«Архимед»

Программа «Архимед» призвана углубить теоретические знания и расширить практические навыки учащихся в области естествознания (экология, химия, физика). Кроме теоретических, предметных знаний и экспериментальных умений ученики получают навыки исследовательской работы, что обеспечивается разделом программы «Исследовательская ученическая работа».

Курс рассчитан на 2 года обучения по 4 часа в неделю, и того 144 часа в год.

В течение первого года обучения ученики разрабатывают не менее 1 учебного исследовательского проекта (индивидуально, либо группой не более 2-х человек), результатом успешного освоения курса считается защита проекта на конференции не ниже муниципального уровня.Промежуточный контроль теоретических знаний осуществляется с периодичностью не реже 2-х раз в месяц при помощи тестов.Оценка результатов дополнительного образования обучающихся проводится на основе модели независимой оценки по 50-балльной шкале.

Лучшие исследовательские проекты участвуют в конкурсах в Москве, Санкт-Петербурге, Сарове, Брянске.

Выпускники программы побеждали в конкурсах: "Ученые будущего"(МГУ, Интел), "Балтийский научно-инженерный конкурс«(ИТМО, СПбПУ им. Петра Великого, Интел), «Юниор» (НИЯУ МИФИ, Интел), Международной экологической конференции (БГИТУ), конкурсах мед.университетов Курска и МГМУ имени И.М. Сеченова (Москва) и других

Педагоги

Симунина Ольга Николаевна, п.д.о. высшей квалификационной категории, преподаватель по спец. "химия и биология"

Содержание программы

1-ый год обучения.

Введение в образовательную программу (16часов)

Теоретические и практические задачи курса. Техника безопасности в рамках работы по программе. Техника безопасности при работе с компьютерной техникой и при выполнении эксперимента.

Методы экологических и биологических исследований. Экологические игры. Экология и охрана природы. Экологические общества. Экологические конференции.

Web – ресурсы, адреса интернет-сайтов для поиска информации. Ресурсы образовательного портала Центр развития электронных образовательных ресурсов.

Учебное и научное исследование. Клубы и общества юных исследователей. Конкурсы исследовательских работ школьников (областные, всероссийские, международные).

Как выбрать тему исследования? Объект и предмет исследования. Гипотеза, как сформулировать цели и задачи исследования?

Виды научного плагиата. Антиплагиатные программы. Конвенция, учреждающая Всемирную организацию интеллектуальной собственности (ВОИС)

Литературный обзор, правила оформления списка литературы.

План исследовательской работы, лабораторный журнал, фиксация результатов. Достоверность результатов исследования.

Структура работы. Как написать введение и заключение? Приложения.

Автореферат и тезисы.

Способы презентации работы. Публичная и стендовая защита. Правила оформления постера и комп. презентации. Публикации в научных издательствах.

 

Экологические и биологические объекты и принципы их изучения (80 час)

Что изучает экология? Понятие экосистема. Отличие Экосистемы от природного комплекса. Экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные. Структура экосистемы. Микроорганизмы, их роль в природе.

Почва, ее типы. Загрязнение почв. Воздействие человека на окружающую среду.

Лес, влияние человека на состояние лесных массивов. Вырубка лесов. 10 заповедей друзей леса. Загрязнение воздуха.

Сельскохозяйственная экология. Влияние используемых человеком удобрений на окружающую среду. Биологический способ борьбы с вредителями. Загрязнение почв. Охрана почв от загрязнений. Проблема отходов.

Проблема загрязнения водных ресурсов. Методы определения чистоты воды. Метод биоиндикации.

Экология человека: Окружающая среда и человек. Ритмы жизни. Скрытые возможности организма человека. Здоровый образ жизни. Рациональное питание. Взаимоотношения друг с другом. Химия и здоровье человека. Физика и здоровье человека. Микробиом человека.

Дом как среда обитания. Информационное загрязнение. Информация и психическое здоровье человека.

Социальная экология: Влияние хозяйственной деятельности людей на биосферу. Жизнь человека в городе. Твердые бытовые отходы. Отходы в России. Раздельный сбор мусора. Пущинский эксперимент. Мусор, который мы производим... «Мусор – это просто. Мусор – сложно». Работа в жюри конкурса поделок "Полезное из бесполезного".

Методы мониторинга водных объектов. Вода как фактор здоровья. Влияние человека на состояние водных объектов. Морфометрические характеристики водоема. Определение уровня загрязнения водных объектов методом биоиндикации С.Г. Николаева. Измерение параметров популяции моллюсков фильтрантов (перловиц и беззубок) для оценки способности малых рек к самоочищению. Определение уровня загрязнения воды в водоеме по состоянию растений семейства рясковые. Определение качества воды физико-химическим методом. Изучение грунта водоемов с помощью автографии на фотобумаге. Исследование водной растительности. Экологическое состояние малых рек. Мониторинг воздушной среды. Воздух. Состав. Роль атмосферы в природных процессах биосферы. Воздействие человека на состояние воздушной среды. Определение запыленности воздуха при помощи липкой ленты. Определение состояния воздушной среды по хвое сосны. Определение чистоты воздуха по лишайникам. Снег – индикатор чистоты воздуха. Изучение уровня загрязнения воздуха по автотранспорту.

Методы почвенного мониторинга. Почва. Ее состав и структура. Типы почв. Влияние деятельности человека на состояние почв. Эрозия, засоление почв. Взятие почвенных образцов. Определение состава и структуры почвы. Определение кислотности почвы. Качественное определение химических элементов в почве. Растения – индикаторы состояния почв.

Методы исследования природных сообществ. Мониторинг лесного фитоценоза. Мониторинг лугового фитоценоза. Мониторинг фауны лугов. Методика количественного учета птиц и расчета плотности их населения. Методы учета млекопитающих по следам. Геоботаническое описание растительности.

Разработка исследовательского проекта (20 час)

2-ой год обучения

Введение в образовательную программу (8часов)

Планирование работы на учебный год. Техника безопасности и правила лабораторного и исследовательского эксперимента. Международные детские исследовательские конференции и конкурсы: современные проблемы естествознания и пути их решения.

Погружение в мир физики (44час)

Физика и синергетика: термодинамика процессов. Энтропия.

Физика и биология: колебания и волны. Свет и глаз, звук и ухо, эхолокация; электричество и живые объекты. Влияние колебательных процессов на живые и неживые объекты. Периодические процессы в неживой природе.

Погружение в мир химии и биотехнологии (88 час)

Нелинейная динамика (синергетика) в химических, биологических и биотехнологических системах. Фракталы. Хаотические, динамические фракталы как механизм самоорганизации, возникновения порядка из хаоса. Числа Фибоначчи. Золотая пропорция.

Биоорганическая химия. Биологически активные вещества.

Влияние химических веществ на растения. Влияние химических веществ на микроорганизмы.

Разработка исследовательского проекта (20 час)

Оформление проекта. Составление компьютерной презентации проекта. Защита проекта.

 

 

 

Влияние химических веществ на грибы.

Синергетические механизмы обработки информации в нейросетях, процессов памяти и мышления и самоорганизации сознания, синергетика и логика, нейрокомпьютеры.

 

 

Оформление проекта. Составление компьютерной презентации (стендовой защиты) проекта. Защита исследовательского проекта.

Цели программы

Углубить знания по химии и технологии с целью обеспечения преемственности между общим и профессиональным образованием, а также более эффективной подготовки выпускников школы к освоению программ высшего профессионального образования.

 

Результат программы

Предполагаемые результаты освоения раздела «Строение вещества в моделях»:

учащиеся должны определять: электронное строение заданного элемента или простого иона,химический элемент и его свойства по электронной конфигурации атома; положение элемента в ПСХЭ по электронной конфигурации атома и наоборот, тип химической связи по формуле вещества, степени окисления атомов в молекулах неорганических веществ.

распознавать: атомы металлов, неметаллов, переходных элементов, благородных газов по их электронной конфигурации;различные виды химической связи в простых веществах и бинарных соединениях,главные типы молекулярных орбиталей; типы материалов по их физическим свойствам;

объяснять термины: массовое число, относительная атомная масса, изотоп, атомный номер, длина химической связи, энергия связи, энергия ионизации, энергия сродства к электрону, электроотрицательность; как электроотрицательность влияет на образование ионных и ковалентных связей; какое влияние оказывает химическая связь на:

а) размер и форму атомов, ионов, молекул;

б) пространственную структуру простых веществ и соединений;

в) физические и химические свойства простых веществ и соединений.

доказывать правильность сделанных учащимися выводов, обосновывать своё мнение, эффективность применяемых практических методов.

Учащиеся должны уметь применять специальные химические методы: растворение, методы очистки водных растворов, кристаллизация из пресыщенных растворов, метод встречной диффузии.

Предполагаемые результаты освоения раздела «Физическая химия и техника»:

учащиеся должны объяснять смысл терминов:

изолированная система, внутренняя энергия, теплота, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса, полезная работа, экзотермические и эндотермические реакции;

учащиеся должны уметь применять уравнение состояния идеального газа для вычисления относительной молекулярной массы газа, Закон Гесса для простейших расчетов изменений энтальпии, законы термодинамики для расчетов, уравнение Нернста, законы Фарадея для электро-технологических расчетов.

Особые условия проведения

Содержание курса модуля «Химия в действии» программы «Архимед» базируется на дисциплинах основной школы: физики и химии.

Курс рассчитан на учеников общеобразовательных школ и колледжей, имеющих базовые знания по физике и химии (9-10 класс), учащиеся 8 классов могут быть зачислены в индивидуальном порядке после успешного прохождения входного контроля знаний (тестирование).

 

Материально-техническая база

Электронно-вычислительная техника, видеопроектор, цифровой микроскоп, персональный компьютер (планшетный или ноутбук),  Altami VideoKit 3.2 или Altami Studio – программное обеспечение для управления цифровыми камерами, проведения измерений и автоматического анализа изображений, лабораторное оборудование для физико-химических экспериментальных работ.