Программа курса «Бионика» или «Учимся у природы»

Программа курса ориентирована на обучающихся в 9 – 11 классах, рассчитана на 35 ч.

Программа включает материал, не содержащийся в базовых программах. Программа курса содержит знания, позволяющие изучать биологию на более детальном и глубоком уровне, вызывающие познавательный интерес обучающихся с позиции бионики и профориентации.

Программа содержит все необходимое для реализации поставленных целей, способствует интеллектуальному, творческому, эмоциональному развитию старшеклассников, не создавая учебных перегрузок.

Программа предопределяет широкое использование современных педагогических технологий и ИКТ, активных методов и приемов обучения, которые помогают обеспечить связь между базовыми и углубленными знаниями по биологии.

Программа имеет пояснительную записку с четким обоснованием актуальности, важности и значимости курса. В программе конкретно определены цели и задачи, результаты обучения, методы проверки их достижимости, темы и задания семинаров, творческих работ, экскурсий, проектные исследования, планы проведения практических и лабораторных работ. Есть требования к знаниям, умениям и навыкам обучающихся. Тематическое содержание - полное и детальное. Программа содержит список литературы для учителя и учащихся, цифровых образовательных ресурсов, интерактивных наглядных пособий.

Предложенные учебно-методические и материально-технические средства делают программу реалистичной для выполнения.

Данная программа рекомендована к использованию в общеобразовательных учреждениях города.

Курс «Бионика» или «Учимся у природы» предназначен для учащихся 9 - 11 классов средних общеобразовательных школ и рассчитан на 35 ч. Курс основан на знаниях и умениях, полученных учащимися при изучении биологии и других учебных дисциплин естественно – научного цикла в средней школе, углубляет и расширяет их.

В наше время появилось самостоятельное направление в науке и технике, цель которого – использовать биологические знания для решения инженерных задач и развития техники. В своей практической деятельности человек использует в качестве моделей для конструирования сооружений и механизмов наиболее удачные приспособления живых организмов к среде их обитания.

Естественный отбор сохраняет структуры, наиболее совершенные в функциональном отношении и наиболее экономичные по затрате материала. В настоящее время все больше достижений биологических дисциплин находит применение в технике.

Это достигается средствами предметной интеграции, учитывающими интересы и познавательные возможности учащихся, приводящими к развитию их творческих способностей, связанных с потребностью к самообразованию.

Этот курс направлен на развитие интереса школьников к изучению биологии, географии, экологии и других наук о Земле.

• обучающие задачи: развитие познавательного интереса к предметам естественно - научного цикла; включение обучающихся в познавательную деятельность, приобретение определенных знаний, умений, навыков по бионике, развитие мотивации к выбору профессии;

• воспитательные: формирование общественной активности личности, гражданской позиции, культуры общения и поведения в социуме, навыков здорового образа жизни;

• развивающие: развитие личностных свойств - самостоятельности, ответственности, активности, аккуратности; формирование потребности в самопознании, саморазвитии.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ

естественнонаучный метод познания, бионика, эволюция Вселенной, биологическая эволюция, биоразнообразие, организм, популяция, экосистема, биосфера, ноосфера; вклад великих ученых в формирование современной естественнонаучной картины мира; значимость научных исследований В.И.Вернадского в области экологической геологии, минерологи, биосферы, ноосферы; вклад ученых Тамбовской области в развитие наследия В.И.Вернадского; роль специалистов определенных профессий в поддержании устойчивого развития общества.

• 
  приводить примеры экспериментов и/или наблюдений, обосновывающих: клеточное строение живых организмов, уровни организации живого, приспособленность организмов к среде обитания, эволюцию живой природы, превращения энергии и вероятностный характер процессов в живой и неживой природе, взаимосвязь компонентов экосистемы, влияние деятельности человека на экосистемы;
  
• 
  объяснять прикладное значение важнейших достижений в области естественных наук, бионике для: развития энергетики, транспорта и средств связи, получения синтетических материалов с заданными свойствами, создания биотехнологий, биоиндикации, охраны окружающей среды;
  
• 
  выдвигать гипотезы и предлагать пути их проверки; делать выводы на основе экспериментальных данных, представленных в виде графика, таблицы или диаграммы;
  
• 
  работать с естественнонаучной информацией, содержащейся в сообщениях СМИ, ресурсах Интернета, научно-популярных статьях: владеть методами поиска, выделять смысловую основу и оценивать достоверность информации;
  

• 
  оценки влияния на организм человека факторов среды;
  
• 
  энергосбережения;
  
• 
  безопасного использования материалов и химических веществ в быту;
  
• 
  профилактики заболеваний;
  
• 
  осознания личных действий по охране окружающей среды;
  
• 
  объяснения, почему человек представляет собой высшую степень развития живой природы
  

Строение и функции биологических мембран. Мембранные липиды. Белки в мембранном бислое. Клеточный иммунитет и межклеточные контакты. Мембраны регулируют жизнь клетки. Транспорт веществ через мембраны: диффузия, осмос, пассивный и активный транспорт. Биомембраны на службе человека.

Строение, происхождение и функции тканей животных и растений.

Внешнее и внутреннее строение, видоизменения, функционирование вегетативных и генеративных органов растения.

Строение и особенности функционирования физиологических систем органов животных. Основные процессы жизнедеятельности растительных и животных организмов. Особенности регуляции процессов жизнедеятельности у растений и животных.

Организм как единое целое.

Энергетика живого – открытая система. Проблемы биоэнергетики. Обобщение.

Ролевая игра – конкурс экологических консультационных фирм: «Экосистемный подход».

Лабораторный практикум (индивидуально) и по группам:

1. 
   Ткани растительных организмов (по группам).
   
2. 
   Ткани животных организмов (по группам).
   

особенности строения и проявления жизненных свойств на клеточном, тканевом, органном и организменном уровне организации живого.

распознавать и описывать основные части и органоиды клеток на таблицах, рисунках, схемах, при рассматривании микропрепаратов с использованием светового микроскопа;

сравнивать различные биологические объекты (клетки, ткани, органы, системы органов, организмы) и процессы, делать выводы на основе сравнения;

распознавать и описывать основные части и органоиды клеток на таблицах, рисунках, схемах, при рассматривании микропрепаратов с использованием светового микроскопа;

органы цветковых растений на живых объектах и таблицах;

органы и системы органов животных на моделях, муляжах, препаратах и таблицах;

изучать биологические объекты, проводить лабораторные наблюдения, ставить биологические эксперименты, описывать и объяснять результаты опытов; осуществлять самостоятельный поиск биологической информации в словарях, справочниках, научной и научно популярной литературе, сети Интернет;

составлять краткие тезисы выступлений, презентации по интересующим темам, представлять их аудитории.

Среды жизни. Приспособленность в живом мире. Стресс - реакция. Адаптация. Глобальные проблемы человечества. Городская среда обитания: плюсы и минусы. Живые организмы как биоиндикаторы.

1. 
   Жизнь в природных биогеоценозах.
   
2. 
   Изучение живых организмов в городской среде.
   

- работа по группам или индивидуально:

«Изучение приспособленности живых организмов к среде обитания».
Ход работы:

1. 
   Определите среду обитания предложенной особи (вариативность0 .
   
2. 
   Выявите черты приспособленности к среде обитания.
   
3. 
   Выявите относительный характер приспособленности.
   
4. 
   Используя знания о движущих силах эволюции, объяснять механизмы возникновения приспособлений.
   

среды жизни, абиотические условия для жизни различных сред обитания: оптимум, пессимум; толерантность; стресс – реакция; адаптация и виды приспособленности; экстремальные факторы: перегрузка, невесомость, электрические и магнитные поля, ионизирующая радиация; антропогенные факторы.

Используя знания о движущих силах эволюции, объяснять механизмы возникновения приспособлений;

Основные этапы развития экологической морфологии. Жизненные формы как общебиологическое понятие. Классификация жизненных форм. Проблемы экологической морфологии. Проблемы морфоэкологической эволюции. Прикладное значение экологической морфологии.

Может ли человек достичь того же, чего достигла живая природа? На протяжении всей своей истории человек учился у природы, создавая искусственные системы по типу природных.

Крупнейший греческий философ материалист Демокрит (около 460—370 гг. до н.э.).

Прародитель бионики - Леонардо да Винчи. Его чертежи и схемы летательных аппаратов. Моделирование орнитоптера.

Бионика - это самостоятельное направление в науке и технике, использующее биологические знания для решения инженерных задач и развития техники. Бионика занимается изучением биологических систем, их свойств, принципов и закономерностей и их использованием при создании искусственных систем.

Девиз бионики: «Живые прототипы – ключ к новой технике».

Бионика - наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов.

Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками - электроникой, навигацией, связью, морским делом и др.

Современная бионика - направление кибернетики, изучающее структуры и жизнедеятельность организмов с целью использования открытых закономерностей и обнаруженных свойств для решения инженерных задач и построения технических систем, приближающихся по своим характеристикам к живым организмам.

Основные направления работ по бионике:

• 
  изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных клеток (нейронов) и нейронных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика);
  
• 
  исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения;
  
• 
  изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике;
  
• 
  исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей.