Человек и его здоровье как объект физического познания

Данный курс по выбору предназначен для учащихся, изучающих физику  в классах физико-математического направления  на повышенном и углубленном уровнях, а также для тех, кто интересуется применением физических знаний к анализу и сбережению собственно здоровья.
В рамках курса рассматриваются общие методы и принципы здорового образа жизни, основанные на различных физических принципах и законах.

Курс прошел апробацию среди слушателей Витебского института повышения квалификации.

Пояснительная записка.

Разработка данной программы вызвана потребностью расширения межпредметных связей естественнонаучных дисциплин, гуманитаризации физического образования, актуализации знаний о возможностях своего организма, путях повышения потенциалов здоровья. Программа курса способствует ориентации учащихся на профессии, связанные с биофизикой. 

Задачи курса:
- осознание учащимися человека, как части природы, следующей ее законам;
- исследование процессов жизнедеятельности человека с позиции законов физики;
- формирование у учащихся потребности в сохранении здоровья, развитие навыков здорового образа жизни;
- помощь учащимся в определении профиля дальнейшего обучения.
Структура содержания учебного материала соответствует структуре предмета "Физика" и включает в себя следующие разделы: "Теплота и молекулярные явления", "Оптика", "Законы механики в жизнедеятельности человека",  "Механические колебания и волны", "Электромагнитные колебания и волны",  в которых рассматривается действие соответствующих законов в жизнедеятельности человека.
В программе курса порядка 30% учебного времени отводится на практическую часть, которая включает в себя две лабораторные работы и четырехчасовую экскурсию в лечебно-диагностическое учреждение.
Содержание учебного материала расширяет знание учащихся в области физики, в области применения физических законов, связывает их с жизнедеятельностью человека, с вопросами здоровья.

В преподавании курса  используются такие формы организации учебных занятий как лекция, семинар, лабораторная работа, экскурсия. Особенно эффективной является организация ролевых игр, где учащиеся становятся в позицию научных сотрудников. Основные методы работы – проблемно-поисковый и исследовательский, хотя в отдельных случаях возможно использование иллюстративно-объяснительного метода. При планировании деятельности учащихся  широко используется подготовка ими реферативных работ, проектов различных физических приборов.
Курс рассчитан на 70 часов. Особое значение программа имеет для школ, реализующих, как главное направление, работу по укреплению здоровья учащихся.

Содержание.

     Введение – 2 часа.
Цели и задачи курса. Направления изучения материала. Обзор рекомендуемой литературы.

      Теплота и молекулярные явления – 14 часов.
Диффузия в жизнедеятельности человека. Диффузные процессы в мембранах. Диализ и осмос. Пищеварение человека. Дыхание человека. Аппарат "искусственная почка", его устройство и назначение. Капиллярные явления. Роль процессов испарения для человека. Терморегуляция организма. Как помочь организму удержать температуру постоянной. Закон сохранения и превращения энергии. Исследования Р.Майера. Разнообразные превращения энергии в живых клетках.

     Оптика– 12 часов.
Глаз человека как оптическая система. Строение, получение изображения. Нарушения зрения: близорукость, дальнозоркость, астигматизм. Законы оптики и коррекции зрения. Светочувствительность глаза. Порог светочувствительности. Использование оптических приборов для диагностики состояния человека. Эндоскопия. Диагностика в офтальмологии. Светолечение. Использование лазеров в различных областях медицины. Применение спектрального анализа к изучению строения гемоглобина.

     Законы механики в жизнедеятельности человека – 12 часов.
Простые механизмы в организме человека: кости конечностей, нижняя челюсть, череп. Виды деформаций, испытываемые человеком. Модуль упругости различных видов тканей и веществ. Система кровообращения как механическая система. Гидродинамические основы кровообращения. Регуляция сосудистого сопротивления и артериального давления. Аппарат искусственного кровообращения, его устройство и назначение. Как организм выдерживает атмосферное давление. Механизм дыхания. Влияние ускорений на организм человека  Воздействие перегрузок, необходимость физических тренировок.

     Механические колебания и волны – 12 часов.
Человек как источник механических волн. Дыхание, биение сердца, тремор, кохлеарная акустическая эмиссия, хаотическое тепловое движение молекул. Особенности испускания и приема звуковых волн человеком. Строение звукового и слухового аппаратов человека. Нарушение слуха и голоса. Воздействие механических волн для исследования состояния организма человека. Выслушивание, регистрация звуков сердца и легких, ультразвуковые исследования.
Лабораторная работа "Изучение механических волн, излучаемых индивидуальным организмом (дыхание, сердцебиение, пульс, артериальное давление).

      Электромагнитные колебания и волны – 12 часов.
Человек как источник электромагнитных излучений различного диапазона: низкочастотного, инфракрасного, светового, сверхвысокочастотного, гамма-излучения. Воздействие электромагнитных волн различного диапазона на организм человека. Способы исследования электромагнитного поля человека. Регистрация биопотенциалов (электрокардиография, энцефалография), термография, СВЧ-радиометрия. Исследование состояния организма человека с помощью электромагнитных вол. Рентгенография. Применения биопотенциалов и биотоков. Сердечный стимулятор. Биоточные манипуляторы.
Лабораторная работа "Изучение образцов рентгенографии, электрокардиограмм, электроэнцефалограмм".

     Обобщающее занятие – (1) часа.

 Экскурсия в лечебно-диагностическое учреждение – 5 часа.
Лаборатория клинических исследований. Рентген-кабинет. Кабинет флюорографии. Кабинет ультразвуковых исследований. Кабинет эндоскопических исследований. Кабинет электродиагностики. Физиопроцедурный кабинет. Кабинет врача-терапевта. Кабинет врача-офтальмолога.

Ожидаемые результаты.

В результате изучения курса по выбору у учащихся должны быть

• сформированы знания и представления по следующим вопросам:  строение человека, функции, выполняемые разными системами органов. Организм человека как механическая система, его следование законам механики. Принцип работы аппарата искусственного кровообращения. Роль тепловых и молекулярных явлений в жизнедеятельности человека. Принцип работы аппарата "искусственная почка". Механизм испускания организмом человека механических волн различного диапазона. Исследование состояния здоровья с использованием механических волн.
• Диапазон электромагнитных волн, излучаемых человеком, их источники. Способы исследования электромагнитного поля человека. Электромагнитные волны и здоровье человека. Глаз человека как оптическая система. Получение изображения окружающих предметов. Использование различных источников света для диагностики состояния организма человека и его лечения. Использование диагностических приборов и приборов  восстановительного лечения в современных лечебно-диагностических учреждениях.

• ФОРМИРУЕМЫЕ УМЕНИЯ:

- осознавать человека, как объект природы, следующий ее законам;
- применять законы физики к объяснению процессов жизнедеятельности организма человека;
- объяснять воздействие окружающей среды на организм человека;
- моделировать свое поведение, направленное на сохранение и укрепление здоровья с использованием полученных знаний.

Список рекомендуемой литературы.

• Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога. – М.: Наука, 1986. – 144 с.
• Блудов М.И. Беседы по физике ч.ІІ. Учебное пособие для учащихся.- М.: Просвещение, 1985. – 208с.
• Енохович А.С. Справочник по физике. -2-е издание, перераб. И доп. – М.: Просвещение, 1990. – 384с.
• Зверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека. Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1978. - 239с.
• Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – М.: Просвещение, 1988, - 159с.
• Тарасов Л.В. Физика в природе. – М.: Просвещение, 1988. – 351с.
• Хрипкова А.Г., Колесов Д.В. Физиология человека. - М.: Просвещение, 1982. – 160с. 

Вернуться к факультативам