре
учащихся культурных феноменов современного общества.
Эту образовательную программу эффективно реализовать в классах, где познавательные интересы самые различные, т.е. нет профильности обучения.
Тогда субъектами образовательного процесса станут учащиеся этих
классов, учителя и преподаватели вузов, родители учащихся классов,
среда (как трансляция отношений субъектов образовательного пространства).
Синергетическим признаком в развитии структуры образовательного
пространства является его иерархичность, функциональная вариативность и наличие активного взаимодействия между субъектами образовательного пространства. Тогда в образовательном пространстве школы
можно выделить следующие три возрастные уровня. На каждом уровне
свои субъекты образовательного пространства, характеризующиеся психологическими, возрастными и учебными особенностями, то есть на каждом уровне формируется собственное образовательное пространство.
Первый уровень – пропедевтический. Мы предлагаем включить
учащихся с 8 по 9 класс, то начальной формой деятельности будут беседы научного руководителя программы с родителями учащихся данных
классов, знакомство с методологией синергетики в образовании. И как
результат - участие родителей учащихся в формировании содержания
образовательной программы и создание условий для их реализации.
Именно создание условий для активизации познавательной деятельности и интеллектуального развития учащихся является основной целью
на данном уровне. Информационное поле учащихся представлено отдельными фрагментами об окружающем мире, стремление к преодолению отчужденности ведет к поиску междисциплинарных связей. Это становится новой формой деятельности и новым содержанием образования субъектов образовательного пространства на этом уровне. Предлагаем использовать в экспериментальной работе интегративные уроки,
занятия, (Приложение 1.2.) построенные на методологии синергетики.
Они устранят фрагментарность знаний, приведут к целостности мировосприятия и создают резерв учебного времени. Этот временной резерв
можно направить на развитие творчества самостоятельности и занятия
исследовательской работой.
4
Тогда образовательная среда (как трансляция отношений субъектов
образовательного пространства) активизируется и ведет к раскрытию
потенциала
учащихся,
их
раннему
погружению
в
научноисследовательскую работу. То одной из форм работы может быть организация в гимназии научных школ, - Математической, Физической, Экологической (Приложение 3) школ и различных кружков. Программа деятельности этих школ предусматривает как приобретение учащимися
теоретических знаний по научным дисциплинам, так и реализацию практических навыков исследовательской работы. Кроме насыщенной
внеучебной деятельности, в учебном плане этих классов предлагаем
изменения: помимо базовых дисциплин ввести: междисциплинарный
курс (МДК) (Приложение 4, 5), введение в экономику, психология, бальные танцы и др. Тогда эта пропедевтическая работа будет способствовать расширению образовательного пространства как отдельного ученика, так и целого класса и вести ко второму уровню.
Субъектами образовательного пространства второго уровня предлагаем учащихся 10 – 11 классов.
На этом уровне идет формирование целостной картины мира у учащихся. Общение с картиной мира позволяет легче найти свое место в
ней и сделать правильный выбор. Именно успешная социализация
школьника является основной задачей второго уровня. Это происходит
через многообразные формы, методы и способы взаимодействия субъектов образовательного пространства. Через общение с учеными в процессе выполнения научно-исследовательской работы и участия в различных конференциях происходит погружение в мир науки. Предлагаем
ввести спецкурс «Введение в синергетику» для старшеклассников, где
происходит знакомство с основными принципами синергетики: нелинейность, открытость, неравновесность и актуализация получаемых знаний,
а также осуществляется перенос их на другие области знаний. Очень
важно чтобы процесс общения учителя и ученика нес коллегиальный
характер. Для экспериментального и вычислительного моделирования
процесса самоорганизации сложных систем предлагаем создать «Лабораторию самоорганизующихся систем» для старшеклассников. Рекомендуем использовать руководство учащимися этих классов, кружков и
предметных факультативов в младших и средних классах. Успехи на
научно-практических конференциях, олимпиадах, высокий уровень знаний учащихся по всем предметам и другие результаты показывают, что
образовательные программы экспериментальных классов активизируют
мировоззренческий компонент, расширяют их адаптивные возможности.
Третий уровень. Субъекты образовательного пространства – студенты ВУЗов. Тогда главная цель – вовлечение студентов в проектную
деятельность, построение собственной образовательной программы через синергетическое видение мира. Это может быть и участие в различных конференциях, олимпиадах, разработка проектов с учащимися гимназии в рамках научных школ и другие формы деятельности.
5
Кроме того, каждый возрастной уровень образовательного пространства в рамках образовательной программы проходит через три этапа
развития. На первом этапе реализации образовательной программы деятельность направлена на накопление многообразия неустойчивости,
неопределенности с дальнейшим переносом выбора формы и содержания образования. Второй этап это организация различных форм взаимодействия субъектов образовательного пространства, представление
результатов деятельности участников ОП на обсуждение. Появление
фиксированных устоявшихся форм, методов и содержания образования.
Третий этап – это достижение определенного предела упорядоченности,
нормативное оформление найденных форм, методов и содержания образования, придание им статуса.
Важно чтобы экспериментальная работа шла в едином методологическом пространстве, на едином теоретическом основании, это позволит
провести коррекцию содержания программ по предметам естественного
цикла на принципах синергетики. Чтобы сохранить способность к развитию мы предлагаем включение учителей гуманитарного цикла в деятельность по развитию образовательной программы, а также новых
форм и связей между субъектами образовательного пространства. Это
разовьет неустойчивость в системе и переход развития на новый этап.
Таким образом, развитие образовательной программы как элемента
образовательного пространства, в соответствии с принципами синергетики является динамическим процессом чередования устойчивого и неустойчивого состояния. Зная синергетические принципы процессом развития системы можно управлять.
6
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
Методологические и методические основания
по определению содержания и структуры урока
биологии «самоорганизация живых систем»
Меньшиков И.В.,
преподаватель УдГУ, доцент, кандидат биологических наук
Сорокина С.А.,
учитель биологии Ижевская гимназия № 56
Включение идей самоорганизации в школьный учебный процесс способствует формированию целостного естественнонаучного мировоззрения учащегося. Синергетика как методологическая основа объединяет
разрозненные естественнонаучные дисциплины, с опорой на общие
принципы организации и эволюции сложных систем, как в живой, так и в
неживой природе. Содержание урока «Самоорганизация на клеточном
уровне» предлагается рассмотреть как введение в синергетику биологических систем.
Ниже представлены основные положения, определяющие структуру
и содержание урока биологии «Самоорганизация живых систем». Синергетика – наука о наиболее общих закономерностях процессов самоорганизации в живой и неживой природе. Предметом синергетики являются
сложные самоорганизующиеся системы живой и неживой природы.
К изучению процесса самоорганизации существует несколько подходов. Остановимся на кооперативном подходе, предложенном Г. Хакеном
(основателем синергетики) в 1970 году. Кооперативный подход – сотрудничество, взаимодействие различных элементов сложной системы.
Что такое система? Элементы и их взаимодействие. Системы – целое,
состоящее из взаимосвязанных частей.
В биологии при осуществлении системного подхода к исследованию
живой природы возникло учение об уровнях организации жизни.
Биологическая система – биологические объекты разной степени
сложности, имеющие несколько уровней организации. Представляя собой совокупность взаимосвязанных элементов, система обладает свойствами целого. Следовательно, и клетка, и популяция, и биосфера, и организм могут рассматриваться как сложная самоорганизующаяся система. Способность к самоорганизации – фундаментальное свойство живого. Самоорганизация охватывает в наиболее общем виде все специфические свойства жизни – сохранение индивидуальности при непрерывном обмене веществ и энергии с окружающей средой, активизация с
восстановлением исходного состояния при раздражении, воспроизводство себе подобных при размножении. Самоорганизация характерна для
сложных и очень сложных (например, клетка, животные или растения)
вероятностных систем. Ее структурным основанием является множе7
ственность элементов и разветвленность связей между ними, ведущих к
возникновению целостности.
Функциональное основание – это развитие гибкого взаимодействия
между элементами по типу обратных связей, направленных на оптимизацию системы.
ФУНКЦИЯ
СТРУКТУРА
ФЛУКТУАЦИИ
Клетка – химическая фабрика, имеющая сложные метаболические,
генетические и мембранные механизмы регуляции. Все эти системы регуляции взаимосвязаны и существуют при участии большого количества
ферментов. Такая разветвленная структура взаимодействия содержит
большое разнообразие обратных связей. Это в совокупности с тем, что
живая система находится вдали от равновесия, имеет нелинейный характер взаимодействия ее частей, и как следствие, множество стационарных состояний в клеточной системе, приводит к кооперативным эффектам поведения элементов системы.
Одним из кооперативных процессов в клетке являются колебательные процессы (например, цикл Кребса, цикл Кальвина). Иллюстрацией
может служить модель гликолиза, в котором при определенных условиях могут возникать колебания. Эти колебания являются автоколебаниями, причина которых лежит внутри системы и определяется характером
отношений ее элементов.
8
ПРИЛОЖЕНИЕ №2
Урок биологии в 10 классе: “Биоэнергетика клетки”
(продолжение, 2 часть)
Цель урока: продолжить изучение процессов катаболизма клетки,
как пример самоорганизации живых систем.
Задачи урока:
1. Образовательные – продолжить углубление и расширение знаний
о катаболизме, обратив особое внимание на четвертый этап энергетического обмена – окислительное фосфорилирование.
2. Развивающие – интегрировать знания по биологии, химии, физике
на базе фундаментальных естественнонаучных законах
3. Воспитательные – помочь школьникам выйти на личное естественнонаучное содержание образования, включающие в себя знание и
понимание фундаментальных вопросов естествознания, способность аргументировано судить о них, осознанное владение различными способами познания
Оборудование: схемы “Клеточное дыхание”, “Структура АТФ”.
Ход урока:
I. Проверка изученного материала:
На прошлом уроке мы работали по схеме: ”Клеточное дыхание”.
СО2
клетка
8Н
1 этап Гликолиз
(Анаэробный распад глюкозы)
Глюкоза(С6)
2 АТФ
цитоплазма
Пируват(С3 )
2 этап “Активирование”
пирувата в ацетил
2Н
Ацетил(СоА)С2
3 этап Цикл Кребса
2Н
2 АТФ
СО2
Цикл трикарбоновых кислот
(Кребса)
митохондрия
8Н
34 АТФ
Дыхательная
цепь
Н2О
4 этап Окислительное фосфорилирование
О2
9
Интеллектуальная разминка:
Проведем активацию системы, сейчас я вас буду “включать”.
1. Что является энергетической “валютой ” клетки?
2. Почему АТФ так называется?
3. Источник энергии клетки?
4. Этапы.
Посмотрим наши действия по схеме:
Ситуация №1. Вы увидели, что подходит автобус и побежали, почти не
дышали. Можем долго бежать? (Какой этап, за счет какой энергии?)
Ситуация №2. Если бежать умеренно, можем бежать долго? Почему?
(Гликолиз + подключается 3 и 4 этапы, начинаются окислительные процессы, бежим долго)
II. Изучение нового материала:
4 этап. Окислительное фосфорилирование.
Этот этап происходит на мембранах митохондрий, в ходе которого
образуется энергия в виде АТФ.
АТФ → АДФ + Ф +энергия. Согласно 2 закону термодинамики идет
самопроизвольно, а в обратном направлении не будет идти сам. Согласно 2 закону термодинамики необходимо затратить энергию, чтобы
снова получить АТФ. АДФ + ФН + энергия →АТФ
Вопрос классу: за счет чего может образовываться энергия?
(окисление)
перенос электронов прямое – быстрое окисление
АН + В
ВН + А
Fe2+ - е Fe3+
С0 + О02
С4+О2-2 + энергия
Горение
Медленное горение
Эта реакция идет самопроизвольно, с выделением энергии, энергия
может быть использована на процессы биосинтеза АТФ.
Вопрос: Как природа решила эту проблему сопряжения окисления и
фосфорилирования?
Самопроизвольно идет один процесс, а другой? Сопряжение?
10
С6Н12О6 + 6О2
восстановитель
АДФ+Ф
6СО2 +6Н2О+ энергия
энергия
восстановление
окислитель
НАДН
2НАД Н2 + О2
2НАД+ + 2Н2О
-е
О2
Поскольку в этом процессе окисление сопряжено с фосфорилированием АДФ в АТФ, то его называют окислительным фосфорилированием. Его открыл в 1931 г. русский биохимик Владимир Александрович Энгельгардт(1894-1984 г.г.).
В цепь переноса электронов, которая расположена на внутренней
мембране митохондрии, входит ряд последовательно расположенных
переносчиков электронов, которые отличаются способностью акцептировать электроны, а самый сильный акцептор электрона – кислород
расположен в конце цепи. Среди промежуточных переносчиков электронов – кофермент Q, цитохромы В, С, А, А3 и О2.
Пары водородных атомов, идущих с цикла Кребса с НАД·Н2 находятся в матриксе митохондрий. НАД·Н окисляется, то есть отдает два
электрона и один протон группе-переносчику ФП (флавинопротеину),
НАД · Н →НАД+, а ФП, акцептировав два электрона и протон принимает
дополнительно протон из окружающей среды и восстанавливается до
ФП·Н2. Молекула ФП присоединена к крупному белку, который погружен
в митохондреальную мембрану, и возможно, занимает все поперечное
сечение мембраны.
11
Как только 2Н+ высвобождает ФП, два электрона переходят на другие белки, отдав два электрона ФП·Н2 возвращается в свою исходную
форму, которая может снова быть восстановленной НАД·Н.
Кофермент Q забирает два электрона с ФП, и акцентирует 2Н+ из
внутренней среды митохондрии, еще раз это повторяется. Все 6Н+ таким образом проходят через наружную мембрану крист. Электроны переходят к цитохрому В, от него к цитохрому С и далее к цитохрому
А+А3, а затем переносятся электроны О2
О2 + е →О2Элетроны соединяются с кислородом с помощью фермента – оксидазы, в результате чего образуется анион: О2 + е→О2(Весь процесс носит название “дыхание”, а переносчики водорода и
электронов в мембране называются дыхательной цепью.)
Между наружной поверхностью мембраны, где накапливаются катионы Н+, и внутренней, где накапливаются анионы О2- , возникает разность потенциалов.
Когда разность потенциалов достигает 200mB начинает действовать
протонный канал.
Он возникает в молекуле фермента, синтезирующего АТФ – АТФсинтетаза, которая встроена во внутренней мембране, образующей кристы.
+ + + +
электрический потенциал
+
Дыхание
- - - -
2Н+
НАД Н
2Н
+
АДФ+Фн
½ О2
2е
2Н+
2е
АТФ
2Н+
2е
Высокая
концентрация
протонов
Фосфорилирование
Через протонный канал протоны устремляются внутрь митохондрий,создавая высокий уровень энергии, большая часть которой идет на
синтез АТФ из АДФ
12
АДФ + Фн → АТФ
Согласно 1 закону Термодинамики: электрическая энергия уменьшается и превращается в химическую энергию. Протоны взаимодействуют
с активным О2 , образуется вода и молекулярный кислород
4Н+ + 2О2- 2Н2О + О2
Таким образом, кислород из одной молекулы глюкозы при полном
окислении образуется 38 АТФ (в дыхательной цепи: 12Н2 +6О2 12Н2О +
34АТФ)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Основные положения урока:
Клеточное дыхание – это окисление субстрата, приводящее к получению энергии.
Переносчики водорода и электронов в мембране называется дыхательной цепью.
Окислительное фосфорилирование – это образование АТФ за
счет окисления органических соединений. Механизм сопряжения –
окисление и фосфорилирование.
При окислении одной молекулы глюкозы в сердечной мышце и печени образуется 38 молекул АТФ, в мышечных и нервных клетках
36 молекул.
C6 Н12О6 +6О2 6СО2 +6Н2О +38АТФ
Функционирование живых систем подчиняется тем же физикохимическим закономерностям, что и неживые системы.
Клетка как живая система способна к самоорганизации - сохранение индивидуальности при непрерывном обмене веществ и энергии с окружающей средой.
III. Закрепление материала:
1. Что является горючим материалом для синтеза АТФ?
2. Кто является переносчиком: атомарным такси, электронным такси?
3. В чем состоит роль О2 в процессе клеточного дыхания?
4. Где находится цепь переноса электронов?
5. Почему траектория электронов в дыхательной цепи кривая, а не
прямая?
IV. Домашнее задание:
1. Какова роль обмена веществ и энергии в жизни живых существ?
2. Применимы ли к живым системам законы термодинамики?
3. Почему энергия, запасенная в глюкозе, не может использоваться
прямым образом для обеспечения биологических реакций?
4. Какова природа энергетической “валюты”?
5. Какова роль гликолиза, цикла Кребса и цепи переноса электронов
в “улучшении” энергии?
13
Темы рефератов:
1 Энтропия живых систем.
2 Происхождение разных типов метаболизма.
Литература:
1. Захаров Б., Мамонтов С. Биология: общие закономерности. - М.,,
1996.
2. Коган А. Биологическая кибернетика. - М., 1977.
3. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М., 1986.
4. Сивоглазов В., Сухова Т., Козлова Т. Биология: общие закономерности. - М., 1996.
5. Хакен Г. Синергетика. - М., 1985.
6. Пехов А. Биология с основами экологии. - М., 2000.
ПРИЛОЖЕНИЕ №3
НАУЧНЫЕ ШКОЛЫ
Составители:
Морарь Л.В, Пермякова Н.В, Вострикова О.Ю.,
учителя Ижевской гимназии № 56
Положение о Математической школе
Настоящее положение разработано на основе Закона об образовании, Типовых положениях об учреждениях среднего общего, дополнительного и высшего образования, Уставов образовательных учреждений.
1. Основные цели и задачи
1.1 Создание школы служит
а) выявлению интеллектуально и математически одаренных
школьников;
б) внедрению новых технологий воспитания и обучения одаренных учащихся в рамках системы непрерывного образования.
1.2 Основными задачами школы являются:
а) создание среды, способствующей развитию математических
способностей учащихся: проведение различных олимпиад, конкурсов, турниров с приглашением учащихся других школ города и республики;
б) знакомство учителей с теоретическими основами новых образовательных технологий; методическая помощь в самостоятельной разработке технологий работы с одаренными учащимися, а
также другие формы помощи учителям в работе с юными талантами: проведение конференций, семинаров, установление связей с
другими образовательными центрами и организациями, а также с
ведущими специалистами, которые работают по образовательными проблемами в области точных наук.
14
2. Общие положения
2.1. Учредителем Школы являются УдГУ, создается при кафедре
ИОТиС на базе Ижевской гимназии 56.
2.2. Школа проводит работу с учащимися Ижевской гимназии 56,
другими школами города Ижевска и Удмуртской республики, оказывает
всестороннюю помощь в повышении квалификации учителей школ города Ижевска и Республики
2.3. Научно-методическое руководство осуществляется сотрудниками кафедры ИОТиС и другими преподавателями УдГУ, с привлечением к этой работе учителей Ижевской гимназии 56.
2.4. Финансирование работы Школы осуществляется УдГУ, Ижевской гимназией 56, а также возможно оказание различных видов финансовой и иной помощи со стороны других организаций, отдельных
граждан.
2.5. Структуру Школы, содержание, объем учебных планов и программ, форму и методы работы школы утверждает Учредитель Школы
по согласованию с кафедрой ИОТиС.
3. Структура и деятельность математической школы
3.1. Школа имеет следующую структуру:
I отделение - учащиеся 2-11 классов, организованные в группы, в
зависимости от цели деятельности.
II отделение - учителя Ижевской гимназии 56, других школ города
Ижевска и Республики.
Возможно образование иных групп, сформированных в целях исследования и разработки новых технологий по развитию интеллектуальных и математических способностей учащихся.
3.2. Прием в школу происходит по результатам тестирования, собеседования, определяемые целями работы с данной группой учащихся.
3.3. Работа сотрудников школы осуществляется по программам и
планам, утверждаемыми экспертным советом кафедры.
3.4. Прием, перевод учащихся из одной группы в другую производится в соответствии с успехами и уровнем развития воспитанника.
3.5. Количество человек, занимающихся в группе, определяется целью работы с учащимися. Возможны индивидуальные занятия.
3.6. Выпускникам Ижевской гимназии 56 и других школ города и
Республики, успешно занимающихся в Школе, допускается сдача совмещенных экзаменов по математике на факультеты УдГУ.
3.7. При поступлении учащихся в Школу оформляются отношения с
родителями в форме договора с руководителем Школы.
4. Финансирование
4.1. Финансирование работы Школы осуществляется УдГУ и Ижевской гимназией 56.
4.2. Дополнительными источниками финансовых средств могут быть:
- взносы юридических и физических лиц;
- прочие поступления.
15
5. Кадровое обеспечение
5.1. Руководитель Школы назначается Учредителем по согласованию с зав. кафедрой ИОТиС
5.2. Сотрудниками Школы являются преподаватели УдГу и других
вузов города, учителя гимназии 56. В случае необходимости с ними заключается Договор о совместной деятельности.
5.3. Оплата работы специалистов производится согласно единой
тарифной сетке по оплате труда работников бюджетной сферы в соответствии с действующим положениями.
6. Материальное обеспечение
6.1. Оборудования, приборы и другие материальные ценности, в
том числе и вновь приобретенные за счет учредителя или гимназии
остаются на раздельных балансовых счетах.
6.2. Ответственность за сохранность и учет материальных ценностей возлагается на руководство школы.
7. Дополнительные условия
7.1. По согласованию с руководством гимназии Учредитель оставляет за собой право внести изменения, дополнения в настоящее Положение, не противоречащие существующему законодательству РФ.
Положение о Физической школе
1. Общие положения
1.1. Физическая школа (ФШ), именуемая в дальнейшем Школой, создается физическим факультетом УдГУ и Ижевской гимназией 56.
1.2. Деятельность »колы регламентируется федеральным законом
«Об образовании», Уставом УдГУ и Уставом гимназии №56.
1.3. Местоположение школы:
426034, г. Ижевск, ул. Удмуртская, 117, Ижевская гимназия 56, тел.
22-28-96.
1.4. Источниками финансирования являются:
- средства, выделяемые Учебно-научным институтом развития
образования УдГУ,
- средства, выделяемые Попечительским советом гимназии 56,
- специальные средства от юридических и физических лиц,
- средства образовательных грантов.
1.5. Для образовательной и исследовательской деятельности школы
используется оборудование физического кабинета гимназии 56 и лабораторий физического факультета УдГУ в свободное от основного учебного процесса время.
1.6. Заявки на приобретение дополнительного оборудования, необходимого для исследовательской работы, выносятся в установленном
порядке на рассмотрение Попечительского Совета гимназии 56.
16
2. Цели и задачи школы
1.1. Создание школы служит углубленному изучению учащимися физики через школьный физический эксперимент.
1.2. Основными направлениями деятельности школы являются:
- обучение навыкам организации научно-исследовательской работы,
- проведение экспериментальных исследований в рамках школьного эксперимента,
- ознакомление учащихся с историей развития и современными
достижениями физики.
3. Структура школы
3.1. Структура ФШ, содержание, объем учебных планов и программ,
форма и методы работы разрабатываются директором и научным руководителем ФШ школы по согласованию с деканом физического факультета и директором гимназии 56.
3.2. Прием в школу происходит по личному заявлению учащегося на
имя директора Физической школы.
3.3. Для проведения исследовательской работы по утвержденным
руководством ФШ темам формируется несколько разновозрастных групп
составом до 5 человек. Координация работы групп осуществляется выпускниками Ижевской гимназии 56, являющимися в настоящий момент
студентами УдГУ.
4. Управление деятельностью
4.1. Общее руководство Школой и определение стратегических
направлений развития осуществляется деканом физического факультета и директором гимназии 56.
4.2. Организацию деятельности осуществляет директор ФШ. Директор утверждается из числа учителей гимназии 56. Научное руководство
деятельности школы осуществляет научный руководитель ФШ. Научный
руководитель утверждается из числа сотрудников УдГУ.
4.3. Директор Физической школы:
- проводит общие организационные мероприятия с учащимися,
- координирует работу Школы внутри гимназии 56,
- обеспечивает соблюдение требований техники безопасности.
4.4. Научный руководитель Физической школы:
- разрабатывает планы и направления работ Школы,
- организует проведение занятий и исследований.
4.5.Для проведения лекционных занятий в ФШ могут приглашаться
преподаватели и сотрудники УдГУ.
4.6. Отчетным мероприятием деятельности Физической школы является конференция, которая подводит итог работы за год.
5. Права и обязанности учащихся школы
5.1. Учащиеся школы имеют право на представление своей работы
на школьных конференциях и олимпиадах.
17
5.2. Учащиеся школы обязаны при работе с приборами соблюдать
все требования техники безопасности.
Положение об Экологической школе
Экологическая школа работает в рамках реализации образовательной программы по экологии.
Она решает следующие задачи:
1) образовательные (является логическим продолжением программ
по естественнонаучным дисциплинам, и в первую очередь, биологии, химии, географии);
2) развивающие (развивает логическое мышление школьников, их
способность к активной творческой деятельности, формирует
навыки научного подхода к познанию живой материи);
3) воспитательные (формирует нравственные нормы отношения к
окружающему миру, к живым организмам).
Таким образом, цель экологической школы – формирование экологического мышления.
Для решения образовательных задач формируются группы по изучению экологии и углубленному изучению биологии в среднем звене (7-10
классы)
Для решения развивающих задач организуется экологическая секция
научного общества учащихся. В рамках этой секции рекомендуется следующая организация работы:
- I ступень – начальная школа. Практические групповые занятия,
освоение методик постановки эксперимента и т.д.
- II ступень – среднее звено. Создание групп по выполнению не
сложных работ по оформлению и исследованию.
- Индивидуальные консультации по организации и ведению
научных работ.
- III ступень – 9-11 классы. Индивидуальные исследования под
руководством научных руководителей в том числе ВУЗов
Для решения воспитательных задач организованы группы школьников, увлеченных экологией.
Структура экологической школы:
 кружки (цветоводство, зоологический, ботанический, экологический
и др.
 НОУ (направления исследовательских работ по экологии и биологии)
 экологический отряд (разновозрастный)
 спецкурсы (создание профильных групп по параллелям)
 организация групп для получения специального образования
по специальностям:
- эколог;
- валеолог;
- фитодизайнер.
18
ПРИЛОЖЕНИЕ №4
Междисциплинарный факультативный курс (МДК)
и пути его реализации
Программа и методические рекомендации
Составитель Вострикова О.Ю,
учитель математики Ижевской гимназии № 56
Введение
Личность любого человека представляет собой относительно устойчивую психологическую систему высшего интегративного уровня. Современные психологи считают, что ядром личности является потребностно – мотивационная сфера и самосознание, определяющие движущие силы развития личности как таковой и направленность поведения
субъекта. Важную роль в определении способов его поведения, деятельности и путей, которые им выбираются для достижения своих целей, играют инструментальные сферы личности, а именно интеллектуальная, эмоционально – волевая, а так же сфера социальных навыков.
Какой же должна быть образовательная программа, которая может
повлиять на развитие этих сфер личности? Несомненно, основополагающие идеи, заложенные в ней должны быть таковыми:
- образование как процесс целенаправленный, специально организованный с точки зрения гуманистической педагогики, призвано создать условия для всестороннего гармоничного развития личности
школьника, максимальной реализации ее возможностей и творческого потенциала, то есть для развития самоактуализирующей
личности;
- в воспитательном процессе современной школы это происходит
наиболее эффективно в условиях личностно – ориентированной
коллективной творческой деятельности;
- содержание этой деятельности являются ценности культуры –
науки и техники, экономики, литературы, музыки, живописи, архитектуры, дизайна, культуры различных сфер человеческих отношений, оцениваемые с позиции истины, добра и красоты;
- стержнем, основой отбора средств и методов воспитания, педагогических технологий, выбора приемов педагогической техники при
этом является стимулирование самопознания и самовоспитания
школьников и их самодеятельность в организации образовательного процесса.
Как нельзя лучше этим идеям отвечает междисциплинарный факультативный курс, который может быть использован школьными педагогами
в разных вариантах, как:
- специальный факультативный курс в 8 – 11-х классах, на проведение занятий по которому желательно использовать два учебных
часа;
19
- подспорье в воспитательной работе классных руководителей организаторов внеклассной и внешкольной деятельности старшеклассников, педагогов дополнительного образования;
- использование отдельных разделов курса учителями – предметниками – для усиления воспитательного потенциала своего учебного
предмета, реализации межпредметных связей на уроках и во внеурочной деятельности;
- для индивидуальной работы с учащимися, при осуществлении
дифференцированного подхода к различным группам учащихся –
активу и пассиву, лидерам и отверженным, девочкам и мальчикам,
трудным детям и одаренным, к группам по интересам и склонностям, к детям с различными типологиями характеров.
Так, междисциплинарный факультативный курс может быть органично вписан в учебно-воспитательный процесс современной школы, обеспечивая рациональное достижение высоких целей воспитания и образования Человека.
В пояснительной записке к программе изложены основные идеи, на
которых может быть построен факультативный курс МДК.
Пояснительная записка к программе
Факультативный курс МДК, проводимый для всех учащихся, базируется на ряде основных идей, обязательных для реализации учителем
ведущим курс:
- межпредметный факультатив органически связан с общей программой и логикой воспитания образования старшеклассников.
Является важным подспорьем учителя – математика, классного
руководителя, выступая в качестве дополнительного средства воспитательного воздействия на учащихся. В этом сверхзадача курса;
- в курсе объединены несколько логически связанных между собой
содержательных линий: историко-философская, естественнокультурологическая, экономико-математическая, социально – психологическая.
Главным связующим компонентом содержания в этом курсе служит
математика.
- историко-философская составляющая курса не только раскрывает
процесс развития и применения тех или иных математических понятий и задач, но и открывает их методологическую сторону;
- естественно – культурологическая составляющая курса показывает взаимосвязь природных форм с произведениями искусства.
Важнейшая цель этой образовательной линии – показать красоту
как главную категорию эстетики и математики;
- экономико-математическая линия призвана познакомить учащихся
с азами коммерческой математики, необходимыми не только профессиональным экономистам, но и каждому современному человеку. Она позволяет получить общее представление об использовании элементарной математики в экономике и бизнесе;
20
- социально – психологическая составляющая выражена в двух аспектах:
1) изучение человека как такового – на основе наук о человеке;
2) раскрытие перед учащимися возможностей самовоспитания, стимулирование и вооружение учащихся приемами работы по самоусовершенствованию пояснение сущности межличностных отношений людей.
Все обозначенные линии тесно переплетены, дополняют друг друга,
порой одна преобладает над другой, и все вместе они помогают увидеть
мир в единстве, красоте, многообразии. Они раскрывают эффективность
применения математических методов в различных областях культуры,
науки, искусства;
- преподавание курса может вести учитель математики, работающий
в тесном контакте с классным руководителем и учителями музыки,
изобразительного искусства, литературы, экономики и психологии;
- курс рассчитан на четыре года для учащихся – 8-11-ых синергетических классов. Содержание курса и его методика усложняются от
класса к классу;
- программа курса МДК нестабильна, вариативна, изменчива. Она
может и должна корректироваться (по тематике, содержанию,
формам уроков и внеурочной деятельности, их методике) в зависимости от специфики классного коллектива, особенностей отдельных учащихся, характера окружающей воспитательной среды,
и сложившейся психолого-педагогической ситуацией, от возможностей личности педагога;
- эмоционально – личностному восприятию курса учащимися способствует использование произведений литературы (поэзии, прозы, мемуарных и публицистических произведений, дневников и писем выдающихся личностей), музыки (классической и современной), изобразительного искусства, театральных спектаклей, художественных и документальных фильмов, телепередач;
- на основании описанных выше особенностей курса и отдельных
тем учителями могут быть выбраны различные типы уроков: урок –
лекция, урок – семинар, урок – дискуссия, урок – размышление,
урок – праздник, урок – встреча, урок – ролевая (деловая) игра,
урок – практикум, урок – конференция, урок – дидактический спектакль, урок – турнир знатоков. Возможны уроки с разными группами учащихся: девушками и юношами, активом и пассивом класса,
группами по интересам, одаренными детьми и т.д.. В проведении
уроков могут участвовать приглашенные учителя – предметники,
ученые, сами учащиеся, интересные собеседники и т. д.. Уроки могут проводиться и вне школы: на природе, в музее, театре, библиотеке. Уроки межпредметного факультатива откроют широкое поле
деятельности для учащихся. Написание докладов, защита рефератов, подбор репродукции, записей музыкальных произведений,
участие в научно – исследовательской работе и, конечно же, поиск
21
и решение математических задач – вот далеко неполный перечень
возможных средств, которые сделают образовательный процесс
ярким, интересным и глубоко познавательным.
Таким образом, наряду с общеобразовательными дисциплинами
названый курс будет способствовать общекультурному развитию личности, формированию, мировоззрения ученика, его стремлению к познанию и самосовершенствованию. А это, пожалуй, самая важная задача
школы.
Основные разделы междисциплинарного курса (мдк) и
примерная тематика уроков
Раздел 1: Эстетическое содержание математики.
 Абстрактность.
 Дедуктивный характер.
 Непреложность выводов.
 Единство частей.
 Совершенство языка.
 Полезность.
 Обаяние истории.
Раздел 2: Симметрия – основополагающий принцип устройства
мира
 Виды симметрий.
 Винтовая симметрия в природе.
 Природная геометрия симметрий разного порядка.
 Симметрия в декоративно-прикладном искусстве и архитектуре.
 Симметрия в музыке, литературе и балете.
 Противопоставление симметричного и асимметричного в науке.
Раздел 3: Золотое сечение и гармония форм, природы и искусства.
 Золотое сечение и законы искусства в Древней Греции.
 Золотая пропорция и связанные с нею соотношения.
 Золотое сечение и золотая спираль в живой природе.
Раздел 4: Музыкальная гармония пропорций.
 Пифагор и зарождение теории музыки.
 Архит и развитие теории музыки в эллинистическом мире.
 Основные математические пропорции в пифагорейской музыкальной гамме.
Раздел 5: Геометрия архитектурной гармонии.
 Символ бессмертия и золотая пропорция.
 Прочность, польза, красота – формула архитектурного целого
по Витрувию.
 Об одном несложном строительном задании и величайшей математической задаче.
 Арки, купола, фасады и … иррациональности.
22
 Геометрия горящей свечи.
Раздел 6: Конструируя красоту орнамента (серия уроковпрактикумов).
 Орнамент как отпечаток души народа.
 Как создают орнаменты.
 Этот хитрый герих.
 Паркет как вид орнамента и математическая задача о «замощении плоскости».
Раздел 7: Завоевание пространства (о простейших законах перспективы).

Перспектива – «ясно вижу».

Основные законы перспективы.

Простейшие задачи перспективы (урок-практикум).

Законы перспективы в картинах великих мастеров.
Раздел 8: Послушаем музыку логарифмов.

Логарифмы «на слуху» и в ухе.

Логарифмы и равномерная темперация.
Раздел 9: Пять красивых тел (о правильных многогранниках).

Научные фантазии и правильные многогранники.

Правильные многогранники и научные факты.
Раздел 10: Математические вариации с насекомыми.

Паук и цепная линия.

Чем хорош для пчел правильный шестиугольник.

Пчелы – маленькие экономисты.
Раздел 11: Метод математических моделей.
 Понятие о математических моделях.
 О математических моделях в экономики.
Раздел 12: Функции в экономике.
 О понятиях функции.
 Линейная, квадратичная и дробно-линейная функции в экономике.
 Функции спроса и предложения.
 Откуда берутся функции в экономике?
Раздел 13: Системы уравнений и рыночное равновесие.
 Рыночное равновесие
 Примеры нахождения рыночного равновесия.
Раздел 14: Проценты и банковские расчеты.
 Простые проценты и арифметическая прогрессия.
 Сложные проценты. Число е.
 Некоторые литературные и исторические сюжеты.
 Бессрочная рента и сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии.
 Как определить реальную стоимость денег?
23
Раздел 15: Начала анализа и математические модели в естествознании и экономике.
 Функции в естествознании.
 Производная в задачах естествознании и экономике.
 Определенный интеграл в задачах естествознания и экономике.
Раздел 16: Дифференциальные уравнения в естествознании и
экономике.
 Понятие о дифференциальном уравнении.
 Дифференциальные уравнения в физике.
 Дифференциальные уравнения в химии.
 Дифференциальные уравнения в биологии.
 Дифференциальные уравнения в экономике.
Раздел 17: «Я» - человек (этико–психологические основы
личности. Психология самовоспитания).
 Науки, изучающие человека.
 Что такое личность.
 Что человек может? (урок – практикум)
 Человек и его тело.
 Человек – мыслитель и художник.
 Человек и культура.
 Человек и природа.
 Я – человек, но какой? (урок – практикум по самопознанию)
 Сам себя воспитать должен. (урок – практикум по самовоспитанию)
Раздел 18: Я и другие люди (этико – психологические основы
общения и межличностных отношений)
 Человек и прекрасное.
 Зачем человеку музыка?
 Какая музыка ему нужна?
 Человек и безобразное.
 Нравственные качества, определяющие отношение человека к
другим людям.
 Что такое культурный человек?
 По каким правилам мы живем?
 Этикет, или удобство и красота общения (урок – практикум).
Раздел 19: Этика и психология семейной жизни.
 Зачем человеку семья?
 Научная конференция – семья глазами ученых разных специальностей (урок – ролевая игра)
 Эстетика быта, досуг в семье.
 Трудовая атмосфера семьи. Бюджет и хозяйство (урок – ролевая игра)
24
 Конфликты в семье и их разрешение. (урок – практикум)
 Турнир знатоков семейной жизни.
Раздел 20: Философское осмысление жизни.
 Науки о человеке: как их познать.
 Человек в мире парадоксов.
 В чем смысл жизни? (урок – дискуссия)
 Человек в системе экономических отношений общества.
 Человек и искусство.
 Человек и религия.
 Человек и наука, человек и познание.
 О смерти и бессмертии.
 XXI век и проблемы не реального, не познанного, сенсационного.
Раздел 21: Компас в мире цифр.
 Кому нужна статистика?
 «Аз» и «буки» анализа данных.
Раздел 22: Искусство поиска золотой середины.
 Мода не от портного.
 Медиана – идеальное равновесие.
 Как вычислить «середняка».
 Большие массивы: как добраться до истины?
Раздел 23: Мир деловой графики.
 Столбиковая и круговая диаграммы, гистограмма, полигон.
 Столкновение графиков рождает понимание.
 График «мини – макс».
 Как измерить пульс экономики.
 Средний индекс– зеркало групповой динамики.
Реализация программы междисциплинарного курса
на неучебной деятельности учащихся 8 -11 классов
Наиболее удачными формами реализации программы МДК на
неучебной деятельности являются:
- научно – исследовательская работа учащихся (итоги которой
ребята представят на научной конференции в конце года).
- интеллектуальный марафон (в конце первой учебной четверти).
Для осуществления научно – исследовательской деятельности,
учащимся предложены темы, охватывающие широкий круг вопросов, с
которыми они знакомятся на уроках при изучении основ естественных
наук, литературы, истории, математики, МХК, экономики, занимаясь музыкой и психологией.
Исследуя каждую из них, ребята столкнулись с необходимостью
привлекать знания из различных областей науки, будут учиться рассматривать одно и то же явление или событие с разных точек зрения.
Несложные эксперименты и поиск объяснений тех или иных явлений,
демонстрирующихся в опытах, без назойливой дидактичности напомнят
25
учащимся о единстве того главного, что объединяет все науки – о единстве окружающего мира, и постепенно подведут их к мысли о единстве
методов его изучения различными областями науки.
Занимаясь научными исследованиями, ученик проявляет стремление к самореализации (потребностно – мотивационная сфера); у него
формируются навыки планирования и самоконтроля (волевая сфера);
ему приходится проявлять системность, креативность и критичность
мышления (интеллектуальная сфера). Получение результатов своей деятельности с комментариями специалистов, защита их на научной конференции, соотнесение результатов своей работы с результатами других участников способствует формированию у ученика адекватной самооценки и уровня притязаний (потребностно - мотивационная сфера), а
так же учит его брать на себя ответственность за результаты собственной работы (сфера социальных навыков).
Интеллектуальный марафон также является неотъемлемой частью
программы, так как дает возможность каждому ученику:
- продемонстрировать приобретенные им общие учебные умения
и навыки;
- проявить интеллектуальные способности;
- раскрыть многогранность своих интересов.
Тем самым у ученика формируются стимулы саморазвития.
Марафон дает хорошую возможность учителям лишний раз продемонстрировать, что любой школьный предмет значим, как часть общечеловеческой культуры. Проведение марафона является неформальным срезом уровня и качества обучения, а поэтому он может служить
элементом внутришкольного контроля. В основу концепции составления
заданий положен культурологический подход к оценке знаний учащихся,
учитывающий разный уровень подготовки учеников и разнообразие их
склонностей и интересов.
Подавляющее большинство заданий «интеллектуального марафона» составляются таким образом, что для успешного их решения не
требуется знаний, выходящих за рамки школьной программы. Тем не
менее, одни задания предполагают, что учащийся имеет глубокие знания в какой-то отдельной области, а другие рассчитаны на общую эрудицию ученика. Кроме того, они предусматривают возможность применения стандартных знаний в нестандартной ситуации. При выполнении
таких заданий ученик может проявить способность к логическому и абстрактному мышлению, то есть умение классифицировать, обобщать и
проводить аналогии, предвосхищать и прогнозировать результат,
«включая» интуицию, воображение и фантазию.
Использование результатов марафона
в дальнейшей учебной деятельности
Соревновательные итоги марафона дают возможность объективно
подвести итог работы большинства учеников и дают старт следующему
этапу работы педагогического коллектива, а именно:
26
- методическим объединением;
- психологической службе;
- Экспертному Совету Школы;
- администрации школы.
На ближайших заседаниях каждого методического объединения
проводится полный и детальный анализ успешности выполнения заданий марафона в конкретной предметной области. Это дает возможность,
с одной стороны, оценить качество предложенных школьникам заданий,
а с другой – сделать выводы об успехах (неудачах) работы конкретных
классов (параллелей) и отдельных учителей. Если полученные выводы
о качестве составленных заданий важны для работы в следующем
учебном году, то остальная информация позволяет корректировать работу учителей уже в текущем году (именно поэтому целесообразно проводить Интеллектуальный марафон в начале учебного года).
Качество выполнения конкретных заданий марафона дает основание для корректировки содержания и методики урочной деятельности в
отдельных классах.
Некоторые из выявленных проблем могут быть решены изменением
тематики или формой дальнейшей внеурочной предметной деятельности.
Особое внимание обращается на учеников, которые не вызывали
беспокойств в текущей учебной работе, но показали на марафоне низкий результат в конкретной предметной области. Выявив причину неуспеха (возможно, с помощью психологов и классных руководителей),
учителя в случае необходимости планируют индивидуальную работу с
этими учащимися.
По результатам марафона могут быть выявлены психологические
проблемы, типичные для большинства учеников конкретных классов и
предпринят комплекс мер для их решения.
Апробированная в течение ряда лет методика проведения марафона, в частности продуманная система обратной связи позволяет также получить информацию об учащихся, имеющих определенные проблемы, связанные с неадекватной самооценкой и заниженным или завышенным уровнем притязаний.
Наиболее важные проблемы, выявленные по результатам проведения марафона обсуждаются на Экспертном Совете Школы, на заседаниях которого подводятся промежуточные итоги работы по формированию общеучебных умений и навыков учащихся каждого класса (параллели) и вырабатываются рекомендации для дальнейшей работы в
этом направлении. Кроме того, по итогам марафона корректируется работа с одаренными детьми, в том числе может быть изменена траектория образования конкретного ученика.
После подведения итогов соревнования каждый ученик имеет возможность соотнести свои достижения с лучшими результатами. Наиболее интересные работы и оригинальные решения можно поместить на
стенды для всеобщего обозрения.
27
Награждение победителей и призеров марафонов проводится в
торжественной обстановке примерно через месяц после его проведения.
Награждаются три участника в каждой параллели, показавшие наилучшие результаты по сумме многоборья и победители соревнований в
каждом цикле.
Структура марафона
На интеллектуальном марафоне учащимся предлагаются задания
по четырем циклам:
- математика;
- естествознание;
- культурология;
- языки.
Каждый цикл включает в себя задания разного уровня трудности и
максимально разнообразные по тематике.
Как это видно из названия, цикл «Математика» содержит вопросы и
задачи, связанные со школьными курсами математики, алгебры, начал
математического анализа, геометрии, информатики. В этот цикл могут
быть включены задания по лингвистике, а также задания, имеющие
шахматную тематику.
Тематика вопросов цикла «Естествознание» связано с такими
предметами, как природоведение, биология, экология, психология, физическая география, физика, астрономия, химия.
Цикл «Культурология» может включать в себя задания по истории,
литературе, музыке, изобразительному искусству, граждановедению,
краеведению, экономике, экономической географии, политологии.
Цикл «Языки» состоит из двух блоков: один из них содержит вопросы по русскому языку и языкознанию, другой – по изучаемым в школе
иностранным языкам. Предложенное разделение предметов условно, и
ежегодно может изменяться в зависимости от учебных планов с учетом
специфики конкретного класса или параллели.
Максимальное количество баллов, которые может получить каждый участник в каждом цикле – 100 баллов («ценность» каждого задания
определена заранее и указана в тексте).
Сбалансированность содержания и уровня сложности – основная
трудность при разработке заданий. Принципиально важно – не превратить цикл в пониженного уровня предметную олимпиаду или в повышенного уровня контрольную работу.
Составляя задания, необходимо помнить о том, что их выполнение
ограничено во времени, следовательно, они не должны требовать от
ученика громоздких решений или написания «сочинений». Этим же фактором определяется и количество заданий в каждом цикле. Соблюдение
этих требований позволяет сравнительно быстро и качественно осуществлять проверку решений. Ее четкость зависит также от наличия
решений и ответов, заранее подготовленных составителями и рекомендаций по проверке. В этих рекомендациях должно быть учтено, что ва28
жен не только сам факт выполнения задания, но и выбранный учащимся
способ решения. Кроме того, существенным является умение ученика
максимально точно и выразительно излагать свои мысли. Следует также
предусмотреть, что задание может быть выполнено не полностью, в
этом случае имеет смысл оценивать каждый результативный шаг или
любую содержательно – интересную идею определенным количеством
баллов.
Организация интеллектуального марафона (ежегодно) включает
в себя:
- создание комиссии по подготовке и проведению марафона;
- подготовку заданий для учащихся;
- подготовку ответов и решений с рекомендациями по проверке;
- составление расписания работы учащихся и учителей в день
проведения марафона;
- объяснение учащимся правил и порядка проведение марафона;
- предварительный инструктаж педагогов.






















Темы рефератов и докладов
(для учащихся 8 – 11 классов)
Сказки Л. Кэрролла «Алиса в стране чудес» и «Алиса в зазеркалье».
Математика в сказках Л. Кэрролла.
Литературные произведения С. Ковалевской.
С. Ковалевская – математик.
Поэзия Омар Хайяма.
Омар Хайям – математик.
Обратная перспектива древнерусских икон.
Золотые спирали в природе.
Молекулярные тайны жизни и золотое сечение.
Ритмы стихосложения и золотое сечение.
Модель космоса Платона.
Гармония звуков и гармония космоса в эстетике пифагорейцев.
Музыкальная гамма и русские меры длины.
Гипотеза об икосаэдро – додекаэдровом строении Земли.
Правильные многогранники в природе.
Человек – это узел связи. Единственная и настоящая роскошь –
это роскошь человеческого общения.
Дисциплина - это свобода или неволя?
Счастье – когда много творчества и борьбы, или когда много всего
чего хочется?
Статистика заболеваний учащихся Ижевской гимназии №56.
Статистика вычислительных навыков учащихся Ижевской гимназии
№56.
Проблемы семьи в современном мире.
Межнациональные проблемы в современном обществе.
29
 Правильные многогранники в философской картине мира Платона.
 История денег. История денег в России. Современные деньги и
деньги будущего.
 Детство – особый отдел человечества.
Темы экспериментальных работ для 8-9 классов
Обращение к ученикам.
Ученые наблюдают явление, стараются понять и объяснить его, и
для этого они проводят исследования и эксперименты. Цель этих экспериментальных работ – вести вас вверх ступень за ступенью в проведении подобных опытов. Вы научитесь определять наилучший способ решения встающих перед вами задач и находить ответы на возникающие
вопросы.
Когда вы будете проводить эксперимент, то сначала внимательно
прочитайте инструкцию. Не пропускайте ни одного шага, не заменяйте
требуемые материалы другими, и вы будете вознаграждены.
Если полученные результаты все-таки не будут соответствовать
ожидаемым, начните опыт сначала.
Гибкая косточка.
Цель эксперимента: сделать кость гибкой.
Материалы: одна тонкая сырая куриная кость (из крылышка); банка
с крышкой;
Ход эксперимента:
1) отчистить сырую косточку от мяса и сухожилий;
2) просушить кость в течении нескольких часов;
3) положить кость в банку и залить ее уксусом;
4) закрыть банку и оставить на несколько часов (на ночь);
5) вымыть кость и промыть водой;
6) в течение недели регулярно проверяйте, как сгибается косточка;
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Цвет кожи.
Цель эксперимента: установить, как свет сказывается на цвете кожи.
Материалы: полоска пластыря.
Ход эксперимента:
1) прикрепить полоску пластыря кольцом вокруг пальца;
2) не снимать его в течение двух дней;
3) снять пластырь и сравнить цвет кожи под пластырем и рядом;
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Тесная бутылка.
Цель эксперимента: попытаться надуть шарик в бутылке.
Материалы: бутылка, воздушный шарик.
Ход эксперимента:
30
1) взяться за конец шарика и протолкнуть в бутылку;
2) растянуть отверстие шарика по горлышку бутылки;
3) надуть шарик;
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Цветные потоки.
Цель эксперимента: продемонстрировать способность моющих
средств, заставлять молекулы двигаться.
Материалы: молоко; блюдце; пищевые красители - красный, синий
и зеленый; жидкость для мытья посуды.
Ход эксперимента:
1) налить в блюдце столько молока, чтобы оно закрывало дно;
2) налить по всей поверхности молока по две капли каждого красителя;
3) выдавить на середину блюдца каплю жидкости для мытья посуды и
посмотреть, что случилось с красителями.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Пена.
Цель эксперимента: посмотреть, как частички соли выталкивают пузырьки газа из газированной воды.
Материалы: небольшая баночка; любая газировка; чайная ложка
соли.
Ход эксперимента:
1) наполовину наполните банку газированной водой;
2) добавьте соль;
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Чернеющее яблоко.
Цель эксперимента: посмотреть какое влияние кислород оказывает
на яблоко.
Материалы: яблоко; таблетка витамина С.
Ход эксперимента:
1) не очищая яблока, разрезать его пополам;
2) раскрошить таблетку и посыпать порошком половинку яблока по
месту разреза;
3) на час оставить обе половинки неприкрытыми;
4) посмотреть какого цвета каждая половинка.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Старая бумага.
Цель эксперимента: понаблюдать, как желтеет газетная бумага.
Материалы: газета; подоконник.
Ход эксперимента:
1) положить газету на подоконник так, чтобы на нее падало солнце;
31
2) оставить ее так на 5 дней.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Дырочки.
Цель эксперимента: узнать, почему в кусках хлеба есть поры.
Материалы: литровая миска; 250 г муки; 3 столовых ложки сахара; 7
г сухих дрожжей; 2-х литровая миска; салфетка.
Ход эксперимента:
1) возьмите литровую миску и перемешайте в н ей муку, сахар,
дрожжи и чашку теплой воды из-под крана.
2) налейте в пустую 2-х литровую миску 3 чашки теплой воды;
3) поставьте маленькую миску с мучной смесью в большую, наполненную теплой водой, и накройте их салфеткой;
4) в течение 4-х часов приподнимайте салфетку каждые 30 минут и
рассматривайте поверхность смеси.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Превращение перекиси.
Цель эксперимента: с помощью картофелины превратить перекись
водорода в воду и кислород.
Материалы: перекись; сырая картофелина; стакан;
Ход эксперимента:
1) наполовину наполните стакан перекисью;
2) положите в стакан ломтик сырой картофелины;
4) посмотрите, что получилось.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Тайнопись.
Цель эксперимента: написать тайную записку и проявить ее.
Материалы: глубокая тарелка; пипетка, кисточка; йод; лимон; листок
бумаги;
Ход эксперимента:
1) налейте в тарелку полчашки воды;
2) добавьте 10 капель йода и размешайте.
3) выжмите лимон в чашку;
4) окуните кисточку в лимонный сок и напишите что-нибудь на листке бумаги;
5) дайте соку высохнуть;
6) погрузите листок бумаги в раствор йода.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Кубики сока.
Цель эксперимента: установить, замерзнет ли апельсиновый сок,
как замерзает вода.
32
Материалы: апельсиновый сок; формочка для льда.
Ход эксперимента:
1) наполните несколько ячеек формочки соком;
2) оставшиеся формочки наполните водой;
3) поставьте формочку на ночь в морозильник;
4) выньте формочку и вытащите из нее ледяные кубики;
5) попытайтесь осторожно раскусить, как кубики замерзшего сока,
так и воды.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Разноцветные ручейки.
Цель эксперимента: наблюдать выделение цветных пузырьков.
Материалы: литровая стеклянная банка; растительное масло; пищевые красители – красный, синий, зеленый; чашка.
Ход эксперимента:
1) наполнить банку водой;
2) налейте в чашку столовую ложку растительного масла;
3) добавьте туда по четыре капли каждого красителя;
4) возьмите вилку и взбивайте красители с маслом, пока не получится однородная смесь;
5) залейте эту смесь в банку с водой;
6) в течение 5 – 10 минут наблюдайте за поверхностью и за стенками банки.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Капустный индикатор.
Цель эксперимента: сделать раствор, который бы указывал на присутствие кислоты или основания;
Материалы: две стеклянные литровые банки с крышками; сырая
краснокочанная капуста; один литр дистиллированной воды; чайное ситечко.
Ход эксперимента:
1) наполните одну из банок мелко нарезанными капустными листьями;
2) нагреть до кипения воду и вылить ее в банку с капустой;
3) подождать, пока остынет вода в банке с капустой;
4) вылить воду через ситечко во вторую банку, листья затем можно
выбросить;
5) получившуюся жидкость поставить в холодильник;
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Взаимодействие капустного индикатора с кислотами и
основаниями.
Цель эксперимента: узнать, есть ли в лимонаде кислота и что содержит содовый раствор;
Материалы: капустный индикатор; сода; вода; лимонад.
33
Ход эксперимента:
1) налейте одну столовую ложку капустного индикатора в стакан и
добавьте туда столько же лимонада, перемешайте;
2)насыпьте в стакан с водой ложку соды и перемешайте, затем
налейте туда одну столовую ложку капустного индикатора.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Камнеед.
Цель эксперимента: показать, как кислота воздействует на статуи.
Материалы: мел; уксус; стакан.
Ход эксперимента:
1) на четверть наполните стакан уксусом;
2) положите в уксус кусочек мела;
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Соломенный буравчик.
Цель эксперимента: показать силу воздуха.
Материалы: одна сырая картофелина; две соломинки для коктейлей;
Ход эксперимента:
1) положите картофелину на стол;
2) возьмите соломинку за верхнюю часть, не закрывая отверстие с
верху, и резким движением воткните ее в картофелину;
3) возьмите вторую соломинку за верх, но закройте пальцем отверстие вверху и также резким движением воткните ее в картофелину.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Потрескивания.
Цель эксперимента: посмотреть, как статическое электричество может быть применено для определения уровня влажности.
Материалы: чистые и сухие волосы; пластмассовая расческа.
Ход эксперимента:
1) примечание: этот эксперимент нужно выполнять несколько раз в
разные дни, а результаты записывать и сравнить;
2) убедитесь в том, что у вас чистые сухие, нежирные волосы;
3) энергично расчесывайте волосы пластмассовой расческой.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Прочность и форма.
Цель эксперимента: посмотреть влияет ли форма предмета на его
прочность.
Материалы: 3 листа бумаги; скотч; книги (весом до полукилограмма).
Ход эксперимента:
1) сложите листки бумаги в три разные формы:
34
- в форме треугольной призмы (А);
- в форме параллелепипеда (Б);
- в форме цилиндра (В);
2) поставьте все сделанные вами фигуры на стол;
3) вместе с помощником одновременно и по одной кладите на них
книги и посмотрите, когда сооружения обвалятся;
4) запомните, какое количество книг может выдержать каждая фигура.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Пузырьки – спасатели.
Цель эксперимента: узнать, как можно изменить плавучесть предмета.
Материалы: стакан; газированная вода; пластилин.
Ход эксперимента:
1) на три четверти наполните стакан газированной водой, и сразу же
бросьте туда пять маленьких кусочков пластилина (все сразу), кусочки
должны быть величиной с рисовые зернышки;
2) подождите немного и понаблюдайте.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Пульверизатор.
Цель эксперимента: узнать, как работает пульверизатор.
Материалы: стакан; ножницы; две гибкие соломинки (из соков).
Ход эксперимента:
1) налейте стакан воды;
2) обрежьте одну соломинку возле гофрированной части и поставьте
ее вертикально в стакан, чтобы она выходила гофром на 1 см из воды;
3) вторую соломинку расположите так, чтобы она своим краем касалась верхнего края стоящей в воде соломинки (используйте для упора
складки гофра на вертикальной соломинке);
4) сильно подуйте через горизонтальную соломинку.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Почему он не падает?
Цель эксперимента: показать, как скорость воздуха влияет на полет
самолета.
Материалы: маленькая воронка; мячик для настольного тенниса.
Ход эксперимента:
1) переверните воронку широкой частью вниз;
2) вложите мячик в воронку и поддерживайте его пальцем;
3) дуйте в узкий конец воронки;
4) перестаньте поддерживать пальцем мячик, но продолжайте дуть.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Радужная пленка.
35
Цель эксперимента: разделить свет на цвета;
Материалы: литровая банка с водой; бутылочка светлого лака для
ногтей.
Ход эксперимента:
1) поставьте банку с водой на стол, чтобы на нее не падали прямые
лучи света;
2) подержите над банкой кисточку из пузырька с лаком, пока капля
лака не упадет в воду;
3) наблюдайте за поверхностью воды, подвигайте головой, чтобы посмотреть на воду с разных точек;
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Прыг – скок.
Цель эксперимента: узнать, сказывается температура на прыгучести
резинового теннисного шарика.
Материалы: теннисный мяч; метровая линейка.
Ход эксперимента:
1) поставьте линейку вертикально и, удерживая ее одной рукой, положите другой рукой мячик на ее верхний конец;
2) отпустите мячик и посмотрите, как высоко он подпрыгнет, ударившись
об пол (повторите это три раза и прикиньте среднюю высоту прыжка);
3) на полчаса поместите мячик в морозильник;
4) снова измерьте высоту прыжка, отпуская мячик с верхнего конца
линейки.
Опишите свои наблюдения и объясните процессы, происходящие во
время эксперимента.
Вариант интеллектуального марафона
(для учащихся 9 классов)
Математика
1. (10 баллон) На материке Фантазия 6 государств, каждое из которых
граничит ровно с тремя другими и связано с двусторонним договором о
дружбе ровно с одним из тех государств, с которыми оно не граничит.
Нарисуйте карту этого материка, оказав одинаковым цветом дружественные страны.
2. Десятизначные числа составлены из цифр 0,1.2 .9, каждая их которых используется по одному разу.
а) (5 баллов) Приведите пример такого числа, делящегося на 90.
б) (10 баллов) Каких чисел больше: четных или нечетных?
в) (10 баллов) Каких чисел больше: кратных двум или кратных
трем?
3. Диагональ трапеции делит се на два подобных треугольника. Возможно ли это, если трапеция
а) (5 баллов) прямоугольник
б) (10 баллов) равнобокая?'
36
В случае положительного ответа приведите пример, в случае отрицательного — обоснуйте
в) (15 баллов) Для произвольной трапеции с ними условиями
найдите отношение боковых сторон, если отношение оснований
равно 1:4.
4. Уравнение (х2 - (а + b)  х + 1)(x2 - (a - b)  x + 1) = 0 имеет 4 различных
корня.
а) (10 баллов) Приведите пример значений а и b, для которых это верно
б) (25 баллов) Найдите все пары (а; b), для которых это верно и
изобразите их на координатной плоскости с осями a и b.
Культурология
1. (10 баллов) Какая идея выражала дух индустриального общества
первой половины XIX века: "я познаю", "я творю" или "я действую"?
Обоснуйте свой выбор.
2. (20 баллов) Дайте оценку с позиции историка следующим строкам:
i. "Я слышу - гомонит народ:
ii. "Попался, барин безбородый!".
iii. Тот барин - Пестель. Он идет
iv. К петле за счастие народа".
3. (20 баллов) В первой половине XIX века москвичи называли Петербург "городом подьячих", а петербуржцы называли Москву - "городом аршинников". Как вы это объясните?
4. (5 баллов) Продолжите ряд: Иванов "Явление Христа народу", Ге
"Тайная вечеря", Крамской "
5. (20 баллов) Д. Локк, Ш Монтескье, Ж.- Ж. Руссо, Д. Дидро, Д. Беркли Кто из этих ученых разрабатывал идею о разделении властей? В
чем её суть?
6. (21 балл) О каких выдающихся людях конца XVIII века сказано:
7. а) "Он был больше, чем человек Он был веком";
8. б) "Сентиментальный тигр";
9. в) "Друг народа".
7. (4 балла) Допишите определение:
10. Передача собственником права пользования и распоряжаться
его собственностью и за определенный срок и за определенную
плату называете …
Естествознание
1. (10 баллов) Точки А и В движутся прямолинейно. Что
можно сказать о скоростях этих точек по графикам
зависимости пути от времени (см. рис.1)?
2. (10 баллов) В стакан и дистиллированной водой добавили метилоранж и бросили кусочек сухого льда.
Какого цвета раствор?
а) розовый,
б) фиолетовый,
в) желтый,
г) оранжевый.
37
Рис 1.
3. (10 баллов) На границе с каким государством находится самая южная
точка России?
а) Грузия, б) Азербайджан, в) Китай, г) Монголия, д) КНД
4. (10 баллов) На стол поставили два одинаковых стакана; в первом дистиллированная вода, во втором – раствор серной кислоты с массовой долей 75%. Температура воздуха и всех веществ равна 20 С.
Через некоторое время:
а) температура в первом стакане повысится, а во втором –
понизится;
б) температура в первом стакане понизится, а во втором –
повысится;
в) температура в первом стакане не изменится, а во втором –
повысится;
г) температура в первом стакане повысится, а во втором –
не изменится;
д) температура и в первом, и во втором – не изменится.
Выбор ответа обоснуйте.
5. (10 баллов) Три груза равной массы соскальзывают по трем горкам
одинаковой высоты, причем первая горка – вогнутая, вторая – ровная,
третья - выпуклая.
Выберите верное утверждение для скоростей грузов в нижней части
горок:
а) V1 = V2 = V3; б) V1  V2  V3; в) V1  V2  V3; г) V1  V2 и V 2  V3
6. (10 баллов) Назовите пять процессов жизнедеятельности организма
человека, имеющих в основе физические и (или) химические законы.
Кратко обоснуйте.
7. (10 баллов) В первой комнате – три лампы, во второй – три выключателя, причем для каждой лампы - свой выключатель. Объясните, как
для каждой лампы найти соответствующий ей выключатель, если в
каждую комнату можно войти по одному разу.
8. (10 баллов) Численность населения России ближе всего к численности населения:
а) США,
б) Канады,
в) Бразилии, г) Мексики, д) Австралии, е)
Индии, ж) Индонезии.
9. (20 баллов) Лишайники – самые неприхотливые организмы. Именно
они являются первопоселенцами на лишенных жизни субстратах,
способны переносить высокие температуры и высыхание. Объясните
ошибочность гипотезы: «Лишайники – первые земные организмы –
предки всех живых существ планеты».
Русский язык.
1. (5 баллов) Объясните лексические значения следующих слов иноязычного происхождения:
МАРКЕТИНГ, СИТУАЦИЯ, МИССИЯ, ДЕБАТЫ, КОРРУПЦИЯ.
2. (5 баллов) Докажите, что слово ЭФИОП нерусского происхождения.
38
3. (5 баллов) Какие устойчивые обороты изменены Н. И. Гоголем в следующих предложениях и с какой целью?
1) Хлестаков: "Я МОГУ ОТ ЛЮБВИ СВИХНУТЬ С' УМА."
2) Артемий Филиппович: "С ТЕХ ПОР КАК Я ПРИНЯЛ НАЧАЛЬСТВО, - МОЖЕТ БЫТЬ, ВАМ ПОКАЖЕТСЯ ДАЖЕ НЕВЕРОЯТНЫМ, ВСЕ КАК МУХИ ВЫЗДОРАВЛИВАЮТ"
3) Анна Андреевна: "У ТЕБЯ ВЕЧНО КАКОЙ - ТО СКВОЗНОЙ ВЕТЕР
РАЗГУЛИВАЕТ В ГОЛОВЕ."
4. (10 баллов) К каким частям речи могут относиться слова:
ПОКРОЙ, ДАЛИ, ЖГУТ, СТИХ, ПРОСТОЙ, ГНЕТ, УСТАВ, БЛЕСТЯЩИЙ, ДАННЫЕ, СВЕЖО?
Составьте словосочетания или предложения, поясняющие ответ.
5. (10 баллов) Какой принцип правописания глагола и почему оказывается важным для написания различных разрядов причастий? Приведите примеры.
6. (5 баллов) Укажите, какие варианты расстановки знаков препинания
могут быть в предложении:
ВНЕЗАПНО ПРОСНУВШИСЬ СРЕДИ НОЧИ В ИСПУГЕ ВСКОЧИЛ ОН
С ПОСТЕЛИ.
7. (10 баллов) Объясните происхождения фразеологизмов:
1) ХОТЬ ВИДИТ ОКО, ДА ЗУБ НЕЙМЕТ;
2) АХИЛЛЕСОВА ПЯТА;
3) ЗАПРЕТНЫЙ ПЛОД;
4) ДВАДЦАТЬ ДВА НЕСЧАСТЬЯ;
5) ОСТАТЬСЯ У РАЗБИТОГО КОРЫТА;
6) УШКИ НА МАКУШКЕ;
7) В ПУТЬ - ДОРОГУ СНАРЯДИЛСЯ;
8) НА ДЕРЕВНЮ ДЕДУШКИ;
9) ГЕРОЙ НЕ МОЕГО РОМАНА;
10) С ЧУВСТВОМ, С ТОЛКОМ, С РАССТАНОВКОЙ.
Английский язык.
1. (10 баллов) Match a synonym to each of these word groups.
1. business, groups;
2. events, tasks;
3. robbers, burglars;
4. reproductions, duplicates;
5. mudslides, earthquakes.
A) thieves
D) copies
B) volcanoes
U) activities
C) companies
2. (10 баллов) Select the grammatically correct form.
1) A building…goods arc stored is a warehouse,
a) who b) which c) what d) where
2) If I ... known, I wouldn't have gone
39
a) would b) have c) had d) would have
3) He's going to have it....
a) typing b) to type c) typed d) type
4) Where is the document…you are sending?
a) which b) who's c) who d) whose
5) Me used ... in Transworld Company.
a) to be working b) to work c) work d) worked
3. (30 баллов) Fill in blanks in the text with the words from the list given below.
Origins, sociology, focus, cultural, weapons, social, increasingly,
anthropology, primitive, vegetarian.
Both,.., the study of human…, development, and culture, and…, the study of
human… behavior, often . . . on isolated societies in third world coutriеs.
Some…people who live deep in the jungles or deserts are warlike and fierce.
The use… and complement their mainly ... diet with meat when they can. Sociologists watch for signs of . . . change as the tribes come . . . into contact
with the modern world.
Послесловие
Для более успешной реализации программы МДК необходимо пересмотреть и учебную деятельность учащихся 8 – 9 классов:
 в учебный план предлагаем ввести новые предметы:
- основы психологии;
- информатика;
- факультатив по экономике.
 добавить один час математики, который используется для решения
прикладных задач по физике, химии, астрономии и экономике.
 два часа в неделю желательно заниматься и бальными танцами;
 в течение года учащиеся предлагаем посетить цикл концертов Государственного симфонического оркестра Удмуртской Республики под
общим названием «Начните с музыки»:
- «Джаз во фраке»
- «Музыка Италии»
- П. И. Чайковский. Творческий портрет
- «Танцевальная феерия»;
Общим идеям программы желательно подчинить тематику классных
часов и внеклассных мероприятий:
«Арбузник»
Цель: организация неформального общения учащихся после двухмесячной разлуки летом, формирование навыков культуры общения.
«Разговор при свечах»
Цель: укрепление межличностных дружеских отношений, стимулирование самовоспитания, корректировка взаимоотношений в коллективе.
«Девичники», «Мальчишники»
40
Цель: изменение позиций отдельных учащихся в системе межличностных отношений, развитие дружбы детей.
«Слабое звено»
Цель: стимулирование познавательной деятельности учащихся.
«Брейн-ринг»
Цель: стимулирование познавательной деятельности учащихся.
«Турнир знатоков»
Цель: стимулирование познавательной деятельности учащихся.
«Турнир трактатов»
Цель: научить учащихся видеть в любом явлении и позитивное и
негативное (с позиций диалектического противоречия).
«Человек, его здоровье и болезнь»
Цель: высветить его проблему отношений к своему здоровью, как к
ценности, сформировать потребность собственного физического совершенствования.
«Человек и наука, человек и познание»
Цель: показать учащимся необходимость изучения научных открытий.
«Стиль и тон поведения»
Цель: составление своеобразного кодекса поведения.
«Фотокамера смотрит в мир»
Цель: приобщение учащихся к чтению периодики, возбуждение интереса к общению, предметом которого являются событиями в стране и за
рубежом, расширение кругозора учащихся методом взаимного просвещения.
«Уроки замечательной личности»
Цель: познакомить учащихся с биографиями и жизнеописанием замечательных людей – писателей, композиторов, художников, ученых,
путешественников, философов, героев войны и труда, используя теоретическое либо художественное наследие.
 в классе сформированы группы учащихся по интересам, которые
посещают различные факультативы:
- химия;
- математика;
- физика;
- психология;
- информатика;
Конечно, кроме предложенных форм могут быть использованы и другие пути реализации содержания курса: межпредметный кружок, системы уроков, сопровождающих основной курс математики, историкоматематическая и эстетико–математическая конференции, защита рефератов по темам гуманитарно–математического курса на выпускных
экзаменах по выбору учащихся, интеграция отдельных тем курса с уроками мировой художественной культуры и другие.
41
Главное, чтобы рядом с учениками находился неравнодушный учитель, способный, если не загораться, то, по крайней мере, чувствовать
красоту в ее заметных проявлениях, умеющий находить образцы служения делу и желание ориентироваться на них, обладающий инициативностью, целеустремленностью и решительностью. Той самой решительностью, о которой, кем-то верно замечено, что она торжествует вопреки
всему.
В заключение надо признать, что межпредметный факультатив доставит учителям немало трудностей. Но тот, кто их преодолеет, получит
глубокое духовно - эмоциональное и интеллектуальное наслаждение в
сотрудничестве с учениками на пути к открытию нового.
Литература
1. Азевич А.И. 20 уроков гармонии: гуманитарно–математический
курс. – М.: «Школа-Пресс», 1998. (Библиотека журнала «Математика в
школе». Вып.7)
2. Маленкова Л. И. Человековедение: программа и методические материалы для школьного педагога. – М.: «Педагогическое общество России», 2000.
3. Зенкевич И. Г. Эстетика урока математики: Пособие для учителей
– М.: «Просвещение», 1981.
4. Бобенко Е. Б., Блинков А. Д. и др. Школьный интеллектуальный
марафон. – М.: Образовательный центр «Педагогический поиск», 2000.
5. Симонов А. С. Экономика на уроках математики. – М.: «ШколаПресс», 1999. (Библиотека журнала «Математика в школе». Вып. 9)
6. Вигдорчик Е. А., Нежданова Т. М. Элементарная математика в
экономике и бизнесе - М.: «Вита-Пресс», 1995.
7. Ван Клив Дж. 200 экспериментов /пер. с англ. – М., «Джон Уайли
энд Санз», 1995.
8. Баврин И. И. Начало анализа и математические модели в естествознании и экономике: кн. для учащихся 10-11 кл. – М.: «Просвещение», 1999.
42
ПРИЛОЖЕНИЕ №5
Конспект занятия курса МДК в 9 классе
«Симметрия в окружающем нас мире»
Вострикова О.Ю.,
учитель математики Ижевской гимназии №56
Урок по этой теме является первым в междисциплинарном курсе для
9-ого класса и рассчитан на 2 часа.
При подготовке к этому занятию учащиеся повторили основные понятия геометрии по преобразованию плоскости: осевая симметрия, параллельный перенос, поворот. Кроме того, ребятам были предложены
темы докладов: «Симметрия в искусстве», «Симметрия в природе»,
«Симметрия в поэзии» и др., отражающие проявления симметричности
в окружающем нас мире.
Цели урока:
1. Познакомить учащихся с новыми видами симметрии: скользящей,
винтовой, зеркальной.
2. Развитие познавательного интереса.
3. Развитие умственных операций (прием создания образа, перенос
знаний, обобщение, анализ, синтез).
4. Гуманитаризация обучения математике
5. Использование математических навыков в нестандартных ситуациях.
6. Развитие психических процессов – мышления, смысловой памяти,
аргументированной речи.
7. Развитие коммуникативных навыков общения и умения слушать и
слышать.
8. Научиться видеть проявления симметричности в окружающем мире.
Оборудование:
1. Диапроектор, слайды
2. Магнитофон
3. Фортепиано
Ход урока
I. Вступление.
Учитель говорит о теме, целях и задачах урока
Симметрия принадлежит к числу широко и повсеместно распространенных явлений. Как говорил Г. Вейель: «Симметрия – в широком или
узком смысле, в зависимости от того, как вы определяете значение этого понятия, – является той идеей, посредствам которой человек на протяжении веков пытался постичь и создать порядок, красоту и совершенство».
43
А что мы понимаем под симметрией в узком смысле слова? Конечно,
это понятие мы в первую очередь, связываем с геометрией, ведь симметрия – это свойство геометрических фигур. Какие виды симметрии мы
знаем? (Ребята перечисляют знакомые им из школьного курса виды) А в
широком смысле? На этот вопрос мы должны будем ответить в конце
нашего урока.
II. Введение новых видов симметрии.
Для того чтобы начать наш разговор давайте проведем небольшой
эксперимент. (Ребятам предлагается нарисовать ветку дерева). Если мы
посмотрим на рисунки, то увидим, что все они условно разделятся на
две группы: на одних листья изображены симметрично, а на других с перемещением на один и тот же вектор.
Почему мы рисуем именно такие веточки? Давайте посмотрим на
живое растение. Что можно заметить? Рассматривая расположение листьев на ветке, мы видим, что один лист не только отстает от другого, но
и повернут вокруг оси ветки. Листья располагаются по винтовой линии,
чтобы не заслонять друг от друга свет. Такой вид симметрии называют
винтовой симметрией, а биологи ее называют очередной.
Помимо этого вида симметрии в природе часто встречается зеркальная симметрия или симметрия относительно плоскости. Если преобразование симметрии относительно плоскости переводит фигуру относительно в себя, то фигура называется симметричной относительно плоскости, а сама плоскость – плоскостью симметрии этой фигуры.
Примерами фигур – зеркальных отражений одна другой - могут служить правая и левая руки человека, части архитектурных форм, некоторые
природные кристаллы и орнаменты. Часто такой вид симметрии называют
геральдической, и именно она использовалась разными народами для изготовления предметов быта, гербов (демонстрация герба РФ)
Знакомые нам понятия поворота и параллельного переноса используются при определении переносной (трансляционной) симметрии. Один
из видов такой симметрии называется скользящей. (Рассматривается рисунок, по которому разбирается, как получается данное преобразование)
III. Симметрии и классификация фигур
Проведем еще один эксперимент. Нарисуйте в своих тетрадях какойнибудь треугольник. Ребята рисуют в тетрадях, интересно, что больше
из вас изобразили равносторонние треугольники. И это тоже не случайно. Даже человек, мало знакомый с геометрией, выберет из предложенных ему фигур похожие симметричные. Например, из всех треугольников – равносторонний, а из четырехугольников – квадрат.
Человек интуитивно стремится к устойчивости, удобству и красоте.
Нам кажутся более привлекательными фигуры с большим количеством симметрии, чем у других. И работать с такими фигурами легче.
Вот простой пример. Какие фигуры мы используем для измерения площадей? – квадраты, ведь именно они без пропусков и наложений могут
заполнить всю плоскость также и равносторонние треугольники.
44
Самыми совершенными из фигур считаются круг и шар, т.к. они переходят в себя при любом повороте вокруг своего центра, при симметрии относительно любого своего диаметра, т.е. эти фигуры обладают
бипоненным множеством симметрии. Недаром детали машин, предназначенных для обработки особо прочных материалов, имеют в основной
части форму круга, т.к. обработка происходит путем вращения, а при
вращении круга соблюдается уравновешенность возникающих сил.
По тому, сколько симметрий имеют фигуры, можно проводить их
классификацию.
Рассмотрим сначала треугольники рис.3. Разносторонний – можно
перевести в себя только единственным образом, повернув всю плоскость на 360º (в любом направлении) вокруг какой-нибудь точки. Такое
отображение называется тождественным и обозначается буквой Е.
Равнобедренный треугольник может быть отражен сам в себя уже с помощью двух преобразований: тождественного и осевой симметрии относительно высоты, проведенной к основанию. А вот у равностороннего
треугольника можно насчитать уже 6 симметрий. Тождественное преобразование Е, три осевые симметрии относительно
и два поворота
Ro120 и R0-120, где точка 0–центр треугольника.
Так же обстоит дело и с четырехугольниками рис.4. Большинство из
них можно совместить с самими собой только одним тождественным
преобразованием. По-другому выглядит ситуация с параллелограммами, у которых к тождественному преобразованию добавляется центральная симметрия, относительно точки пересечения диагоналей, а у
ромба еще и две осевые симметрии относительно его диагоналей.
Но самый богатый–это квадрат. Он обладает и симметрией ромба и
прямоугольника. Таким образом, квадрат имеет 8 симметрий.
По тому, сколько симметрий имеют фигуры можно проводить их
классификацию. Говорят, что две фигуры относятся к одному и тому же
классу симметрии. Например, к одному и тому же классу симметрии относятся прямоугольник и ромб, пятиугольная звезда и правильный пятиугольник, (ис.10.) окружность и круговое кольцо. Разумеется, что две
равные фигуры принадлежат одному и тому же классу симметрии, т.е.
класс симметрии – геометрическое свойство фигуры.
Что же нам дает распределение фигур по классам симметрии?
Во-первых, мы можем по новому взглянуть на сами фигуры и взяв
фигуру из заданного класса быстро установить ее свойства, а во-вторых,
мы можем сами придумывать фигуры с заданными свойствами, достаточно только обратиться к нужному классу симметрии.
Так, например, фигуры, изображения на рис.5 относятся к тому же
классу, что и квадрат, на рис.6-к тому же классу, что и равнобедренный
треугольник, а на рис.7-равносторонний треугольник.
Выполним теперь несколько практических заданий:
1. Распределите по классам симметричности прописные буквы латинского алфавита, русского алфавита, римские цифры, арабские цифры.
2. Придумайте фигуру, у которой было равно 5 симметрий, включая Е.
45
IV. Симметрии правильных многоугольников и их построение
В математике доказано, что множество симметрий правильного n–
угольника состоит из 2n преобразований; n поворотов и n осевых симметрий. В дальнейшем мы будем, обозначать это множество через Дn,
где n–порядок оси. Вообще порядком от называется число самосовмещений фигуры при повороте вокруг данной оси на 360º.
Легко увидеть, что порядок оси симметрии правильного шестиугольника равен 6, а о нем самом говорят, что он имеет план симметрии Д6
(рис.8,а)
Как же построить правильный прямоугольник выпуклый и звездчатый. Для построения тех и других можно воспользоваться окружностью,
разделив ее на n равных частей. Если теперь последовательно соединить такие деления друг с другом, то получим правильный n-угольник.
Если же соединить точки деления через одну, то поручим правильный
звездчатый n–угольник. Посмотрите на рис.9 и 10, 8б. Вы увидите, что
правильные 5-ти и 6-ти угольники, звездчатые и выпуклые построения
по этому правилу.
К построению фигур с заданной симметрией можно подойти и несколькими способами. Выберем в плоскости произвольную точку О (рисю12) и из нее проведем n лучей, которые разделяет плоскость на nуглов. В одном из таких углов нарисуем какую-нибудь фигуру (она называется фундаментальной областью фигуры Фn относительно Дn), а потом выполним поворот на угол 360·0/n, 360·1/n…… 360·к/n, где n–
порядок оси, к=0,1….n-1.
На рис.12 показываем фрагмент фигуры с симметрией Д16 .
Теперь мы не только знаем, как различать фигуры по классам симметрии, но и можем сконструировать фигуру заданным порядком симметрии.
Искусству конструирования можно научиться и у природысоздательницы организмов, геометрическому изяществу которому позавидует любой математик. Например, посмотрите на иллюстрации радиолярий. Найдите вид и симметрии, порядок осей симметрии этих простейших организмов.
Можно привести примеры использования различных симметрий в декоративно-прикладном искусстве. Чаще всего мы можем наблюдать разные виды симметрий в розетках. Розетки – это круглые орнаменты,
встречающиеся в резьбе по дереву, в настенной лепке, в вышивке, в
ковровых изделиях.
Как правило, основообразующей формой розетки служит круг. Для
использования своего замысла художник разбивает круг на части, в одной части рисует геометрическую фигуру, а потом с помощью симметрии повторяет ее в других частях круга. Основной элемент розетки, содержащий полукруг и половину квадрата, хорошо виден на рис.14. Посмотрите на рис.17 определите фундаментальные области и порядок
симметрии розеток.
46
Таким образом, мы с вами подошли к тому моменту, когда границы
употребления понятия симметрия расширились, и мы незаметно вышли
за рамки геометрии. Давайте послушаем наших докладчиков и убедимся
в том, что симметрию можно наблюдать практически во всех сферах деятельности.
V. Доклады
«Симметрия в природе»
По этой теме готовились три докладчика, которые рассматривали
симметрии в животном мире, в мире растении и кристаллах.
Рассматривая фотографии животных, насекомых, цветов, учащиеся
имели возможность наблюдать в их строении зеркальную симметрию,
винтовую симметрию, поворотную симметрию.
Ребята делают вывод, что симметричность форм живой и неживой
природы обеспечивает различным видам не только красоту внешнему
виду, но и обеспечивает устойчивость к разного рода воздействиям, поскольку (симметричность) обеспечивает повторяемость удачных форм.
«Симметрия в архитектуре»
Этот доклад сопровождается просмотром слайдов и иллюстраций.
Учащиеся убеждаются, что в архитектурных сооружениях широко используются симметричные формы, тем самым художники выражают
свое понимание природной гармонии как устойчивости, спокойствия и
равновесия.
«Симметрия в музыке»
Докладчик сопровождает свое выступление фрагментами из музыкальных произведений «Шторм» Вивальди и «Фуга» Баха, причем последнее исполняет сам.
Ребята делают вывод о том, что симметрия в музыке помогает сделать музыкальное произведение целостным и гармоничным и является
основой для развития новых музыкальных форм.
«Симметрия в танце»
Докладчик в качестве примера рассматривает строение вальсовой
формы (танцует пара одноклассников) и польки (сюжет на видеокассете,
в котором фрагмент польки, используемой одноклассниками еще во
втором классе).
После доклада ребята также делают вывод о необходимости симметричного построения танцевальных форм для обеспечения танцу законченности и красоты.
«Симметрия в поэзии»
Ребята рассматривают строение известных из литературы стилей
стихосложения. Именно симметричность стихотворных форм обеспечивает им мелодичность, напевность и обеспечивает эстетическое наслаждение при общении с поэзией.
«Симметрия в литературе»
В литературных произведениях существует симметрия положений,
мышления, образов. На примере романа «Евгений Онегин» Пушкина и
47
оперы «Снегурочка» Римского-Корсакова докладчик показывает чередование событий, симметрию образов.
Вероятно, именно симметричность придает законченность и логичность сюжетной линии в литературных произведениях.
Заключительная часть
Итак, симметрия, обнаруживаемая и в жизни, и в искусстве, и в технике, является одним из принципов гармоничного построения мира.
Симметрия – это не только свойство геометрических фигур, это
явление, которое ассоциируется в нашем сознании с такими понятиями
как: устойчивость, повторяемость, гармония, совершенство.
Но гармоничным может быть и асимметричное построение. И если
симметрия порождает чувства покоя и скованности, то асимметрия вызывает ощущение движения и свободы.
Тема нашего следующего занятия:
«Симметрия – страж покоя,
асимметрия двигатель жизни».
Домашнее задание:
1. Нарисовать фигуры того же класса, что и классы симметрии
а) произвольного треугольника
б) правильного треугольника
в) ромба
г) параллелограмма
д) квадрата
е) равнобокой трапеции
ж) правильного шестиугольника
з) круга
2. Нарисуйте розетки с порядком симметрии Д3, Д4, Д6.
3. Подготовить доклады:
- «Противопоставление симметрического и асимметрического в
науке».
- «Симметрия и асимметрия в искусстве».
Учитель математики Вострикова О. Ю.
Методические рекомендации при подготовке к уроку.
1. Можно предложить ребятам самим провести ряд экспериментов с
окружающим миром.
а) Попросить нарисовать цветы, листья, ветви деревьев и т. д.
б) Предложить выбрать из имеющихся геометрических фигур
наиболее привлекательные.
2. При выполнении практических заданий можно:
а) разделить учащихся на творческие группы, а затем организовать
выставку работ.
б) объявить конкурс на самую симпатичную, самую оригинальную,
самую практичную и т. д.
48
Список используемой литературы:
Азевич А. И. Двадцать уроков гармонии, М., 1998.
Зенкевич И. Г. Эстетика урока математики. - М., 1981.
Саранцев Г. И. Сборник задач на геометрические преобразования.,
М., 1981.
Фирсов В. В. Избранные вопросы математики. - М., 1998.
ПРИЛОЖЕНИЕ №6
Интересная физика.
Из опыта работы Физической школы
Составители: Морарь Л.В.,
учитель физики высшей категории гимназии № 56,
Кривилев М.Д., преподаватель Удмуртского
госуниверситета, к.ф.м.н.
В каникулярное время в гимназии была организована работа летней
физической школы. Опыт работы показал, что учащиеся заинтересованы в такой форме работы. Занятия в школе способствуют развитию познавательных, разносторонних интересов учащихся и ориентируют их на
широкий выбор профессий, связанных физикой и ее приложениями на
практике. Участники лагеря, общаясь с интересными людьми, повышают
интеллектуальный уровень. Это способствует формированию учащимися единства мировоззренческих идей, овладению школьниками способами использования межпредметных связей, обеспечивающих умение
решать общепредметные проблемы. По материалам экскурсий и творческим работам учащихся был составлен задачник, названный «Интересная физика». Задачи, сформулированные в задачнике – это исследовательские работы, направленные на развитие творчества ребенка
Задачи уровня А
1. «Качели»
В верхний конец пробки воткните две вилки и поставьте ее на край
горлышка бутылки с водой. При этом получается устойчивое равновесие. Если взять бутылку и поворачивать ее так, чтобы из нее выливалась вода, то пробка с вилками сохраняет равновесие. Почему?
Объясните это явление. Поэкспериментируйте с положением вилок.
Какая конфигурация наиболее устойчива? Оцените период колебаний
исследуемой системы.
2. «Стакан»
Наполните до краев стакан водой и прикройте листком плотной бумаги. Переверните стакан, придерживая лист бумаги ладонью руки. Затем уберите руку. Почему вода из стакана не выливается? Объясните
49
это явление. Повторите опыт, используя листы бумаги различной
плотности. С листами какой плотности опыт получается лучше всего?
3. «Картезианский водолаз»
Цилиндрический стеклянный сосуд на 9/10 наполняют водой. В нем
находиться стеклянный пузырек с небольшим количеством воды,
опрокинутый горлышком вниз. Сверху цилиндрический сосуд плотно
затягивают резиновой пленкой. Если оказывать давление на резиновую пленку, то стеклянный пузырек тонет. Прекратите воздействие на
пленку – пузырек всплывает. Объясните наблюдаемое явление. Где
используется на практике данное явление? Замените воду в сосуде
другой жидкостью, например, маслом. Как изменяться результаты
опыта? Оцените время всплытия водолаза в воде и в масле.
4. «Цилиндр»
Если цилиндр скатывается по наклонной плоскости и падает с некоторой высоты, то траекторией его движения является парабола. Исследуйте траектории падения деревянного цилиндра и цилиндра, изготовленного из тонкой папиросной бумаги. Будут ли они отличаться?
Рекомендуемые размеры цилиндра: длина 20 см, диаметр 3 см. Измерьте время скатывания цилиндра по наклонной плоскости, исходя
из эксперимента. Оцените время скатывания из теоретического анализа. Сопоставьте полученные значения и интерпретируйте результаты.
Задачи уровня Б
1. «Волны»
В ванной комнате исследуйте поведение волн на поверхности воды.
В качестве оборудования используйте обыкновенную линейку и часы.
Установите период, длину волны, скорость распространения поверхностных волн. К какому типу волн относятся поверхностные волны?
Исследуйте, как зависит скорость распространения от частоты и амплитуды вынуждающей силы.
2. «Микроскоп»
Используя каплю в качестве увеличительного стекла, установите,
капля какого размера дает наилучший результат. Оцените увеличение, достигаемое вашим «микроскопом». Постройте геометрическую
схему хода лучей в эксперименте. Как соотносятся расстояние между
предметом и каплей с расстоянием между каплей и глазом наблюдателя? Повторите эксперименты, используя в качестве увеличительного стекла капли прозрачного растительного масла. Изменился ли результат? Почему?
3. «Капилляр»
Используя прозрачные трубки различного диаметра, исследуйте, как
зависит высота поднятия воды в капилляре от диаметра трубки. По50
стройте график. Замените воду маслом. Как изменились результаты?
Оцените теоретически высоту понятия жидкости («Физика» под ред.
Г.Я. Мякишева) и сравните с экспериментальными значениями. Проанализируйте результаты сравнения.
4. «Пароход»
Используя спиртовку, пустую консервную банку и дополнительные
принадлежности (подумайте, какие?), сконструируйте модель парового двигателя и продемонстрируйте его работу. Сопла изготовьте из
пластиковых трубочек для сока. Поэкспериментируйте с длиной сопел
и их ориентацией по отношению с корпусу. Какая конфигурация
наиболее целесообразна? Измерьте период и частоту вращения двигателя.
* С помощью чувствительного динамоментра оцените момент силы,
создаваемый вашим двигателем.
5. «Айсберг»
Приготовьте несколько кубиков льда. Исследуйте, как зависит время
таяния льда от температуры окружающей среды. Исследуйте максимально возможный диапазон температур. Постройте графики зависимости времени таяния от температуры окружающей среды. Сравните
с временем таяния кусочка льда, обдуваемого потоком воздуха, создаваемым вентилятором. Оцените время таяния льда под струей
холодной, а также горячей воды. Проанализируйте результаты и сделайте вывод, от каких факторов зависит время таяния льда.
Задачи уровня В
1. «Капля»
Исследуйте, какое расстояние проходит капля, стекающая по стеклу.
Как расстояние зависит от наклона стекла? Исследуйте движение капель из воды, масла, шампуня, спирта. Какая зависимость наблюдается от вида жидкости? Проведите измерения в лаборатории, а также
во влажном помещении. Изменились ли результаты? Проанализируйте результаты.
2. «Бокал»
Если провести пальцем по краю бокала, то в некоторых случаях раздается мелодичный звук. Продемонстрируйте это явление. Исследуйте бокалы из различного стекла и различной формы. Как зависит звук
от формы бокала? Объясните результаты экспериментов.
3. «Карусель»
Вращающийся вертикальный стержень опущен в сосуд жидкостью.
Некоторые жидкости будут подниматься по стержню, некоторые –
опускаться. Исследуйте это явление. Как зависят результаты от различных параметров эксперимента? Продумайте, какие физические
процессы протекают в исследуемой системе.
51
4. «Вкусная» батарейка
Сконструируйте гальванический элемент, используя фрукты и овощи.
Продемонстрируйте его работу. Оцените ЕДС вашего гальванического элемента. Сконструируйте демонстрационный стенд, использующий в качестве элемента питания «вкусную» батарейку.
5. Магический кристалл
Вырастите в домашних условиях кристаллы соли из пересыщенных
растворов медного купороса или поваренной соли. Наблюдайте за
процессом роста, фиксируя размер кристалла на протяжении недели.
Какой формы выращенные кристаллы? Исследуйте форму кристаллов льда – снежинок. Проанализируйте отличия и попытайтесь дать
объяснение.
Список литературы
1. Мякишев Г.Я. Физика. Учебник для углубленного изучения физики.
2. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. –
1977.
М.: Просвещение,
3. Республиканский естественнонаучный образовательный турнир / Под.
ред. А.Н. Леошко– Ижевск: УдГУ, 2000.
4. Физика в школе // периодическое издание.
5. Квант // периодическое издание.
.
52
ПРИЛОЖЕНИЕ №7
Исследовательские работы учащихся
Реферат на тему: « Научные аспекты скрипичного звука»
Выполнил ученик 10-А класса Дюба Артем.
Научный руководитель Морарь Л.В.
Научный консультант Кривилев М.Д.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ПОНЯТИЕ О ЗВУКЕ
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В СТРУНЕ
МУЗЫКАЛЬНЫЕ ЗВУКИ.
СКРИПИЧНЫЙ ЗВУК
ДЕТАЛИ СКРИПКИ
ДВИЖЕНИЕ СТРУНЫ ПОД СМЫЧКОМ
ПРЕОБРАЖЕНИЕ ЗВУКА В КОРПУСЕ
СПЕКТР СКРИПИЧНОГО ЗВУКА
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЗВУКА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ INTERNET-САЙТОВ
ВВЕДЕНИЕ
Вероятно, первые струнные музыкальные инструменты появились
благодаря обыкновенному охотничьему луку: его натянутая тетива при
щипке издавала приятный звук. С тех пор струнные инструменты прошли долгий путь развития. Появились многострунные инструменты (арфа, лютня), клавишные (клавесин, фортепьяно), струнные смычковые
(гудок, виола, виолончель, альт, скрипка). Из них наибольшее значение
в симфонической музыке приобрели, пожалуй, смычковые — ведь они
составляют всю струнную группу симфонического оркестра, а “королева
оркестра” — скрипка — наиболее богатый по тембровым краскам и мелодичности инструмент.
В XIX веке начала интенсивно развиваться музыкальная акустика,
изучающая свойства музыкальных звуков. Особое место в ней занимает
изучение звука скрипки. Желание скрипичных мастеров и ученых разгадать “секрет Страдивари” толкало физиков- акустиков на создание научного подхода к изготовлению скрипок.
Изучением скрипичного звука занимались такие ученые, как Дж. Б.
Келлер /J.B. Keller, Ф.Г. Фридляндер / F.G. Friedlander, Ф.А. Сандерс /
F.A.Saunders, Х. фон Гельмгольц / H. von Helmholtz, Ч. Раман / Ch.
Raman.
53
Мы надеемся, что данная работа, имеющая целью обобщение знаний о скрипичном звуке, будет полезна скрипичным мастерам, вызовет
интерес ученых, что наши практические рекомендации пригодятся исполнителям.
ПОНЯТИЕ О ЗВУКЕ
Механические волны в струне
С точки зрения физики звук представляет собой волновой процесс,
т.е. процесс переноса энергии без переноса вещества. В распространении звука главную роль играют колебательные процессы в воздухе, в
его образовании — механические волны в источнике звука.
Механической волной называют возмущение, распространяющееся в
упругой среде. Такая волна может быть продольной (при движении частиц среды, происходящем в направлении распространения волны) и
поперечной (при движении частиц перпендикулярно распространению
волны).
Каждая механическая волна характеризуется скоростью υ распространения возмущения в среде. При изучении звука нас интересуют
гармонические волны, т.е. волны, порождаемые колебаниями частиц
среды, совершаемыми по закону синуса или косинуса. Такие волны характеризуются периодом колебаний T, т.е. временем одного полного колебания; частотой ν = T -1; длиной волны λ = υT и амплитудой A.
Рассматривать возникновение и движение механической волны в
струне удобно с помощью шнура или резинового шланга. Если закрепить его с одного конца, с другого натягивать, а затем отклонить шнур от
положения равновесия и отпустить его, то можно проследить в замедленном темпе процессы, происходящие в возбужденной щипком струне.
При этом можно наблюдать, что выступ, образовавшийся при оттягивании шнура, проходит вдоль всей "струны" и возвращается обратно. Это
движение показано на рис.1
Рис.1.
Можно заметить, что чем ближе выступ к концу струны, тем он становится меньше, и при его достижении он исчезает - в этот момент струна становится прямой. Однако движение струны не прекращается, и,
пройдя точку покоя, она образует обратный выступ, который начинает
54
движение в обратном направлении. Такое явление называется инвертированием.
Если раскачивать вверх-вниз незакрепленный конец шнура, то можно наблюдать интересный эффект. Видно инвертирование отраженной
волны, из-за чего после отражения возникают уже две волны (с одинаковой частотой и амплитудой), которые движутся в противоположных
направлениях. В точке крепления струны они складываются, и движение
прекращается, имеет место нулевое перемещение, благодаря которому
и возникает инвертированное отражение. Но если посмотреть на красную линию на диаграмме (представляющую собой результат суммирования двух волн), то можно увидеть, что на струне есть и другие неподвижные точки. Эти равноудаленные друг от друга точки, играющие
важнейшую роль в функционировании любого музыкального инструмента, называются "узлами" вибрации. Посередине между узлами располагаются "пучности" - зоны максимального движения. Эти выступающие
зоны не движутся по струне - при сложении двух волн, бегущих в противоположных направлениях, образуется стоячая волна.
Рис. 2.
На музыкальном инструменте струна закреплена с обоих концов, которые ограничивают возможные колебания и на которых во время колебаний расположены узлы. Струна, имеющая длину L, образует стоячую
волну, длина которой равна удвоенной длине струны (длина волны =
2L), что показано на первом из рисунков следующей серии. При этом узлы расположены на концах струны, а пучность посередине между ними.
Это одна из мод ("мода" - это тип колебаний струны). Ниже можно видеть примеры других таких стоячих волн.
55
Рис. 3.
Такие типы колебаний объясняются тем, что дважды отраженная
волна, распространяющаяся со скоростью υ, может усилить первоначальное воздействие, если вернется в первоначальное положение за
промежуток времени 2L/υ, кратный периоду внешнего воздействия, т.е.
если 2L/υ = Tn, где n — целое число. Следовательно, в струне поддерживаются только такие внешние воздействия, для которых 2L/λ = n.
В каком соотношении находятся моды колебаний? Самая низкая частота колебаний струны соответствует максимально возможной длине
волны. Поскольку расстояние между узлами равно λ/2, частота минимальна, когда длина струны равна половине длины волны, т.е. при λ=
2L. Это так называемая основная мода колебаний струны. Соответствующая ей частота, называемая основной частотой или основным тоном,
дается выражением ν1 = υ/2L, где υ – скорость распространения волны
вдоль струны.
Существует целая последовательность колебаний более высоких
частот, которые соответствуют стоячим волнам с большим числом узлов. Следующая более высокая частота, которая называется второй
гармоникой или первым обертоном, дается выражением
ν2 = υ/L.
Таким образом, увеличение натяжения струны приводит к повышению частот колебаний. Понизить же частоты колебаний при заданном T
можно, взяв более тяжелую струну (большое rL) или увеличив ее длину.
Это т.н. собственные частоты колебаний струны. Они возрастают
пропорционально числам натурального ряда: высшие гармоники в 2, 3,
4... и т.д. раз больше частоты основного колебания. Такой ряд звуков
называется натуральным или гармоническим звукорядом.
Изображение волны одиночной гармоники имеет вид синусоиды (чистый тон), однако, рассматривая осциллограмму звука, полученного при
щипке струны (рис.4), можно заметить, что колебания не имеют формы
правильной синусоиды. На самом деле они представляют собой сумму
56
волн, соответствующих различным модам колебаний. Частота такой
суммарной волны равна частоте первой гармоники.
Φ
t
Рис. 4.
Здесь t — время, а Φ — колеблющаяся величина.
Такое суммирование объясняется возможностью системы колебаться в нескольких модах одновременно. Амплитудные соотношения гармоник в звуке — один из главных факторов, оказывающих влияние на
тембр звука. О тембре и о других характеристиках музыкальных звуков
пойдет речь в следующем разделе.
Музыкальные звуки.
Музыкальная акустика изучает особенности музыкальных звуков, их
характеристики, связанные с тем, как мы их воспринимаем, и механизмы
звучания музыкальных инструментов.
Музыкальный звук, или тон, – это периодический звук, т.е. колебания,
которые снова и снова повторяются через определенный период. Выше
говорилось, что периодический звук можно представить в виде суммы
колебаний с частотами, кратными основной частоте ν: 2ν, 3ν, 4ν и т.д.
Отмечалось также, что колеблющиеся струны издают музыкальные звуки.
Музыкальные звуки различаются по трем признакам: громкости, высоте и тембру. Все эти показатели субъективные, но их можно связать с
измеряемыми величинами.
Высота звука определяется частотой источника звуковых колебаний.
Чем больше частота колебаний, тем выше звук. Колебаниям малых частот соответствуют низкие звуки. Однако такая оценка носит субъективный характер.
Так, например, установлено, что оценка высоты одночастотного звука несколько зависит от уровня его громкости. При значительном повышении уровня громкости, скажем на 40 дБ, кажущаяся частота может
уменьшиться на 10%. На практике эта зависимость от громкости не имеет значения, поскольку музыкальные звуки гораздо сложнее одночастотного звука.
Кроме того, частота сложного сигнала соответствует частоте основной компоненты гармонического ряда сигнала, даже если эта составляющая в спектре отсутствует. Например, музыкальный звук, состоящий из
57
набора частот 200, 300, 400 и 500 Гц, воспринимается как звук высотой
100 Гц. Это наглядно представлено на рис. 5.
1секунда
Рис.5.
Сумма четырех гармоник с частотами 6, 9, 12 и 15 Hz имеет частоту
основной для них гармоники — 3 Hz, хотя ее нет в спектре звука.
Говоря о соотношении между высотой звука и его частотой, не следует забывать об особенностях человеческого органа слуха. Это особый
акустический приемник, который вносит свои искажения (не говоря уже о
том, что существуют психологические и субъективные аспекты слуха).
Ухо способно выделять некоторые частоты, кроме того, звуковая волна
претерпевает в нем нелинейные искажения.
Тембр звука определяется формой звуковых колебаний. Различие
формы колебаний, имеющих одинаковый период, связано с разной относительной амплитудой основной моды и обертонов. Амплитуда колебаний мод и соответствующих им гармоник зависит от способа звукоизвлечения. Рассмотрим натянутую струну, которая возбуждается щипком
в ее средней части. Поскольку все четные гармоники имеют узлы посередине, они будут отсутствовать, и колебания будут состоять из нечетных гармоник основной частоты. Таким образом, будут присутствовать
только частоты ν1, 3ν1, 5ν1 и т.д.
Данный пример позволяет сделать следующий важный общий вывод. Набор гармоник резонансной системы определяется ее конфигурацией, а распределение энергии по гармоникам зависит от способа возбуждения. При возбуждении струны в ее середине доминирует основная
частота, и полностью подавляются четные гармоники. Если же струну
закрепить в ее средней части и ущипнуть в каком-нибудь другом месте,
то будут подавлены основная частота и нечетные гармоники.
Кроме того, существенное влияние на тембр оказывают резонансные возможности корпуса инструмента. Это объясняет многообразие
музыкальных тембров.
Громкость звука зависит от амплитуды колебаний давления в звуковой волне. На практике громкость звука характеризуется уровнем интенсивности звука:
  10 lg
I
I
0
58
,
где I — измеряемая по отношению к I0 интенсивность звука, т.е. уровень интенсивности — относительная величина.
СКРИПИЧНЫЙ ЗВУК
Детали скрипки
Чтобы понимать, какие факторы влияют на качество звука отдельного инструмента, сначала необходимо понять, как работает скрипка. Ее
звук возникает в момент трения смычка, движущегося по одной или нескольким струнам. Струны, натянутые колками с определенным усилием, настроены так, что их базовые частоты составляют около 200, 300,
440 и 660 Гц, что соответствует нотам G(соль), D(ре), А (ля) и E(ми). Однако сами по себе струны почти не дают звука, чтобы его произвести,
энергия от вибрирующей струны должна передаться главному корпусу
инструмента - так называемому звуковому коробу. Основную часть звука
производят деки скрипки, работая наподобие раструба динамика.
Струны поддерживаются подставкой, которая не только ограничивает длину вибрирующей части струны, но и играет роль механического
преобразователя. Подставка преобразует поперечные колебания струн
в разнообразные моды (типы) колебаний звукового короба, а поскольку
она имеет собственные резонансные моды, то играет ключевую роль в
формировании звука инструмента. Установлено, что при колебаниях
струн подставка тоже колеблется, причем, если струна отклоняется от
положения равновесия, подставка движется в сторону грифа, если же
струна возвращается в положение равновесия, подставка движется от
грифа. Таким образом, подставка движется в два раза чаще, чем струна,
что подчеркивает вторую гармонику в звучании скрипки.
Верхняя дека скрипки вырезается из мягкой мелкослойной ели со
слоями, параллельными струнам, для нижней деки и обечаек обычно
используется твердая древесина (клен или груша) со слоями, перпендикулярными струнам. На верхней деке вырезаны два изящных эфа, характер которых часто помогает идентифицировать автора ценного инструмента, поскольку ярлык внутри скрипки может быть подделан. Эфы
играют несколько важных акустических ролей - разрывая плоскость
верхней деки, они влияют на ее колебательные моды в зоне самых
верхних частот, но важнее то, что они усиливают звук на низких частотах. Происходит это за счет "воздушного резонанса Гельмгольца", при
возвратно-поступательном движении через них воздуха. От площади
эфов и объема корпуса зависит высота основной резонансной частоты
инструмента - единственного акустического резонанса, целиком подвластного контролю мастера.
Еще в начале XVI-ого века было установлено, что силу звука струнных инструментов можно увеличить за счет установки между деками
возле ножки подставки опоры - "душки". Сила колебаний струн, возбуждаемых смычком, вызывает качание душки, заставляя обратную сторону
59
деки вибрировать с большей амплитудой, что увеличивает уровень звукового излучения, обеспечивая скрипке намного большую громкость.
На скрипке также имеется "пружина", приклеенная под верхней декой, которая требуется для сохранения энергии, рассеиваемой акустически неэффективными модами высоких частот. Пружина и душка были
увеличены в XIX-м веке, с целью укрепить инструмент и увеличивать
силу его звука.
Движение струны под смычком
Так же как и при щипке, при возбуждении струны смычком она совершает не только поперечные волнообразные колебания, но и продольные, которые происходят за счет образования и движения выступов. Такое движение получило название волны Гельмгольца, по имени
немецкого физика Херманна фон Гельмгольца, который изучал это движение и показал, что выступы, двигаясь по струне, отражаются на ее
концах, перемещаясь с нормальной скоростью движения поперечной
волны
Смычок возбуждает волну Гельмгольца с выступом, делящим струну
на два прямых отрезка (Рис.6). В момент, когда выступ находится в зоне
между смычком и прижатым пальцем, струна движется с той же скоростью и в том же направлении, что и смычок и достаточно небольшого
усилия, чтобы объединить две эти силы. Эта фаза получила название
"липкий режим" (Рис. 6a). Но когда выступ пройдет через смычок - до
подставки и обратно - струна проскальзывает под смычком, двигаясь в
противоположную сторону, отчего эта фаза называется "скользящий режим" (Рис. 6b).
Рис.6.
И хотя в скользящей фазе трение скольжения относительно невелико, тем не менее, энергия колебаний струн продолжает передаваться на
60
инструмент через подставку. Каждый раз, когда выступ отражается от
подставки и проходит под смычком, смычку приходится компенсировать
потерю энергии. Из-за этого на струне возникает короткий импульс, и
она вновь увлекается смычком в направлении его движения.
Этот процесс, получивший название "слип-стик" (липнуть-скользить),
основывается на том, что скользящее трение намного меньше липкого
(Рис. 6c). Волна Гельмгольца возбуждает на подставке поперечную силу
T sin α, где α - угол преломления струны на подставке. Эта сила характеризуется линейным возрастанием во времени, но всякий раз после отражения выступа от подставки, она мгновенно меняет направление,
формируя волну "пилозубой" формы (Рис. 6d).
От умения управлять волной Гельмгольца во многом зависит мастерство исполнителя, и, конечно, звучание скрипки.
Преображение звука в корпусе
Силу, которую производит волна на вершине подставки, можно сравнить с входящим сигналом, который преобразовывается за счет реакции
подставки и корпуса. Схематично эти процессы изображены на рис. 7.
Рис. 7.
На низких частотах подставка действует просто как механический
рычаг, и ее реакция не зависит от частоты. Однако между 2,5 и 3 кГц
действие смычка возбуждает сильный резонанс подставки, с максимальными смещениями в зоне сужения ее талии. Данный эффект ведет
к усилению всех обертонов на данном участке частот, к которым наш
слух наиболее чувствителен, придавая звуку большую яркость и силу.
При другом резонансе, приблизительно в районе 4,5 кГц, подставка совершает подпрыгивающие движения.
Можно измерить силу звука на выходе инструмента, которая зависит
от силы синусоидального движения подставки. Выходная громкость резко возрастает всякий раз, когда частота колебаний совпадает с одной из
многочисленных колебательных мод инструмента. В этом скрипка очень
напоминает динамик, с весьма неоднородными частотными характеристиками, усиливающихся в момент попадания в резонанс. Приведенная
61
смоделированная реакция очень похожа на те, что получены на многих
реальных инструментах.
Для получения звука необходимо, чтобы происходила передача
энергии от вибрирующей струны к инструменту, который излучает звук
за счет колебаний структурированных мод. Однако эта пара не должна
быть жесткой, иначе инструментом становится трудно управлять, т.е.
скрипач будет затрачивать много сил для управления волной Гельмгольца. Когда резонанс струны совпадает с жестким и слегка заглушенным резонансом структуры инструмента, может возникать очень неприятный эффект, при котором звук резко меняет свой характер, переходя
от ровного тона к хрюкающему, не поддающемуся контролю "волчьему
тону". Частично исполнители решают эту проблему либо подкладывая
на верхнюю деку материю, уменьшая амплитуду колебаний ее мод, либо
устанавливают на одной из струн за подставкой резонирующую массу,
которая называется "регулятор волчка", за счет чего смещают волчок на
другую, реже исполняемую ноту, но не устраняют саму проблему.
Присутствие столь большого числа резонансов, совокупность которых называют формантой, на почти случайных частотах означает, что у
звука скрипки не может быть "типичной" формы волны или спектра. Выяснено, что звук различных нот одного инструмента отличается в не
меньшей степени, чем одинаковые ноты разных инструментов. Поэтому
можно сказать, что звучание скрипки определяется скорее общей конструкцией инструмента, чем частотами ее конкретных резонансов. Формантная характеристика качественной современной скрипки представлена на рис. 8.
Из этого рисунка понятно, что резонансные пики находятся в области
чуть ниже 300 Гц, около 500 Гц (основной пик), около 1 кГц, 2 кГц и 4 кГц.
β
ν
Рис. 8.
В реакции корпуса воздушный резонанс не играет ведущей роли, более важными оказываются резонансы древесины, а так как эти резонансы до сборки скрипки не такие же, как после сборки, то предугадать
формантную характеристику инструмента чрезвычайно сложно. Но ока62
зывается возможным найти соотношения между этими резонансами, а
следовательно, и производить некоторую оценку качества будущей
скрипки. Известно несколько способов проверки качества звука на стадии изготовления инструмента.
Метод старинных мастеров заключается в оценивании звука при выстукивании различных зон дек костяшками пальцев, а также в проверке
"чувствительности" дек на изгиб. Этот традиционный эквивалент общего
анализа основан на вычислительной мощи мозга скрипичного мастера.
Современные методы основаны на научном подходе к созданию инструмента. На этапе вырезания дек их тестируют, устанавливая горизонтально над большим динамиком. Акустические резонансы, возбуждаемые динамиком, могут быть обнаружены по поведению рассыпанных
по поверхности дек блесток. Когда динамик попадает в резонанс, блестки подбрасываются и стремятся к центрам узловых линий резонансных
мод (Рис. 9). Далее необходимо утончить или "настроить" первые несколько резонансов свободной деки на определенные частоты с получением типичных узловых картин.
Рис. 9.
Когда начинают рассыпать блестки на скрипичных деках, свободно
подвешенных над динамиком, они начинают скакать вверх и вниз, и
устремляться к линиям узлов важных низкочастотных резонансов. В попытке скомпенсировать естественные отклонения свойств древесины,
многие научно подготовленные скрипичные мастера регулируют степень
выгиба свода и толщины дек, с целью получить резонансы на определенных частотах и определенные узловые картины инструмента.
Следующая методика, разработанная Сандерсом, заключается в построении “кривых громкости” как критерия общей эффективности усиления корпусов скрипок. Этот метод включает измерение максимального
уровня звука, которого может достичь умелый исполнитель на каждом из
последующих полутонов диапазона скрипки. Задача здесь состоит в
том, чтобы найти, какие характеристики корпуса “ответственны” за тот
или иной пик, а затем как разместить резонансы по диапазону для качественного звучания инструмента.
Резонансу воздушного объема соответствует только один пик характеристики — его можно распознать несколькими методами, например,
закрыть эфы корпуса мягкими заглушками или, натягивая над эфами
шелковые нити, зафиксировать, на какой частоте они начнут интенсивно
колебаться. Обычно резонанс полости корпуса лежит где-то около звука
63
до первой октавы (примерно 260 Гц), но совсем не имеет обертонов ниже частоты примерно 3000 Гц.
Изучение резонансов корпуса иногда приводит к необычным результатам. Например, установлено, что углубление канавки вдоль края
верхней деки, которая обычно заполняется декоративным деревом
(окантовки), способствует увеличению громкости по всему диапазону.
Также найдено, что струны, в общем, уменьшают излучаемую энергию;
поэтому многострунные инструменты, например лютня, звучат относительно слабо; выяснено, что четыре струны — лучший компромисс между необходимой громкостью, достаточным частотным диапазоном и легкостью исполнения.
Спектр скрипичного звука
С помощью современных звуковых редакторов стало возможным построение диаграммы содержания частот в звуке. Такая диаграмма называется спектром звука. Пример спектра звука скрипки (440 Гц), построенный с помощью редактора Sound Forge 6.0, показан на рис.10.
Рис.10
Амплитудно-частотная характеристика звука.
Редактор Sound Forge соотносит амплитуду гармоники с ее громкостью, причем измеренной, по-видимому, относительно болевого порога,
поэтому в шкале громкости появляются отрицательные значения.
На спектре можно видеть амплитудно-частотную характеристику звука, пикам которой соответствуют основные гармоники. Например, пик
характеристики наблюдается в области 440 Гц — основной частоты, 880
Гц — второй гармоники и т.д. Если рассматривать изменение амплитуды
гармоник с увеличением частоты, то можно заметить, что амплитуда изменяется по законам скрипичного резонанса; соответственно наиболь64
шую амплитуду для звука ля первой октавы имеют основная частота
(около пика форманты 500 Гц), вторая гармоника (около 1000 Гц), 5-6я
гармоники (около 2000 Гц), 8-9я гармоники (около 4000 Гц).
Величина Δν/А, где Δν — ширина основания пика, а А — его амплитуда, показывает степень “размытости” пика и степень определенности
гармоники. Важен также и верхний частотный предел определяемых
гармоник.
Вклад шума оценивается как разность модулей амплитуды основной
частоты и средней межпиковой амплитуды. Таким образом, т.к. амплитуда в данном исследовании соотносится с громкостью звука, которая
измеряется в децибелах по отношению к болевому порогу, то чем
меньше эта величина, тем меньше влияние шума. Шумовую составляющую также определяет низкочастотный пик, имеющий место в области
0-50 Гц при амплитуде –40 — -30 дБ.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЗВУКА
Ниже мы приводим описание проведенного нами исследования скрипичного звука, целью которого являлось изучение частотного спектра
звука скрипки в зависимости от способа звукоизвлечения. Конечным результатом нашей работы должны были стать практические рекомендации исполнителям по улучшению качества звука, составленные по объективным параметрам. Для удобства все измерения и заключения анализа спектра занесены в таблицу. Во всех экспериментах извлекался
звук ля первой октавы (440 Гц), т.е. эталоном значения частоты гармоник является величина 440n.
Способ извлечения Пункты анализа
Смычок
около
подставки
Смычок у начала грифа Ок. подставки, увеличенное давление
смычка
Ок. подставки, увелич. скорость ведения смычка
Ок. подставки, увелич. давление и скорость
Основная частота ν,Гц 431 430 431 431 430
А, дБ -25 -30 -24 -18 -23
Отклонение отэталона, Гц -9
-10 -9
-9
-10
Вторая гармоника ν
860 862 861 861 862
А
-27 -26 -32 -28 -23
Откл. от э. -20 -18 -19 -19 -18
Третья гармоника ν
1290 1270 1292 1292 1292
А
-33 -36 -27 -28 -25
Откл. от э. -30 -50 -28 -28 -28
Четвертая гармоника ν
1720 1702 1713 1712 1724
А
-37 -43 -36 -34 -32
Откл. от э. -40 -58 -47 -48 -36
Пятая гармоника ν
2134 2133 2143 2144 2152
А
-34 -37 -26 -36 -39
Откл. от э. -66 -67 -57 -56 -48
Шестая гармоника
ν
2565 2564 2565 2565 2586
А
-33 -44 -28 -33 -33
65
Откл. от э. -75 -76 -75 -75 -54
Седьмая гармоника
ν
2995 2973 2996 2995 3018
А
-30 -46 -27 -38 -37
Откл. от э. -85 -107 -84 -85 -62
Восьмая гармоника
ν
3424 3406 3427 3426 3457
А
-34 -44 -31 -43 -40
Откл. от э. -96 -114 -93 -94 -63
Девятая гармоника
ν
3856 3837 3857 3857 3900
А
-34 -41 -25 -41 -39
Откл. от э. -104 -123 -103 -103 -60
Десятая гармоника
ν
4288 4266 4288 4298 4321
А
-41 -47 -33 -47 -43
Откл. от э. -112 -134 -112 -102 -79
Способ извлечения Пункты анализа
Смычок
около
подставки
Смычок у начала грифа Ок. подставки, увеличенное давление
смычка
Ок. подставки, увелич. скорость ведения смычка
Ок. подставки, увелич. давление и скорость
Верхний предел определяющихся гармоник, Гц 11040
9200
16545
7900 6400
Модуль отношения ширины основания пика к амплитуде (у осн. част.)
6.08 7.2 7.17 10.8 6.56
Низкочастотный пик
ν
20 20 20 20 5; 280
А
-33 -33 -36 -34 -35; -28
Вклад шума: разность модулей амплитуды основной частоты и средней межпиковой амплитуды.
-47 -42 -43.2 -50.4 -34.5
Вывод
Правильная основная частота; довольно точное соответствие эталонам; малый вклад шума. А второй гармоники больше А основной частоты; большое откл. от э.
Правильная основная частота; малое откл. от
э.; большой вклад шума. Очень хорошее соответствие эталонам; малый
предел гармоник; малый вклад шума; размытый пик. Наименьшее откл.
от э.; А второй гармоники больше А основной частоты; большой вклад
шума.
По частоте первой гармоники (430-431 Гц) можно сделать вывод о
неточной настройке скрипки. Эта неточность влечет за собой нарастающее с номером гармоники расхождение с эталонным значением.
Сравнивая записанные звуки, можно заметить, что в звуке, извлеченном около грифа, неправильно определяется основная частота, то
есть ее амплитуда меньше амплитуды второй гармоники. Поэтому такой
звук можно сразу исключить.
Из звуков, извлеченных около подставки, наиболее качественный —
при нормальном давлении и скорости ведения смычка: при повышенном
давлении на струну возрастает роль шума, при увеличенной скорости
ведения — понижается предел обертонов и степень определенности
гармоник, при совмещении увеличенного давления и повышенной ско66
рости получается резкий, неприятный звук, с опять-таки смещенной в
сторону первого обертона основной частотой. Таким образом, исполнителям можно посоветовать извлекать звуки у подставки, не преувеличивая давление на струну и используя увеличение скорости ведения
смычка для повышения громкости звучания.
Звучание скрипки в руках исполнителя определяется также использованием специфических приемов, таких, как флажолеты, различные
штрихи, а также прием вибрато.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, цель нашей работы — обобщение знаний о свойствах скрипичного звука и способах улучшения его качества — достигнута. Конечно,
краткое изложение обобщенных сведений предполагает пропуск некоторых аспектов этой обширной темы. Однако это открывает перед нами
новые горизонты. Впереди — истолкование звуков с точки зрения преобразования Фурье, некоторые математические аспекты изложенного
нами материала, и конечно, новое экспериментальное исследование
звука скрипки, одного из самых ярких и богатых, одного из самых замечательных инструментов в мире музыкальных звуков.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Список используемой литературы
Алгебра и начала анализа. Учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений. / Под редакцией А.Н. Колмогорова. - М.: Просвещение, 2001.
Детлаф А.А., Яворский Б.М. Справочник по физике для инженеров и
студентов вузов. - М.: Наука. Главная редакция физикоматематической литературы, 1968.
Касакина Е.К. Учись играючи. Словарь для скрипачей. - Ижевск, 1997.
Касьянов В.А. Физика. 10 класс. - М.: Издательский дом “Дрофа”,,
2002.
Тэйлор Ч.А. Физика музыкальных звуков. - М.: Легкая индустрия, 1976.
Физика. Большой энциклопедический словарь. - М.: Научное издательство “Большая российская энциклопедия”, 1999.
Список используемых Internet-сайтов
1. http://gmstrings.narod.ru
2. http://newt.phys.unsw.edu.au
3. http://www.audiomaster.com.ua
4. http://www.krugosvet.ru
67
Реферат на тему: «Роль ферментов в пищеварении»
Выполнил ученик 9-А класса Алипа Александр
Учитель Сорокина С.А.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Реферативная часть
1.Анатомия органов пищеварительной системы
Слюнные железы
Желудок
Тонкий кишечник
Толстый кишечник
Печень
Желчный пузырь
Поджелудочная железа
2.Пищеварительные ферменты
Исследовательская часть
Работа №1 «действие слюны на крахмал»
Работа №2 «изучение влияния различных рН на активность
фермента»
Работа №3 «изменение питательных веществ в кишечнике»
Работа №4 «переваривание белков желудочным соком»
Работа №5 «обнаружение химозина в желудочном соке»
Вывод
Список литературы
Введение
Пищеварительные ферменты представляют собой сложные органические вещества, которые легко вступают в химические реакции с
пищевыми продуктами. Они служат также катализаторами биологических реакций - расщепления пищевых веществ.
Процесс расщепления высокомолекулярных соединений с последующим всасыванием продуктов расщепления в кровь и лимфу называется
пищеварением.Ферменты делят на несколько групп: расщепляющие
белки-протеазы, расщепляющие жиры-липазы и расщепляющие углеводы-амилазы. Для расщепляющих действий ферментов необходимы
определенные условия - температура тела и реакция среды. Целью
моей работы стало изучить свойства ферментов.
Первым отделом пищеварительной системы является полость рта
(cavum oris), открывающаяся на лице ротовым отверстием, ротовой
щелью (rima oris). За полостью рта следуют перешеек зева (isthmus
faucium), глотка (pharynx), пищевод (esophagus), желудок (ventriculus
(gaster), тонкая кишка (intestinum tenue) и толстая кишка (intestinum
crassum), заканчивающаяся задним проходом (anus). К пищеваритель68
ной системе относятся также слюнные железы, печень (hepar) и поджелудочная железа (pancreas).
Пищеварительные ферменты
Расщепление (переваривание) белков, жиров, углеводов происходит
с помощью пищеварительных ферментов (соков) - продуктов секреции
слюнных, желудочных, тонкокишечных и толстокишечных желёз, а также
печени и поджелудочной железы.
В течение суток в пищеварительную поступает примерно 1,5 л слюны , 2,5л желудочного сока, 2,5л кишечного сока , 1,2 л желчи, 1л сока
поджелудочной железы.
Ферменты являются необходимыми составляющими секретов пищеварительных желёз.
Благодаря пищеварительным ферментам белки расщепляются до
аминокислот, жиры - до глицерина и жирных кислот, углеводы - до моносахаридов. Пищеварительные ферменты представляют собой сложные
органические вещества, которые легко вступают в химические реакции с
пищевыми продуктами. Они служат также катализаторами биологических реакций - расщепление пищевых веществ. Выделяют ферменты,
расщепляющие белки, - протеазы, расщепляющие жиры - липазы, расщепляющие углеводы - амилазы. Для расщепляющих действий ферментов необходимы определённые условия - температура тела и реакция
среды (кислая или щелочная).
Слюна
1. Слюна представляет собой вязкую бесцветную жидкость, состоящую на 95,5-99% из воды и на1-1,5%из органических и неорганических
веществ. К органическим веществам относятся: белковое слизистое вещество муцин, некоторое количество глобулинов, аминокислот, мочевина и др. В слюне содержится неорганических веществ (соли кальция, калия и др.) в2-3 раза меньше чем органических. Реакция слюны - слабощелочная. Муцин, как основной компонент слюны, участвует в формировании пищевого комка. Кроме того, в слюне содержится лизоцим
(бактерицидное вещество), ферменты амилаза и мальтаза. Амилаза
расщепляет крахмал до мальтозы, амальтаза-дисахарид мальтозу на
две молекулы глюкозы. Пища находится в ротовой полости 15-20с и поэтому здесь не происходит полного расщепления крахмала.
У человека в сутки отделяется 1000-1200 мл слюны. Пищевой комок движением языка и щёк передвигается на спинку языка и направляется к его корню. Затем комок прижимается к твёрдому нёбу и передвигается в глотку.
Желудочный сок
2. Желудочный сок, вырабатываемый железами желудка, представляет собой прозрачную жидкость, имеющую кислую реакцию благодаря
присутствию соляной кислоты (HCL), в количестве 0,5 % (pH-0,9-1,5).
69
Желудочный сок содержит пищеварительные ферменты: пепсин, гастриксин, липазу. В желудочном соке много слизи - муцина. Благодаря
наличию соляной кислоты желудочный сок обладает высокими бактерицидными свойствами. Поскольку железы желудка вырабатывают в течение суток 1,5-2,5 л желудочного сока, то пища в желудке превращается в
жидкую кашицу.
Ферменты пепсин и гастриксин переваривают белки до крупных частиц - полипептидов, не способных всосаться в капилляры желудка.
Пепсин также створаживает казеин молока, который в желудке подвергается гидролизу. Жирные эмульгированные компоненты молока расщепляет липаза.
Важная роль в желудке принадлежит слизи- муцину. Слизь предохраняет слизистую оболочку желудка от самопереваривания, а также
содержит так называемый внутренний фактор Касла, необходимый для
всасывания витамина В12 и образования антианемической субстанции.
При попадании в желудок спирта действие слизи ослабляется, и тогда
создаются благоприятные условия для образования язв слизистой оболочки, для возникновения воспалительных явлений - гастрита.
Выделение желудочного сока начинается уже через 5-10 минут после начала еды. Секреция желудочных желёз продолжается всё время,
пока пища находится в желудке. Состав желудочного сока и скорость его
выделения зависят от количества и качества пищи. Жир, крепкие растворы сахара, а таrже отрицательные эмоции (гнев, печаль) задерживают, тормозят образование желудочного сока. Сильно ускоряют образование и выделение желудочного сока экстракты мяса и овощей (бульоны из мясных и овощных продуктов).
Пищеварение в тонком кишечнике
Двенадцатиперстная кишка в пищеварении играет особую роль. В
этот начальный отдел тонкой кишки выделяются не только секреты ее
собственных желез, но и желчь, панкреатический сок. Ферменты, выделяемые железами двенадцатиперстной кишки, играют активную роль в
переваривании пищи. Секрет этих желез содержит муцин, защищающий
слизистую оболочку, а также ферменты, расщепляющие белок, и энтерокиназу, превращающую неактивный фермент поджелудочного сока
трипсиноген в активный трипсин.
Панкреатический сок (секрет поджелудочной железы) бесцветный,
имеет щелочную реакцию (pH 7,3 - 8,7). Он содержит различные пищеварительны ферменты,переваривающие белки, жиры, углеводы. Под
воздействием ферментов трипсина и химотрипсина белки перевариваются до аминокислот. Липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных
кислот. Амилаза и мальтаза переваривает углеводы до моносахаридов.
Желчь, образующаяся в печени и промежутке между приемами
пищи, поступает в желчный пузырь в жидком виде, концентрируется там
в 7-8 раз путем всасывания воды. Во время пищеварения при поступлении пищи в двенадцатиперстную кишку желчь выделяется в нее из
70
желчного пузыря. Желчь, имеющая золотисто-желтый цвет, содержит
желчные кислоты, желчные пигменты, холестерин и другие вещества. В
течение суток образуется 0,5-1,2 л желчи. Желчь эмульгирует жиры до
мельчайших капель и способствует их всасыванию, активирует пищеварительные ферменты, замедляет гнилостные процессы, усиливает перистальтику тонкой кишки. Выделяемый кишечными железами в ответ
на механические и химические раздражения кишечный сок (до 2,5 л в
сутки) расщепляет пептиды до аминокислот, сахара - до глюкозы и
фруктозы. В кишечном соке содержится 22 пищеварительных фермента,
в том числе энтерокиназа (активатор трипсиногена поджелудочной железы), пептидаза, липаза, амилаза и фосфатаза, сахараза. Пищеварение происходит как в просвете тонкой кишки (полостное пищеварение),
так и на поверхности микроворсинок щеточной каемки кишечного эпителия (пристеночное, или мембранное, пищеварение). Пристеночное пищеварение является заключительным этапом переваривания пищи, после чего начинается всасывание.
Исследовательские работы
Цель работ: Исследовать свойства ферментов пищеварительного
тракта и влияние различных факторов среды на их активность
Работа №1
"Действие слюны на крахмал"
Материалы: штатив с пробирками, карандаш для стекла, маленькая воронка, фильтр, спиртовка, 1%-ый крахмальный клейстер, 1%-ый
раствор иода, реактив Фелинга, 1%-ый раствор соляной кислоты, дистиллированная вода, стакан со льдом или снегом, водяная баня, лакмусовая бумага.
Цель работы: доказать, что ферменты слюны способны разложить
крахмал.
Ход работы:
1) прополощем рот и соберём в пробирку 8-10 мл слюны.
2) профильтруем слюну и испытаем её на лакмусовой бумаге,
нейтральная лакмусовая бумага синеет, так, как слюна имеет слабощелочную реакцию. Щелочность обусловлена присутствием бикарбонатов
и биметаллического фосфора.
3) в пять пронумерованных пробирок налить по 3-4 мл крахмального
клейстера, а в пробирку №6 - 1мл слюны.
4) в пробирку №1 добавим 1 мл натуральной слюны, в пробирку №2 - 1
мл тщательно прокипяченной слюны, в пробирку №3 - 1 мл дистиллированной воды, в пробирку №4 - 1 мл соляной кислоты и 1 мл слюны.
Эти пробирки (№1,2,3 и 4) поставьте в водяную баню при температуре
38 - 40 С.
71
№
1
2
3
4
5
Содержание
пробирок
Температура
5) пробирки №5 и 6 поставьте на лед или в снег. Через 10 мин перелейте содержимое пробирки №6 в пробирку №5 , которую вновь поставим
на лед.
6) через 10 - 15 мин выньте пробирки №1,2,3 и 4 из водяной бани. Половину содержимого каждой пробирки перельем в чистые пробирки, соответственно пронумеровав их: №1а;2а;3а;4а.
7) содержимое пробирок №1,2,3 и 4 испытаем на присутствие крахмала.
Для этого в каждую пробирку прибавим по 2-3 капли раствора йода. Интенсивное окрашивание в синий цвет свидетельствует о присутствии
крахмала.
8) содержимое пробирок №1а,2а,3а,4а исследуйте на присутствие сахара. Для его обнаружения прибавьте в эти пробирки по 1 мл реактива
Фелинга. Каждую пробирку нагреем на спиртовке до кипения (держать
над огнем надо не дно, а участок несколько наклоненной пробирки на
уровне верхней половины содержимого). Если хотя бы часть крахмала
расщепилась до глюкозы, происходит восстановление гидрата окиси
меди в закись, которая образует оранжево - красный осадок.
9) возьмем со льда пробирку №5,половину ее содержимого вольем в чистую пробирку №5а. Проведем пробы на присутствие крахмала (в пробирке №5) и сахара (в пробирке №5а).
Вареный
38крахмал+слюна 40С
Вареный
крамал+
прокипяченная
слюна
Вареный
крамал+
слюна+HCI
Вареный крахмал+вода
Сырой крахмал+слюна
Цвет
раствора
после
добавления
йода
бесцветный
Цвет
раствора
после добавления
реактива
Фелинга
кирпичнокрасный
осадок
Результаты
опыта
++
3840С
синий
синий
++
3840С
3840С
3840С
синий
синий
+
синий
синий
++
оранжевокрасный
осадок
синий
++
бесцветный
Вареный
холод синий
крахмал
7 Слюна
холод синий
Вывод. В результате работы установлено:
6
72
++
1. Слюна содержит фермент амилазу, что подтверждают опыты в пробирках №1,4,5,6.
2. Амилаза обладает свойствами:
а) при кипячении разрушается и теряет свои ферментативные свойства, так как является белком
б) действует на сложный углевод - крахмал, который превращает в
солодовый сахар (мальтозу)
в) проявляет свои ферментативные свойства в щелочной среде и
температуре 38-40С.
г) сырой крахмал в воде растворим слабо, крахмальные зёрна не
разрушены фермент действует медленно.
Работа №2
«Исследовать влияние кислотности среды на активность амилазы»
Цель работы: Исследовать активность амилазы при различных
значениях рН среды.
Материалы: реактив Бенедикта, буферные растворы с pH 3, 5 , 7 ,
9 и 11 ,водяная баня с температурой 38С, Бунзеновская горелка, асбест,
держатель для пробирок, штатив с пробирками, градуированные пипетки
на 5 мл, термометр, дистиллированная вода, исходный раствор слюны,
амилаза (такая же, как та, которая содержится в слюне).
Ход работы:
1) сполосните рот 5 мл дистиллированной воды и выплюньте эту воду.
2) наберите в рот 10 мл дистиллированной воды пополощите в течение
1 мин и эту жидкость соберите.
3) доведите объём этого раствора амилазы слюны до 40 мл дистиллированной воды.
4) проверьте растворы амилазы, крахмала и буферные растворы на присутствие в них редуцирующих сахаров с помощью реактива Бенедикта.
5) пометьте этикеткой "pH 3" одну из пробирок и внесите в нее 2мл раствора крахмала.
6) добавьте в ту же пробирку 2мл буферного раствора с pH 3 и тщательно перемешайте оба раствора.
7) прокипятите не менее 4мл раствора фермента и влейте 4мл этого
раствора в пробирку с соответствующей этикеткой.
8) в другую пробирку, также снабженную этикеткой, влейте 4мл раствора
фермента, не подвергавшегося кипячению; поставьте все три пробирки
на водяную баню и выждите некоторое время (около 1 мин) для того,
чтобы они успели нагреться до 38С.
9) влейте небольшое количество реактива Бенедикта в каждую из 11
пробирок и пометьте их цифрами 1-11. Три следующие операции (10-12)
провести очень быстро:
10) когда растворы на водяной бане примут ее температуру, влейте забуференый раствор крахмала в не кипяченный раствор фермента.
73
11) хорошо перемешайте оба раствора, переворачивая пробирку, а затем снова поставьте пробирку на водяную баню.
12) включите отсчет времени и сразу же перенесите небольшое количество реакционной смеси (примерно равное по объему взятому реактиву
Бенедикта) в пробирку 1.
13) на протяжении всего опыта энергично встряхивайте смесь.
14) по истечение 1 мин перенесите в пробирку 2 вторую порцию реакционной смеси (приблизительно того же объема, что и первая).
15) повторяйте ту же процедуру с интервалами 1 мин в течение еще 9
мин (т.е. заполните отобранными пробами пробирки 3-11).
16) отметьте для пробирок 1-11 продолжительность инкубации, требуемой для появления первых признаков положительной реакции Бенедикта (выпадения кирпично-красного осадка).
17) повторите тот же опыт с прокипяченным раствором фермента, начиная от п. 7.
18) повторите весь опыт целиком с каждым из остальных буферных
растворов.
19) постройте график зависимости времени гидролиза от pH и. Объясните полученные результаты.
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Содержимое пробирки
Крахмал
Крахмал+прокипячённая амилаза
Крахмал+амилаза
Крахмал+прокипяченная амилаза
Крахмал+амилаза
Крахмал+прокипяченная амилаза
Крахмал+амилаза
Крахмал+прокипяченная амилаза
Крахмал+амилаза
Крахмал+прокипяченная амилаза
Крахмал+амилаза
рН раствора
3,0
3,0
5,0
5,0
7,0
7,0
9,0
9,0
11,0
11,0
Время
9,1 мин
5,2 мин
7,8 мин
10,7
мин
Вывод. В результате работы № 2 установлена зависимость активности фермента амилазы от pH среды. Наибольшая активность амилазы
при pH = 7,00 (опыт, пробирка № 7), продолжительность инкубации 5,2
мин. При pH=5,00 (пробирка № 5) продолжительность инкубации возрастает на 3,9 минуты. При pH = 9,00 (пробирка № 9) возрастает по сравнению с пробиркой № 7 на 1,4 минуты. Результат в пробирке № 11 pH =
11,00 реакция инкубации 10,7 минут, что на 5,3 минут больше, чем в
пробирке № 7. При pH = 3,00 выпадение кирпично-красного осадка не
происходит, видимо фермент денатурирует и своих ферментативных
свойств не проявляет. В пробирках №№ 2,4, 6,8,10 так же не происходит
выпадение осадка, амилаза при кипячении разрушается и становится не
74
возможным превращение крахмала в сахар. Температурный режим во
всех пробирках был одинаков.
При pH = 7,00 реакция превращения крахмала в сахар протекает с
максимальной скоростью. Поэтому оптимальным значением кислотности
среды для амилазы является рН - 7,00
Работа №3
"Изменение питательных веществ в кишечнике"
Материалы: желчь, вода, растительное масло.
Цель работы: исследовать влияние желчи на устойчивость жировой эмульсии.
Ход работы:
1) нальём 10 мл подсолнечного масла и добавим в него 30 мл воды.
2) тщательно встряхнём содержимое пробирки , в результате жидкость
приобретет белый цвет но ненадолго.
3) к смеси подсолнечного масла и воды добавим 5-6 каплей желчи.
4) после этого резко встряхнём пробирку.
5) образуется эмульсия жира в растворе желчи, которая держится значительно дольше.
Вывод: желчь способствует образованию эмульсии жиров и сохранению ее устойчивости. Это обеспечивает доступность жиров действию
липаз и их эффективное переваривание. Жиры, расщепляет на мелкие
частицы для более активного действия липазы. Тем самым доказана
функциональная взаимосвязь между печенью и поджелудочной железой.
Работа №4
"Переваривание белков ферментами желудочного сока"
Материалы:
штатив с пробирками; спиртовка; водяная баня;
термометр; песин или натуральный желудочный сок; углекислый кальций; 0,5-процентный раствор соляной кислоты; лакмусовая бумага; фибрин; дистиллированная вода; карандаш для стекла.
Цель работы: исследовать влияние фермента желудочного сока
пепсина на белок фибрин. Исследовать свойства фермента, определить
специфичность работы ферментов жел. сока
Ход работы:
1) приготовим четыре занумерованных пробирки. Нальем в пробирки
№1 и 2 по 2-3 мл кислого желудочного сока (или пепсина). В пробирку №
3 налейте 2-3 мл нейтрального желудочного сока ( или раствора пепсина
в воде). В пробирку №4 нальем 2-3 мл 0,5 - процентного раствора соляной кислоты.
2) содержимое пробирки №2 прокипятим.
3) убедимся с помощью лакмусовой бумаги в реакции среды в каждой пробирке. Положим в каждую пробирку по небольшому комочку фибрина.
Поставим пробирку на 20 мин в водяную баню при температуре 38-40 С.
75
4) понаблюдаем за ходом опыта, отмечаем, что происходит с фибрином
в каждой пробирке.
№ Содержание пробирок
Изменения
фибрина
1
Фибрин+жел. сок
Фибрин
исчез
2
Фибрин+жел. сок
Фибрин
набухает
3
Фибрин+нейтр. жел. сок
Не изменился
4
0,5% р-р НСl
Нет фибрина
Причины
наблюдаемых
изменений
Расщепился под
действием фибрина
Пепсин
разрушен,
фибрин
набух под действием соляной
кислоты
Пепсин не действует
---------------------
Вывод: в результате работы №4 установлено:
1. Жел. сок содержит пищеварительный фермент пепсин (пробирка
№1);
2. Пепсин обладает св-ми:
а) действует на белок, расщепляет его до пептидов (пробирка №1);
б) при кипячении расщепляется и теряет свои ферментативные св-ва
(пробирка №2);
в) действует только в кислой среде (пробирка №3).
Работа №5
"Обнаружение химозина в желудочном соке"
Материалы:
штатив с пробирками; спиртовка; водяная баня;
термометр; натуральный желудочный сок; углекислый кальций; слабый
раствор двууглекислой соды; молоко; красная лакмусовая бумага.
Цель работы: обнаружить химозин в жел. соке.
Ход работы:
1) часть желудочного сока (4-5 мл) доводим до щелочной реакции прибавлением углекислого кальция или слабого раствора двууглекислой
соды. Отфильтруем полученный раствор.
2) приготовим три пронумерованные пробирки. Нальем 0,5 мл желудочного сока в пробирку №1 и по 0,5 мл желудочного сока, обработанного
углекислым кальцием, в пробирки №2 и 3.Содержимое пробирки №3
тщательно прокипятим. Добавим во все пробирки по 5-6 мл молока.
3) поставим пробирки в водяную баню при температуре 38-40 С.
4) понаблюдаем за ходом опыта. Створаживание молока быстро происходит в пробирке №1, где химозин находится в кислой среде, и в про76
бирке №2, где он находится в нейтральной среде. В пробирке №3, где
фермент разрушен кипячением, свертывание отсутствует.
Изменения
молока
Причины
№
Содержание
Температура
наблюдаемых
пробирок
наблюдений
1 Молоко+0,5
38-40С
Молоко быстро Химозин деймл.жел.сока
сворачивается
ствует в кислой среде
2 Молоко+0,5
38-40С
Молоко створа- Химозин деймл.нейтр.
живается
ствует и в щежел.сока
лочной среде
3 Молоко+0,5 мл. 38-40С
Не
створажи- Фермент раснейтр.жел.сока
вается
щеплен кипя(прокипячено)
чением
Вывод: В результате работы № 5 установлено:
1. Желудочный сок содержит сычужный фермент - химозин;
2. Свойства химозина:
- действует на казеин молока;
- при кипячении разрушается и теряет свои ферментативные
свойства;
- в отличие от пепсина действует и в кислой и в нейтральной
среде.
Вывод
В результате проведенной работы я убедился в наличии пищеварительных ферментов в слюне (амилаза) и желудочном соке (пепсин и химозин). Установил, что ферменты обладают следующими
свойствами:
1. Являются биологическими катализаторами, то есть ускоряют
реакции:
Крахмал+вода амилаза Мальтоза
Белок
пепсин
Молоко
химозин
Пептиды
Казеин
2. Ферменты действуют только на определенные субстраты, обладают специфичностью.
3. Ферменты действуют только при определенных условиях:
- температура тела
- среда кислая для пепсина
- среда кислая и нейтральная для химозина
- щелочная, опт.0,7 для амилазы
4. Ферменты – белки при кипячении разрушаются и теряют свои
ферментативные свойства.
77
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие………………………………………………………………………..3
Основные идеи экспериментальной деятельности
«Формирование естественнонаучного мировоззрения на основе
эволюционно-синергетической парадигмы»………………………………….3
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
Методологические и методические основания по определению
содержания и структуры урока биологии «Самоорганизация
живых систем»……………………………………………………………………..7
ПРИЛОЖЕНИЕ №2
Урок биологии в 10 классе: “Биоэнергетика клетки”
(продолжение, 2 часть)…………………………………………………………...9
ПРИЛОЖЕНИЕ №3
Положение о Математической школе…………………………………….…..14
Положение о Физической школе………………………………………………16
Положение об экологической школе………………………………………….18
ПРИЛОЖЕНИЕ №4
Междисциплинарный факультативный курс (МДК) и пути
его реализации (программа и методические рекомендации)…………….19
ПРИЛОЖЕНИЕ №5
Конспект занятия курса МДК в 9 классе «Симметрия
в окружающем нас мире»……………………………………………………….43
ПРИЛОЖЕНИЕ №6
Из опыта работы физической школы
(интересные задачи по физике)…………………………………………….…49
ПРИЛОЖЕНИЕ №7
Исследовательские работы учащихся «Научные аспекты скрипичного
звука», «Роль ферментов в пищеварении»………………………………….53
78