Элективный курс для предпрофильного образования по биологии в 8–9-х классах на тему: "Как мозг учился думать"

1. Особенности курса.

Пояснительная записка.

Программы по биологии для общеобразовательных школ, гимназий и лицеев, существующие сейчас, не включают в базовый курс изучение физиологических механизмов избирательного восприятия внешнего мира.

Недосказанность вызывает у учащихся много вопросов, а в рамках программы на это время не отведено. Поэтому изучение данного курса определяется востребованностью.

Программа элективного курса “Как мозг учился думать” рассчитана на 14 часов (1 час в неделю для учащихся 8-го или 9-го классов). Программа предусматривает подробное изучение теории приспособительного поведения и физиологических адаптаций, рефлекторного механизма приспособительного поведения животных. Практическая направленность данной программы способствует закреплению умения выработки условных рефлексов, их торможения, анализу функциональных механизмов адаптаций.

Актуальность программы.

Программа дополняет и углубляет базовое предметное образование.

Позволяет интегрировать учение И. П. Павлова о рефлекторной деятельности головного мозга и теорию функциональных систем П. К. Анохина в целостную картину приспособительного поведения животных.

Учит определять:

1. исходную мотивацию у животных в конкретных условиях,
2. активный выбор раздражителей и включение сенсоров животными на основе исходной доминирующей мотивации,
3. прогнозировать поведение животных на основе синтетической теории приспособительного поведения.

Формирует умения самостоятельного исследования, обработки информации, проведения сравнительного анализа, постановки цели, обобщения, вывода, оформления работы и доказательного выступления.

Способствует повышению учебной мотивации, профессиональной ориентации.

Успешность курса.

Цели:

Учащиеся должны иметь представление:

1. Об отличии понятий “восприятие” и “чувство”.
2. Об инстинкте, видах инстинктов у животных.
3. О преобразовании ощущения в нервный импульс. О строении тельца Пачини.

Учащиеся должны знать:

4. Что такое рефлекс, рефлекторная дуга, участки дуги и их назначение.
5. Особенности условных и безусловных рефлексов.
6. Правила выработки и торможения условных рефлексов, их роль в приспособительном поведении.
7. Положения теории И. П. Павлова о рефлекторном механизме приспособительного поведения животных.
8. Положения теории функциональных систем П. К. Анохина об активном выборе раздражителя в зависимости от исходной доминирующей мотивации.

Учащиеся должны уметь:

9. Отличать рецептор и раздражитель, орган чувства и анализатор.
10. Определять участки рефлекторной дуги и составлять ее схему.
11. Отличать условные рефлексы от безусловных, определять их в деятельности и поведении животных.
12. Определять исходную мотивацию у животных в конкретных условиях, выбор раздражителей и включение сенсоров в работу.

Учащиеся должны владеть (иметь опыт):

13. Использовать знания о правилах выработки и торможении условных рефлексов в анализе приспособительного поведения животных, в выработке условных рефлексов и их торможении у животных на практике.
14. Проводить самостоятельную работу с источниками информации и сравнительный анализ, оформлять рефераты и доказательно выступать.
15. Проводить исследования, обрабатывать информацию, составлять план и алгоритм действий, вести дневник наблюдений.

Структура курса “Как мозг учился думать”.

Структура курса “Как мозг учился думать” состоит из 2-х модулей:

Модуль 1 “Физиология приспособительного поведения животных” (10 часов).

Цель: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12.

Модуль 2 “Практическая исследовательская работа и ее презентация” (4 часа).

Цель: 5,7,8,12,13,14,15.

Практические работы проводятся учащимися самостоятельно, индивидуально или группой. Выбор объекта исследования не ограничен. Алгоритм выработки условных рефлексов и развития торможения повторяются. Методика выполнения работы и последовательность действий прорабатываются. Дается заготовка для дневника наблюдений. Исследования проводятся дома. Чем разнообразнее объекты исследования, тем интереснее проходит презентация работ.

Содержание курса и учебная деятельность:

Тема 1:

Восприятие и чувство. Ощущение – эмоциональное состояние. Рефлекс. Рефлекторная дуга. Участки рефлекторной дуги. Рецептор. Анализатор. Раздражитель. Преобразователь. Строение и роль тельца Пачини.

Тема 2:

Безусловные рефлексы. Врожденное поведение. Рефлексы пищевые, ориентировочные, защитные. Инстинкт. Условные рефлексы.

Тема 3:

Приспособительное поведение. Теория И. П. Павлова о рефлекторном механизме приспособительного поведения. Угасание рефлексов. Торможение.

Тема 4:

Теория функциональных систем П. К. Анохина. Опережение реальных событий и оценка результатов поведения. Активный выбор раздражителей внешнего мира в зависимости от исходной доминирующей мотивации. Методики изучения приспособительного поведения у высших и низших животных. Кинез. Таксис. Временные связи. Метод перехвата.

Тема 5:

Практическая исследовательская работа и ее презентация:

Практическая работа № 1:

Выработка условных рефлексов у аквариумных рыбок: на звук приплывать к стенкам аквариума.

Практическая работа № 2:

Торможение условных рефлексов у аквариумных рыбок: затормозить условный рефлекс на звук и выработать новый - на свет.

Практическая работа № 3:

Усложненный вариант выработки условных рефлексов у аквариумных рыбок.

Презентация работ.

Модуль 1 “Как мозг учился думать” (10 час.)

 Модуль 2. Практическая исследовательская работа и ее презентация (4 часа)

 Методические рекомендации при выполнении практических работ и рефератов.

Практическая работа № 1. Выработка условного рефлекса у аквариумных рыбок.

Цель работы:

Выработать условный рефлекс у гуппи – на звонок приплывать к стенкам аквариума.

Оборудование:

Аквариум с гуппи (или другими рыбками), звонок, корм, ширма, дневник наблюдений.

Ход работы:

1. Условия проведения эксперимента:

а) аквариум отгорожен ширмой, чтобы рыбки не видели кормящего, иначе у них вырабатывается условный рефлекс на приближающегося человека,

б) кормить в разное время, иначе вырабатывается условный рефлекс на время.

2. Правила выработки условных рефлексов: (разработаны на предыдущих уроках):

а) первым действует безразличный раздражитель – звук (или другой по желанию экспериментатора),

б) он опережает по времени или совпадает с безусловным раздражителем – пищевым (кормом),

в) звук и кормление сочетаются несколько раз,

г) рыбки на звук приплывают к стенкам аквариума, значит безразличный раздражитель (звук) начинает вызывать такую же реакцию, что и безусловный (корм),

д) условный рефлекс выработан.

Дневник наблюдения эксперементальной группы:

 Вывод:

Условный рефлекс вырабатывается на основе безусловного, имея опережающее влияние условного раздражителя – звука. В головном мозге между слуховой и пищевой зонами коры больших полушарий устанавливается временная связь. Звук стал доминирующим раздражителем. Условный рефлекс выработан.

 Практическая работа № 2. Торможение условных рефлексов у аквариумных рыбок.

Цель работы:

Вызвать торможение условного рефлекса у гуппи – приплывать к стенкам аквариума на звук. Выработать новый условный рефлекс – приплывать к стенкам аквариума на свет.

Оборудование:

Аквариум с гуппи, настольная лампа, дневник наблюдений, ширма, звонок.

Ход работы:

Условия проведения эксперемента:

а) и б) в практической работе № 1

в) лампа стоит рядом с аквариумом.

2) Правила развития торможения условного рефлекса:

а) 2 условных раздражителя не совпадают во времени (звук и свет),

б) звуковой условный раздражитель не подкрепляется пищевым безусловным раздражителем – кормом. Безразличный раздражитель – свет подкрепляется пищевым безусловным раздражителем – кормом,

в) безразличный раздражитель – свет включается через разный интервал времени после звука, иначе вырабатывается условный рефлекс на промежуток времени между раздражителями,

г) условный рефлекс на свет заторможен, когда рыбки начнут приплывать к стенкам аквариума на свет. Свет стал новым условным раздражителем.

Дневник наблюдений эксперементальной группы:

Вывод:

1. на рыбок действуют 2 раздражителя: условный – звук, безразличный – свет.
2. условный раздражитель – звук опережает безразличный – свет по времени, но пищевой безусловный раздражитель – корм подкрепляет безразличный условный раздражитель – свет.
3. идет активный выбор раздражителя в конкретных условиях.
4. временная связь между слуховой и пищевой зонами коры больших полушарий прерывается, условный рефлекс на звук заторможен
5. устанавливается новая временная связь между зрительной и пищевой зонами коры больших полушарий, рыбки приплывают к стенкам аквариума на свет, условный рефлекс на свет выработан.

 Практическая работа № 3. “Исследовательская работа по выработке условных рефлексов у аквариумных рыбок” (усложненный вариант).

Цель работы:

Провести исследование по определению у аквариумных рыбок исходной ситуации, выбору раздражителя и включению сенсоров в работу. Доказать присутствие у рыбок зрительной памяти.

Оборудование:

Аквариумные рыбки: скалярии, гуппи, сомики, золотые рыбки и др.; 3 красные бусинки, на 3 – х листочках бумаги размером 7 см. на 7 см. нарисованы круг, квадрат, треугольник одинакового размера и окраски; ширма.

Ход работы:

Инструктаж по проведению работы:

1. На стенку аквариума с внешней стороны крепятся листочки с рисунками, рисунки повернуты в сторону аквариума.
2. Напротив рисунков на леске в аквариуме (в воде) вывешиваются бусинки.
3. Корм дают тогда, когда рыбка дергает бусинку, висящую напротив круга или другой фигуры, но фигура в эксперементе, против которой рыбка дергает бусинку, постоянная.
4. Рыбок кормить из – за ширмы. Они не должны видеть или слышать приближение кормящего, иначе вырабатывается условный рефлекс на вид или звук человека.
5. Кормить в разное время (рефлекс на время).
6. Рисунки менять после каждого кормления (рефлекс на место).
7. Бусинки после каждого кормления убирать и вывешивать перед кормлением.

Дневник наблюдений:

Вывод:

1. Через сколько дней выработан условный рефлекс у разных видов рыбок. Видовые особенности восприятия и приспособительного поведения.
2. Рефлекторный механизм приспособительного поведения: устанавливается временная связь между 2 – мя очагами возбуждения в зрительной зоне (бусинка – круг) и пищевой зонами коры больших полушарий.
3. Идет активный выбор раздражителя, включается зрительный сенсор в работу, что определяется доминирующей мотивацией – бусинка – круг – пища.
4. У рыб присутствует зрительная память (бусинка – круг). Безразличный раздражитель (бусинка – круг) стал условным.

 Памятка для выступающего:

1. Профессионализм выступающего: четко представить цели исследования. Подробно и доходчиво изложить процесс решения задачи, ознакомить с полученными результатами.
2. Качество защиты работы: четкость и ясность изложения, убедительность рассуждений, последовательность в аргументации, логика перехода от концепции к выводам, оригинальность мышления.
3. Уровень знакомства с современным состоянием проблемы: использование при выступлении известных результатов и научных фактов.
4. Уровень знакомства с литературой: полнота цитируемой литературы, ссылки на ученых и специалистов, занимающихся проблемами в рассматриваемой области.
5. Уровень выполнения работы: композиция текста работы ( наличие введения, постановка задачи, основное содержание, выводы, список литературы).

Памятка для подготовки реферата:

1. Титульный лист имеет полное название работы.
   Ф. И. О. автора, учебное заведение, класс.
   Ф. И. О. руководителя.
   Название города, поселка, год подготовки реферата.
2. План работы.
3. Вступление, пояснительная записка.
4. Цель работы, задачи.
5. Основная часть работы.
6. Заключение. Выводы. Резюме.
7. Литература.
8. Приложение:
   а) краткая аннотация – описание работы не более 8 строк (цель, методы, решения, выводы и т. д.)
   б) инструкции, графики, таблицы, иллюстрации, сноски, ссылки и т. д.

Количество печатных страниц реферата – до 10, приложение – до 10 страниц.

Нумерация страниц реферата производится в правом верхнем углу арабскими цифрами, страниц приложения – римскими цифрами.

Реферат печатается на одной стороне стандартных страниц белой бумаги формата А4. Размер шрифта 12 кегель через 2 интервала между строками.

Поля: левое – 2,5 см., правое – 1 см., верхнее – 1,5 см., нижнее – 1,5 см.

Компьютерную программу оформляют на дискету (5,25’’ или 3,5’’) с исполняемым программным модулем для IBM-PC совместимых компьютеров.

 Приложение:

Литература для учащихся:

1. Универсальное учебное пособие “Школьный курс Биология” А. Скворцов, А. Никишов, В. Рохлов, А. Теремов. Москва “АСТ – ПРЕСС” 2000 г.
2. Р. Бертрон “Чувства животных” изд. “Мир” Москва 1972 г.
3. Б. Сергеев “От амебы до гориллы” Ленинград “Детская литература” 1988 г.
4. Журналы “Байкальская волна” 2002 – 2004 г.
5. Г. С. Нога. “Наблюдения и опыты по зоологии” Москва “Просвещение” 1979 г.

 Литература для учителя:

1. Универсальное учебное пособие “Школьный курс Биология” А. Скворцов, А. Никишов, В. Рохлов, А. Теремов. Москва “АСТ – ПРЕСС” 2000 г.
2. Р. Бертрон “Чувства животных” изд. “Мир” Москва 1972 г.
3. Б. Сергеев “От амебы до гориллы” Ленинград “Детская литература” 1988 г.
4. Журналы “Байкальская волна” 2002 – 2004 г.
5. Г. С. Нога. “Наблюдения и опыты по зоологии” Москва “Просвещение” 1979
6. Б. Ф. Сергеев. “Занимательная физиология” Москва “Дрофа” 2004 г.
7. Журналы “Биология в школе” 2003 – 2004 г. Изд. “Школа – Пресс 1”

 Литература, используемая при составлении программы:

1. Журналы “Биология в школе” Министерство образования РФ. Изд. “Школа – Пресс 1”
2. 2003 – 2004 г.
3. Учебник “Экология” 9 кл. Е. А. Криксунов, В. Д. Пасечник, И. П. Сидорин. Москва
4. “Дрофа” 2000 г.
5. Учебник “Экология” 5 кл. В. Н. Кузнецов, Д. Л. Теплов Москва “Устойчивый мир” 2000 г.
6. Учебник “Биология. Общие закономерности” 9 кл. С. Г. Мамонтов,В. Б. Захаров, Н. И. Сонин Москва “Дрофа” 2002Г.
7. Программа для общеобразовательных школ, гимназий, лицеев. Биология Москва “Дрофа” 2001 г.