Программа курса естествознания

для гуманитарного профиля

среднего (полного) общего образования

(10-11 классы)

Пояснительная записка

Программа курса естествознания для классов гуманитарного профиля

разработана коллективом учителей кафедры естественнонаучных дисциплин ГОУ

Гимназии № 1531 "Лингвистическая" Департамента образования г. Москвы в

соответствии с Федеральным компонентом образовательного стандарта по естествознанию и с опорой на Примерную программу среднего (полного) общего образования по естествознанию.

Разработанная программа рассчитана на 210 учебных часов (по 3 часа в неделю в 10 и 11 классах) в соответствии с Московским базисным учебным планом.

Предлагаемая в программе последовательность изучения разделов и тем, а также распределение учебных часов по разделам курса позволяет, с одной стороны, реализовать цели естественнонаучного образования, сформулированные в Стандарте среднего (полного) общего образования по естествознанию, а, с другой стороны, учесть непростую ситуацию с методическим и кадровым обеспечением преподавания данного курса. Большинство разделов курса можно отнести к одной из основных естественных наук – физике, химии или биологии. Таким образом, преподавание курса ведут два учителя гимназии - физик и биолог-химик. В условиях отсутствия учебников и УМК по естествознанию основными пособиями для учащихся при таком распределении тем являются базовые школьные учебники по физике, химии и биологии. В то же время в программу включены меж- и метадисциплинарные темы, обеспечивающие необходимую степень интеграции.

Так, например, изучение курса начинается с темы "Естественнонаучная картина мира", включающей в себя вопросы единства законов природы и методов их познания, а завершается темой "Наиболее общие свойства и закономерности природных систем".

Учебные часы распределены по темам таким образом, что I и II триместры учебного года (сентябрь-февраль) в 10 классе преподавание курса ведет учитель физики, а в 11 классе – учитель биологии-химии. В III триместре учебного года (март-май) в 10 классе преподавание ведет учитель биологии-химии, а в 11 классе – учитель физики. Переход классов от одного учителя к другому совпадает не только с логическим завершением изучения тем, но и с аттестацией учащихся, которая проводится по триместрам. Кроме того, одновременный переход преподавания курса от одного учителя к другому позволяет безболезненно решить проблему тарификации учителей – каждому тарифицируется нагрузка 3 часа в неделю на протяжении всего учебного года.

Так как в Обязательный минимум основных образовательных программ Стандарта по естествознанию включено проведение простых исследований, наблюдений и анализ ситуаций, связанных с повседневной жизнью человека, данная программа включает в себя деятельностную и компетентностную составляющие, которые реализуется лабораторными и практическими работами, имеющими исследовательский и/или прикладной характер, а также семинарскими занятиями, предполагающими обращение к различным информационным ресурсам.

Преподавание данного курса обеспечивается следующими методическими пособиями:

для учащихся:

Г.Л. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. Физика: учебник для 10- классов общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение;

О.С. Габриелян, Г.Г.Лысова. Химия: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа;

Д.К.Беляев. Общая биология: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение.

для учителя:

А.А. Горелов. Концепция современного естествознания: пособие для вузов. – М.: Владос, Л.А. Друянов. Законы природы и их познание. – М.: Просвещение, Дж. Хассард. Уроки естествознания. – М.: Экология и образование, Л.В.Тарасов. Физика в природе. – М.: Просвещение, М. Руттен. Происхождение жизни. – М.: Мир, Н.Грин, У Страут, Д. Тейлор. Биология, т. 1-3. – М.: Мир, А.В. Кулев. Общая биология: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений. – С-П.: Паритет.

Мультимедийные продукты пр-ва Физикон "Открытая физика" и "Открытая астрономия" журналы "Химия и жизнь", "Естествознание в школе" Интернет-сайты: www.fisicon.ru, www.n-t.org и др.

Содержание программы 10 класс (102 ч) Естественнонаучная картина мира (12 ч.) Естественные науки, их общность и отличия. Естественнонаучные методы познания. Естественнонаучные исследования. Физические величины и их измерение. Галилей и Ньютон – родоначальники естественнонаучного метода познания. Единство законов природы во Вселенной. Микромир, макромир, мегамир.

Пространственно-временные характеристики объектов. Системный подход в естествознании. Эволюция естественнонаучной картины мира. Научные открытия и развитие техники и технологии.

Лабораторные работы: «Изучение свободного падения тел», «Измерение больших и малых расстояний».

Семинарское занятие: «Галилей и Ньютон – родоначальники естественнонаучного метода познания».

Дискретное строение вещества (24 ч.) История атомистических учений. Основные положения МКТ и их опытное обоснование. Объяснение свойств агрегатных состояний вещества на основе атомно–молекулярных представлений. Фазовые переходы. Плавление и кристаллизация, парообразование и конденсация. Круговорот воды в природе.

Климат (особенности тепловых свойств воды). Использование физических свойств веществ в технике, для записи, хранения и воспроизведения информации. Жидкие кристаллы.

Строение атома. Электронная оболочка атома. Атомное ядро. Изотопы.

Элементарные частицы. Энергия связи. Радиоактивность. Реакции деления и синтеза ядер. Ядерная энергетика. Биологическое действие радиоактивного излучения.

Радиоактивные излучения и их воздействие на организм человека.

Лабораторные работы: «Изучение последовательного и параллельного соединения пружин», «Изучение поверхностного натяжения жидкостей», «Изучение особенностей перехода между жидким и твердым агрегатными состояниями для кристаллических и аморфных тел».

Практическая работа: «Измерение радиационного фона дозиметром»

Семинарские занятия: «Использование физических свойств веществ в технике, для записи, хранения и воспроизведения информации. Жидкие кристаллы», «Радиоактивное излучение и их воздействие на организм человека».

Теории близкодействия и дальнодействия. Гравитационное поле. Движение в гравитационном поле. Искусственные спутники Земли. Электрический заряд.

Электрическое поле. Электрический ток. Действие электрического тока. Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции. Электромагнитное поле. Принцип получения переменного электрического тока. Генератор переменного электрического тока. Передача и использование электроэнергии. Передача и использование электроэнергии. Проблемы энергосбережения. Вклад Фарадея и Максвелла в создание теории электромагнитных явлений. Электромагнитное поле.

ЭМВ. Опыты Герца. Распространение ЭМВ: отражение и преломление, дифракция и интерференция. Шкала ЭМВ: низкочастотное излучение. Радиоволны. Шкала ЭМВ:

инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское излучения. Шкала ЭМВ: жесткое электромагнитное излучение. Электромагнитные явления в живых организмах.

Лабораторная работа: «Изучение явления электромагнитной индукции»

Семинарские занятия: «ИСЗ», « Передача и использование электроэнергии», Проблемы энергосбережения», «Влияние физических полей на организм человека».

Зарождение квантовой физики. Гипотеза Планка. Свойства света.

Фотоэффект. Фотоны. Применение фотоэффекта. Постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомом. Квантование энергии. Спектры. Спектральный анализ.

Принцип действия и использование лазера. Оптическая спектроскопия как метод изучения состава вещества. Корпускулярно-волновой дуализм. Единство природы.

Лабораторные работы: «Изучение явления фотоэффекта», «Изучение дисперсии и дифракции спектра видимого излучения».

Семинарское занятие: «Оптическая спектроскопия как метод изучения состава вещества».

Химическое вещество и химическая реакция (16 часов) Волшебный мир молекул. Химические элементы. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение электронных оболочек атома и свойства химических элементов. Виды химической связи. Валентность. Природа химической связи. Типы кристаллических решеток. Свойства и основные типы химических реакций. Окислительно-восстановительные реакции и их роль в нашей жизни. Тепловой эффект химической реакции. Горение. Химические реакции в энергетике и технике. Экологические проблемы, связанные со сжиганием химического топлива. Время в химии. Скорость химической реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия – принцип Ле Шателье.

Практическая работа: «Исследование зависимости скорости химической реакции от различных факторов».

Природные и синтетические соединения (15 часов) Классификация химических элементов. Связь между строением молекул и свойствами веществ. Классы органических соединений.

Природные и синтетические полимеры. Белки как важнейшие природные полимеры. Искусственные и синтетические волокна. Эластомеры (каучук и резина).

Полимеры в строительстве. Органические красители. Возможность получения новых материалов с заданными свойствами. Общая характеристика и классификация поверхностно-активных веществ (ПАВ) и синтетических моющих средств (СМС). Экологические проблемы, связанные с использованием новых материалов. Природные и синтетические соединения»

Практическая работа: «Распознавание пластмасс и волокон», «Эффективное и безопасное использование средств бытовой химии»

Клеточное строение живых организмов (21 час) Клетка-единица строения и жизнедеятельности организма (клеточная теория).

Неорганические вещества и их роль в жизнедеятельности клетки. Органические вещества клетки: углеводы и липиды. Строение и функции белков. Денатурация белков.

Ферменты и ферментативные реакции. Нуклеиновые кислоты. АТФ.

Проблемы рационального питания. Биохимическая основа никотиновой, алкогольной и наркотической зависимости. Мембранные органеллы клетки.

Немембранные органеллы клетки. Ядро. Строение клеток прокариот и эукариот.

Обмен веществ и превращения энергии в клетках. Энергетический обмен веществ.

Пластический обмен веществ. Фотосинтез. Размножение клеток. Митоз. Амитоз.

Мейоз. Формы размножения организмов. Бесполое и половое размножение.

Оплодотворение и индивидуальное развитие организмов. Взаимоотношение клеток в многоклеточном организме Лабораторные работы: «Исследование каталитической активности ферментов», «Наблюдение стадий митоза в клетках корешка лука», «Строение клеток растений и животных».

Практические работы: «Денатурация белков», «Анализ рациона питания с точки зрения химического состава пищи».

ДНК-носитель наследственной информации. Структура молекулы ДНК.

Современное представление о гене. Геном человека. Генетический код. Матричное воспроизводство белков (биосинтез белка). Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя. Генотип и фенотип. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя. Генетика пола. Взаимодействие генотипа и среды при формировании признака. Изменчивость и ее виды. Причины возникновения и искусственное получение мутаций. Наследование дифференцированного состояния клеток. Химерные и трансгенные организмы. Индивидуальное развитие и проблема рака. Наследственная изменчивость человека. Генетически обусловленные заболевания и возможность их лечения. Вирусы и механизм вирусных заболеваний.

Принцип действия некоторых лекарственных препаратов. Клеточная и генная инженерия. Клонирование. Этические проблемы, связанные с развитием биотехнологий, основанных на генной инженерии Практические работы: «Составление родословных и их анализ», «Средства профилактики некоторых вирусных заболеваний».

Эволюция и биосистемная организация жизни (24 часа) Развитие эволюционных представлений (додарвиновский период). Теория эволюции органического мира Дарвина. Биологический вид: его критерии и структура, популяция. Наследственность и изменчивость. Искусственный отбор.

Борьба за существование. Естественный отбор. Адаптация как результат взаимодействия факторов эволюции. Сущность жизни. Представление о возникновении жизни на Земле. Развитие жизни в архее, протерозое (образование биологических мономеров, полимеров, формирование мембранных структур и эволюция пробионтов). Развитие жизни в палеозое, мезозое, кайнозое.

Многообразие органического мира. Классификация организмов. Развитие взглядов на происхождение человека. Доказательства происхождения человека от животных. Антропогенез (австралопитек, неандерталец, кроманьонец).

Биосистемная организация жизни: клетка, организм, популяция, экосистема.

Приспособления организмов к влиянию различных экологических факторов.

Биосфера и её границы. Биомасса поверхности суши и океана. Круговорот веществ и превращения энергии в биосфере. Глобальные экологические проблемы и пути их решения. Радиация, её последствия. Последствия глобального потепления и «парникового эффекта». Личная ответственность человека за охрану окружающей среды.

Лабораторные работы: «Выявление изменчивости у организмов», «Выявление приспособлений у организмов к среде обитания».

Практическая работа: «Формы личного участия в охране окружающей среды».

Семинарское занятие: «Эволюция органического мира».

Эффект Доплера и расширение Вселенной. Большой взрыв. Возможные сценарии эволюции Вселенной. Строение и эволюция галактик. Эволюция и энергия горения звезд. Строение и эволюция звезд. Нейтронные звезды черные дыры.

Образование планетных систем. Солнечная система. Эволюция Земли.

Семинарские занятия: «Нейтронные звезды и черные дыры», «Методы астрофизических исследований».

Наиболее общие свойства и закономерности природных систем (22 ч.) Энергия. Связь энергии и массы. Закон сохранения энергии. Процессы преобразования энергии в живой природе. Процессы преобразования энергии в неживой природе. Случайные процессы, вероятностные закономерности. II начало термодинамики. Необратимый характер тепловых процессов. Энтропия как мера беспорядка. Информация и информационные процессы. Информационные процессы в биологических системах.

Информационные процессы в технических и социальных системах. Зрение – информационная система. Эволюция как всеобщий принцип и эволюция с точки зрения физики. Химические и биологические уровни эволюции. Социальная эволюция.

Системность-случайность и порядок-беспорядок. Самоорганизация, нелинейность, синергетика. Общие представления о синергетике. Биосфера, роль человека в сохранении и равновесии биосферы. Глобальные экологические проблемы. Ответственность человека за охрану окружающей среды Семинарские занятия: «Зрение – информационная система», «Глобальные экологические проблемы».

Конференция "Фундаментальные идеи и открытия естествознания, определяющие современную естественнонаучную картину мира»

Требованиях к уровню подготовки выпускников, которые полностью соответствуют стандарту по естествознанию. Рубрика «знать/понимать» включает перечень знаний, которые должны усваиваться и воспроизводиться учащимися.

Рубрика «уметь» включает требования по овладению более сложными видами деятельности: приводить примеры, объяснять, выдвигать гипотезы и предлагать пути их проверки, делать выводы, работать с естественнонаучной информацией. В рубрике «использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни» представлены требования, выходящие за рамки учебного процесса и нацеленные на решение разнообразных жизненных задач.

Наряду с этим, реализация программы должна способствовать формированию у учащихся и других общеучебных умений, навыков, универсальных способов деятельности, таких как:

перевод информации из одной знаковой системы в другую (из графиков, формул в текст, из текста в таблицу, из аудиовизуального ряда в текст и др.);

использование мультимедийных ресурсов и компьютерных технологий для обработки и передачи информации, презентации результатов деятельности;

способность развернуто обосновывать суждения, давать определения, приводить доказательства, подтверждать примерами сделанные утверждения;

навыки организации и участия в коллективной деятельности, включая постановку общей цели и определение средств ее достижения, конструктивное восприятие иных мнений и идей, учет индивидуальных черт партнеров по деятельности, объективную оценку своего вклада в общий результат.

В наиболее сжатом виде ожидаемые результаты изучения естествознания в соответствии с данной программой могут быть сформулированы следующим образом:

способность выпускников ориентироваться в современных научных понятиях и информации естественнонаучного содержания;

овладение элементами исследовательского метода и способами переработки информации;

умение использовать естественнонаучные знания в повседневной жизни и ситуациях общественной дискуссии.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ

В результате изучения естествознания ученик должен знать/понимать смысл понятий: естественнонаучный метод познания, электромагнитное поле, электромагнитные волны, квант, эволюция Вселенной, большой взрыв, Солнечная система, галактика, периодический закон, химическая связь, химическая реакция, макромолекула, белок, катализатор, фермент, клетка, дифференциация клеток, ДНК, вирус, биологическая эволюция, биоразнообразие, организм, популяция, экосистема, биосфера, энтропия, самоорганизация;

вклад великих ученых в формирование современной естественнонаучной картины мира;

приводить примеры экспериментов и/или наблюдений, обосновывающих:

атомно-молекулярное строение вещества, существование электромагнитного поля и взаимосвязь электрического и магнитного полей, волновые и корпускулярные свойства света, необратимость тепловых процессов, разбегание галактик, зависимость свойств вещества от структуры молекул, зависимость скорости химической реакции от температуры и катализаторов, клеточное строение живых организмов, роль ДНК как носителя наследственной информации, 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 для: развития энергетики, транспорта и средств связи, получения синтетических материалов с заданными свойствами, создания биотехнологий, лечения инфекционных заболеваний, охраны окружающей 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, интернет-ресурсах, научно-популярной литературе: владеть методами поиска, выделять смысловую основу и оценивать достоверность информации;

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

оценки влияния на организм человека электромагнитных волн и радиоактивных излучений;

энергосбережения;

безопасного использования материалов и химических веществ в быту;

профилактики инфекционных заболеваний, никотиновой, алкогольной и наркотической зависимостей;

осознанных личных действий по охране окружающей среды.