Пусть лучше мой разум будет открыт сомнению, чем ограничен убежденностью. (Д. Спенс)
Задачи урока:
Сформулировать понятие “жизнь” с точки зрения естественнонаучного подхода, рассмотреть некоторые гипотезы происхождения жизни на Земле (включая научный и теологический подходы).
Дать возможность учащимся осознать мировоззренческое значение знаний по данной теме, сформировать собственное отношение к вопросу происхождения жизни в свете концепции устойчивого развития, в духе культуры мира и толерантности.
Развивать умения вести дискуссию, сравнивать, аргументировать свое мнение, делать выводы.
Оборудование: таблицы по ботанике, зоологии и анатомии; модель ДНК; портреты В.И. Вернадского, А.И. Опарина, Ф. Крика, П. Тейяра де Шардена; таблички с номерами столов; стакан сухого гороха; раздаточный материал на каждый стол (Приложения 1 - 4); лист оценки работы на уроке на каждого ученика (Приложение 5); аудиокассета с записью песни “Есть только миг” из к/ф “Земля Санникова” (слова Л. Дербенева, музыка А. Зацепина); калькулятор; выставка книг по теме.
Организация: за 2-3 недели до начала урока класс разбивается на несколько групп по количеству рассматриваемых гипотез. Используя различные источники информации, каждая группа готовит презентацию и защиту выбранной теории. На уроке каждая группа сидит за отдельным столом. Для активизации и стимулирования участников дискуссии вводится игровая “валюта”, роль которой выполняет горох: 1 горошина – 1 Мендель (в знак уважения к вкладу в науку выдающегося чешского ученого Грегора Менделя, который впервые использовал в своих исследованиях статистически-вероятностный метод и математические расчеты, превратив биологию в точную науку).
Ход урока
1 этап.
Звучит песня “Есть только миг”.
Учитель. Жизнь заполняет все уголки нашей планеты. Океаны, моря, озера, реки, горы, равнины, пустыни, даже воздух населены живыми существами. А что же такое жизнь? Что ассоциируется у вас с этим понятием? (Каждому ученику в классе предлагается произнести только одно слово. Появляется набор слов: рост, гамета, цветок, развитие, эмбрион, опыление, проросток, питание, ребенок, старение, семья, любовь и даже смерть, ненависть, болезнь и т.д.).
Давайте попытаемся сформулировать понятие “жизнь” с точки зрения биологии.
Затем на каждый стол раздаются и анализируются листы с определением жизни мыслителями разных эпох (Приложение 1).
2 этап.
Учитель. С тех пор, как человек начал задаваться вопросом, как возникла жизнь, прошло не меньше двух тысячелетий, возникло множество гипотез и предположений о зарождении жизни. Познание продолжается, вовлекая все новые идеи, методы и подходы, но, несмотря на грандиозные успехи современной науки, величайшая загадка: как появилась жизнь на нашей планете – так и остается неразгаданной. В современном естествознании существует ряд широко известных гипотез возникновения жизни:
- гипотеза стационарного состояния, согласно которой жизнь существовала всегда;
- гипотеза многократного самопроизвольного самозарождения жизни из неживого вещества;
- гипотеза, основанная на признании сверхъестественного происхождения жизни в результате акта божественного творения;
- гипотеза панспермии – внеземного происхождения жизни;
- гипотеза эволюционного возникновения жизни на Земле в ходе физической и химической эволюции и т. д.
Сегодня мы рассмотрим три из них. Теологический подход опирается на признание божественного толкования нерешенных вопросов теории происхождения жизни. Гипотезы панспермии и эволюционного возникновения жизни на Земле – варианты научного подхода к проблеме.
Прежде, чем приступить к обсуждению различных гипотез о происхождении жизни на Земле, необходимо обратить внимание на правила ведения дискуссии (Приложение 2) и критерии оценки работы в группах (Приложение 3).
Слово предоставляется аналитикам. (Ввиду использования различных источников информации от энциклопедических словарей и возможностей Интернет-технологий до научно-популярной литературы и СМИ старшеклассники могут по-разному строить свои выступления и защиту гипотез. Желательно, чтобы в выступлениях прозвучала следующая информация: авторы (сторонники), суть гипотезы, преимущества и достоинства данной теории; хорошо, если ученики могут выделить в “своей” гипотезе проблемы и недостатки).
Выступления учащихся (тезисное изложение)
Современная теология, используя фактологию науки (вещественный состав живого, генетический код и т.д.) при сохранении открытыми некоторых вопросов теории эволюции, пытается дать божественное толкование происхождения жизни. Наиболее интересным в этом плане является учение французского ученого, гуманиста, философа, палеонтолога и теолога Пьера Тейяра де Шардена. Его основной и обобщающий труд “Феномен человека” представляет стержень эволюции в виде схемы: преджизнь – жизнь – мысль – сверхжизнь. В природе нет рубежа, отмечающего начало жизни. Минеральный и одушевленный миры в масштабе микроскопического и еще ниже – бесконечно малого предстают как единая масса. Развитие же шло с момента появления планеты Земля в двух направлениях: кристаллизация и полимеризация. Таким образом, Земля врожденно несла в себе преджизнь, которая усложняясь в геометрической прогрессии, привела к появлению жизни в форме все более сложных организмов и человека. Для ученого мир – живой организм, пронизанный Богом и устремленный к совершенству. Воплощение этого тяготения – эволюция Вселенной, на вершине которой стоит человек. У корней эволюции ученый видит творческие силы (замысел Божий), которые как бы свернуты и постепенно разворачиваются в ходе развития. Конечная притягательная сила – вершина прогресса – “точка Омега” (символическое обозначение Бога), где суммируется в своем совершенстве и в своей целостности большое количество сознания. Мысль – грозный феномен. Мир взорвется, если не научиться любить. Поэтому религия должна открыть под Богом земные ценности, а науке необходимо открыть над миром место Бога, полагал Тейяр де Шарден. Его учение связано с концепцией ноосферного мировоззрения Э. Леруа, с идеями “русского космизма”, с именами В.И. Вернадского, В.С. Соловьева, С.Н. Булгакова. Эту идею позже развивали Н.Н. Моисеев, Н.В. Тимофеев-Ресовский, П.Г. Кузнецов.
Но данная теория во многом полагается на Библию, опирающуюся на представления о сотворении мира из древневавилонских и древнеегипетских мифов, продукта фантастики и мистицизма. Эти представления основаны на слепой вере в “промысел Божий” и предопределенность существования всего живого.
Гипотеза панспермии (Г.Э. Рихтер, 1865), согласно которой жизнь была занесена на Землю путем переноса спор жизни во Вселенной. Идея космического посева (из семени, которое существует “всегда и везде”) высказана еще в V веке до н.э. греческим философом Анаксагором. С. Аррениус считал, что споры жизни могут переноситься в космосе под действием светового давления (или метеоритами), а Ф. Крик и Л. Орджел привлекли для этого технику межзвездных перелетов разумных цивилизаций, опубликовав статью “Управляемая панспермия”. Доводы в пользу гипотезы:
- радиус нашей Галактики составляет около 105 световых лет, так что космический корабль, движущийся со скоростью 0,001 скорости света, мог занести жизнь на все планеты нашей Галактики;
- универсальный характер генетического кода;
- присутствие крайне редких элементов в земных организмах означает, что они имеют внеземное происхождение.
Теорию космического происхождения жизни разделяет и астроном Ф.Хойле, который считает, что простейшие микроорганизмы были занесены на нашу планету астероидами, отколовшимися от планет, на которых существовала жизнь. В пользу этой гипотезы говорят обнаруженные в составе двух метеоритов (Мори, 1950 год, шт. Кентукки, США и Мерчисон, 1969 год, Австралия) органические вещества: отдельные аминокислоты (7 видов) и некоторые жирные кислоты (17 видов).
Но до сих пор нет ни одного убедительного научного доказательства встречи с инопланетными существами и существования жизни на других планетах (включая современные исследования Марса).
Гипотеза эволюционного возникновения жизни на Земле в ходе химической эволюции (на основе эволюционных взглядов Ж.-Б. Ламарка и Ч. Дарвина) поддерживается убежденными сторонниками естественного происхождения жизни на Земле Э. Геккелем (1866, 1906), Ф. Энгельсом (1878), Н.А. Морозовым (1909), К.А. Тимирязевым (1912), К.Э. Циолковским (1922), А.И. Опариным (1924), В.И. Кузнецовым (1973) и др. Наибольшей популярностью пользуется гипотеза академика А.И. Опарина, по которой жизнь на нашей планете возникла в первобытном океане в результате абиогенного синтеза простых органических соединений, которые, взаимодействуя друг с другом, образовывали биополимеры – простые белки, нуклеиновые кислоты и т.д. Химическая эволюция в дальнейшем шла по пути образования многомолекулярных комплексов – коацерватов, основанных на свойстве растворов высокомолекулярных соединений в определенных условиях (например, в присутствии электролитов) расслаиваться на два несмешивающихся раствора разной концентрации. Коацерватные капли были способны захватывать из окружающей среды – “первичного бульона” – различные вещества и увеличиваться в размерах, при механическом воздействии - дробиться на отдельные капли. Часть этих капель имела примитивные катализаторы(энзимы). Взаимодействие молекулярного субстрата и катализатора уже означало возникновение простейшего метаболизма внутри протобионтов. Постепенная эволюция протобионтов осуществлялась в ходе своего рода “отбора” наиболее устойчивых к окружающей среде, что привело, в свою очередь, к появлению первичных живых одноклеточных организмов. С появлением клетки, способной к самовоспроизведению и обладающей системой мембран, начинается этап биологической эволюции, продолжающийся по сей день.
Но до сих пор остается загадкой механизм возникновения самовоспроизведения, хранения и передачи наследственной информации в процессе возникновения новых клеток. Что возникло раньше: нуклеиновая кислота или белок? Это новый вариант вопроса о курице и яйце.
3 этап.
Данный этап урока проходит в форме регламентированной дискуссии. Каждая группа может задавать вопросы любой другой группе, уточнять, опровергать, корректировать полученную информацию в рамках отведенного времени (например, одна минута на вопрос). Учитель или назначенный им ведущий в ходе работы вручает каждому выступающему заработанное количество Менделей (что сделает подсчет результатов в конце урока быстрым, наглядным, объективным).
По окончании работы каждый ученик заполняет лист оценки работы на уроке. (Приложение 5)
Затем избирается “счетная палата” (по 1 чел. от группы) для подведения итогов и определения рейтинга участников дискуссии. (Приложение 4)
4 этап.
Во время работы “счетной палаты” остальным учащимся предлагается принять участие в мозговом штурме “Новая гипотеза происхождения жизни на Земле”.
- Первые 2-3 минуты отводятся для обсуждения возможных гипотез в группах;
- Затем перечисляются все гипотезы, создается банк идей (идеи записываются на доске);
- 2-3 минуты предложенные гипотезы обсуждаются в группах;
- Коллективно критикуются все представленные гипотезы, вычеркиваются те из них, что не выдерживают критики;
- 2-3 минуты оставшиеся гипотезы обсуждаются в группах;
- Коллективно анализируются все оставшиеся гипотезы, выделяются самые убедительные;
- Определяется самая интересная и обоснованная идея-гипотеза (ее автор может повысить свой рейтинг дополнительным количеством заработанных Менделей).
Учитель. Итак, в ходе урока мы попытались сформулировать понятие “жизнь”, рассмотреть некоторые гипотезы происхождения жизни на Земле, сформировать и отстоять собственное мнение по вопросу происхождения жизни. Каковы ваши впечатления? (Рефлексия: каждому ученику в классе опять предлагается произнести только одно слово или краткое словосочетание, характеризующее его отношение к происходящему).
Как отмечает польский философ В. Луговски (1995), изучивший всю мировую литературу по вопросу происхождения жизни, во второй половине XX века было предложено 120 различных теорий и гипотез на эту тему. Надо признать, что сегодня нет гипотезы происхождения жизни, объясняющей все факты, которыми располагает наука к началу третьего тысячелетия.
На этом уроке мы не ставили себе целью доказать или опровергнуть какую-либо гипотезу. Самым важным для нас сегодня было научиться вести дискуссию, делать выводы, аргументировать свое мнение и уважать мнение другого человека. Только научившись открытому конструктивному диалогу при условии взаимоуважения и терпимости сторон к мнению друг друга, можно считать себя современным человеком, ставшим на путь движения человечества к устойчивому развитию.
5 этап.
Подведение итогов, оценка работы учащихся за урок.
Приложение 1.
Жизнь – это
- “питание, рост и одряхление” (Аристотель)
- “стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний” (Г. Тревиранус)
- “совокупность функций, сопротивляющихся смерти” (М. Биша)
- “химическая функция” (А. Лавуазье)
- “сложный химический процесс” (И.П. Павлов)
- “особая, очень сложная форма движения материи” (А.И. Опарин)
- “способ существования белковых тел, основным атрибутом которого является обмен веществ” (Ф. Энгельс)
- “форма движения материи, которая, возникнув из неупорядоченного вещества небиологической природы, существует как комплекс единых по происхождению, гетерогенных по большинству параметров, открытых самоорганизующихся, самовоспроизводящихся, морфобиологических систем; саморазвивается путем роста гетерогенности, выражающегося как в прогрессивной дивергентной эволюции при исторически преобразуемом отражении условий внешней среды, так и в форме индивидуальных онтогенезов при развитии особей каждого поколения; свойственные ей вещества (ДНК, РНК, белки) и энергия при единстве процессов синтеза и распада подчинены упорядоченному взаимодействию по сигналу исторически создаваемых программ, записанных в молекулярно-генетических структурах; обладает способностью к отражению, достигая высокой организации при наличии необходимых условий через осознаваемый труд, способно стать предпосылкой для появления высшей общественной формы движения материи, которая проявляет себя в виде надбиологического прогресса общества, преобразования мира человеком, познания им природы, самого себя” (Н.П. Дубинин)
- “макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии” (проф. В.Н. Ярыгин)
- “живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот” (М.В. Волькенштейн)
Приложение 2.
Правила дискуссии
Девиз: мнение можно изменить, истина неизменна.
Помнить, что каждый должен:
|
Каждому рекомендуется забыть, что: “Дважды два всегда четыре”; “Есть только два мнения: мое и неправильное”; “Начальство всегда право”. |
Приложение 3.
Критерии оценки работы в группах
1. Для объективной оценки результативности каждого участника дискуссии вводится игровая “валюта” номиналом 1 Мендель (1 горошина).
Параметры оценки:
- за презентацию гипотезы – до 5 Менделей;
- за вопросы, комментарии, аргументированную критику и т.п. – по 1 Менделю;
- за убедительность и доказательность защиты гипотезы – до 5 Менделей;
- за внешнюю оценку одноклассников - по 1 Менделю за каждый голос.
2. За нарушение правил ведения дискуссии и некорректность предусматриваются штрафные санкции, заносимые в таблицу (на классной доске), по следующей форме:
№ команды |
штрафные баллы |
№ 1 |
|
№2 |
|
№3 |
Приложение 4.
Шкала перевода оценочной позиции ученика в игровую валюту:
- 1 штрафной балл – 1 Мендель;
- позиция 1 “согласен” - 5 Менделей
- позиция 2 “частично согласен” - 4 Менделя
- позиция 3 “не могу определиться” - 3 Менделя
- позиция 4 “ не полностью согласен” - 2 Менделя
- позиция 5 “совсем не согласен” - 1 Мендель
Сводная ведомость оценки работы на уроке
имя, фамилия |
№ группы |
сумма на счете (Менделей) |
||||
личный счет |
лучшая защита |
лучшая оппозиция |
рейтинг гипотезы |
всего |
||
| 1. | ||||||
| 2. | ||||||
Примерные критерии оценки результатов:
Ученик, набравший максимальную сумму за урок, объявляется лидером дискуссии и в награду получает две отметки “5” за урок. Остальные отметки выставляются по принципу:
- те, кто набрал свыше 70% от суммы лидера, получают отметку “5”;
- от 50% до 70% от суммы лидера, получают отметку “4”;
- менее 50% от суммы лидера, получают отметку “3”.
Приложение 5.
Лист оценки работы на уроке
- Имя, фамилия _______________________________________________________
- Сумма на личном счете ___________________ Менделей
- Каков, по-вашему, рейтинг представленных гипотез? Поставьте любой знак в соответствующую графу.
- Кого Вы считаете лучшим защитником? ___________________________________
- А кого следует считать лучшим оппозиционером?___________________________
Рейтинг гипотезы
позиция |
гипотеза |
||
№1 |
№2 |
№3 |
|
| 1 согласен | |||
| 2 частично согласен | |||
| 3 не могу определиться | |||
| 4 не полностью согласен | |||
| 5 совсем не согласен | |||