Содержание курса «Естественно-научный практикум»

Тема 1. Особенности экспериментальной работы (2)

Химическая, физическая и биологическая лаборатория. Оборудование и посуда в лаборатории. Цифровые лаборатории. Правила техники безопасности при работе в лаборатории и проведении эксперимента.

Эксперимент. Виды экспериментальной работы. Особенности экспериментальной работы. Особенности естественно-научного эксперимента. Планирование эксперимента. Эксперимент и исследование. Достоверные и недостоверные результаты эксперимента. Выводы по результатам эксперимента. Оформление завершенной работы.

Тема 2. Эксперименты по биологии

Ботаника. Клеточная мембрана и ее функции. Основные свойства цитоплазмы. Движение цитоплазмы в клетке. Включения и запасные вещества в клетке. Роль воды в жизни растений. Поглощение воды корнями растений. Пути передвижения воды по растению. Корневое давление. Физиологические особенности растений разных мест обитания. Лист как орган фотосинтеза. Хлоропласты и хлорофилл. Влияние окружающих условий на фотосинтез.

Размножение растений. Вегетативное размножение растений. Прививка. Индивидуальное развитие растений.

Зоология. Простейшие и кишечнополостные. Процессы жизнедеятельности простейших и кишечнополостных. Плоские и кольчатые черви. Движение червей. Членистоногие и моллюски: особенности строения и жизнедеятельности. Роль насекомых в опылении растений. Хордовые животные. Эволюция систем органов у хордовых. Особенности животных различных экологических групп.

Анатомия. Организм человека. Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма. Строение и жизнедеятельность органов опорно-двигательной системы. Строение и функционирование органов системы кровообращения. Строение и жизнедеятельность дыхательной системы. Строение и жизнедеятельность органов системы пищеварения. Органы чувств, их строение и роль в организме человека.

Перечень рекомендуемых работ

• Практическая работа № 1. Поступление воды в клетку.
• Практическая работа № 2. Поступление веществ из воздуха в клетку.
• Практическая работа № 3. Поглощение корнем растворенного в воде окрашенного вещества (опыт с краской в двух вариантах).
• Практическая работа № 4. Обнаружение свинца в листьях растений.
• Практическая работа № 5. Фотосинтез при различных внешних условиях разной освещенности или количестве углекислого газа (два опыта).
• Практическая работа № 6. Влияние различной освещенности на окраску листьев колеуса.
• Практическая работа № 7. Поглощение веществ и образование пищеварительных вакуолей у простейших.
• Практическая работа № 8. Измерение скорости передвижения гидры.
• Практическая работа № 9. Изучение реакций дождевого червя на действие различных раздражителей.
• Практическая работа № 10. Выяснение способности дафний к фильтрации воды.
• Практическая работа № 11. Изучение поглощения кислорода тканями путем сопоставления поступающей и отходящей от них крови (опыт Стокса).
• Практическая работа № 12. Изучение условий действия ферментов слюны.
• Практическая работа № 13. Выявление функций периферического зрения (роль колбочек и палочек в восприятии цвета).

Тема 3. Эксперименты по химии (16)

Разделение смесей веществ, их очистка и идентификация. Физические свойства вещества, используемые при разделении, очистке и идентификации веществ. Общие методы работы разделению смесей веществ, их очистке и идентификации. Теоретические основы и практическая реализация основных методов разделения и очистки веществ: перегонка при атмосферном давлении, перекристаллизация, хроматография (бумажная, тонкослойная, колоночная).

Качественный химический анализ. Понятие о качественном химическом анализе. Требования к реакциям, используемым в качественном химическом анализе. Аналитический реагент. Селективность и специфичность аналитического реагента. Маскирование и разделение компонентов анализируемого объекта. Аналитическая группа. Групповой реагент. Схемы анализа. Кислотно-основная схема анализа. Групповые реагенты на группы катионов в соответствии с кислотно-основной схемой анализа. Качественные реакции на анионы. Способы и техника выполнения реакций обнаружения ионов: реакции в пробирке, микрокристаллоскопические реакции, капельные реакции, пирохимические реакции.

Количественный химический анализ. Титриметрия. Общая характеристика метода, разновидности. Техника работы и аппаратурное оформление. Растворы, применяемые в титриметрических методах: первичные и вторичные стандартные растворы. Кислотно - основное титрование в водном растворе. Теоретические основы метода. Индикаторы, применяемые в кислотно-основном титровании.

Перечень рекомендуемых работ

• Практическая работа № 1. Перегонка при атмосферном давлении.
• Практическая работа № 2. Анализ смеси красителей методом радиальной бумажной хроматографии.
• Практическая работа № 3. Анализ смеси красителей методом тонкослойной хроматографии. Практическая работа № 4. Разделение смеси веществ на основе различия физических свойств компонентов смеси.
• Практическая работа № 5. Способы и техника выполнения реакций обнаружения ионов: реакции в пробирке, микрокристаллоскопические реакции, капельные реакции, пирохимические реакции.
• Практическая работа № 6. Качественные реакции на основные группы катионов и анионов в аналитической химии (кислотно-основная схема).
• Практическая работа № 7. Определение качественного состава неизвестного вещества.
• Практическая работа № 8. Приготовление вторичного стандартного раствора соляной кислоты.
• Практическая работа № 9. Стандартизация соляной кислоты по карбонату натрия.
• Практическая работа № 10. Определение временной (карбонатной) жесткости воды методом ацидометрии.

Тема 4. Эксперименты по физике

Неравномерное движение. Отношение путей, пройденных телом при равноускоренном движении. Трение. Коэффициент трения. Закон сохранения и превращения энергии.

Источник тока. Внутреннее сопротивление источника тока. Амперметр, вольтметр, увеличение предела измерения амперметра и вольтметра. Электромагнитное реле.

Движение тела в поле тяжести Земли (тело брошено горизонтально). Движение тела под действием нескольких сил. Движение тела по окружности. Центростремительное ускорение. Движение связанных тел. Движение тела с ускорением по вертикали. Вес тела. Энергия тела. Теорема о кинетической энергии тела. Системы блоков.

Перечень рекомендуемых работ

• Практическая работа № 1 «Исследование неравномерного движения. Мгновенная и средняя скорость тела».
• Практическая работа № 2 «Проверка закона путей при равноускоренном движении».
• Практическая работа № 3 «Определение коэффициента трения скольжения с использованием закона сохранения и превращения энергии».
• Практическая работа № 4 «Моделирование увеличения внутреннего сопротивления источник тока и исследование сконструированного источника».
• Практическая работа № 5 «Моделирование источника тока с переменным внутренним сопротивлением».
• Практическая работа № 6 «Увеличение предела измерений амперметра и вольтметра».
• Практическая работа № 7 «Сборка и испытание электромагнитного реле».
• Практическая работа № 8 «Исследование движения тела, брошенного горизонтально».
• Практическая работа № 9 «Исследование движения тела под действием нескольких сил».
• Практическая работа № 10 «Определениецентростремительного ускорения».
• Практическая работа № 11 «Изучение движения системы связанных тел».
• Практическая работа № 12 «Определение кинетической энергии и скорости тела по длине тормозного пути».
• Практическая работа №13 «Исследование изменения веса тела при его движении с ускорением».
• Практическая работа № 14 «Исследование сложной системы подъемных блоков».

Тема 5. Объединяем науки

Движение в пространстве и времени. Движение в природе. Капиллярные явления в природе. Диффузия. Явление осмоса.

Энергия – двигатель жизни. Виды энергии в природе. Преобразование энергии.

Давление. Гидростатическое давление. Давление газов.

Свет и цвет в природе. Физическая природа цвета. Индикаторы.

Электричество как физическое явление. Электрические явления в химии. Электрические явления в природе.

Теплота. Тепловые процессы: сгорание, нагревание, охлаждение, кипение (парообразование), конденсация, плавление, кристаллизация (затвердевание).

Рычаг – что мы знаем о нем? Рычаги в теле человека.

Трение – один из видов взаимодействия тел. Трение в природе: значение трения в жизнедеятельности организмов и способы повышения трения в биологических процессах.

Вода. Агрегатные состояния воды. Вода –растворитель веществ. Вода в клетках и органах человека.

Деформация и прочность. Виды деформаций в живой природе.

Перечень рекомендуемых работ

• Практическое занятие №1 «Исследование капиллярных явлений: изучение зависимости высоты подъема жидкости в капиллярах», «Поглощение воды корнем и передвижение ее в стебель при различных внешних условиях».
• Практическое занятие № 2 «Исследование явления осмоса», «Изучение скорости диффузии водных растворов разных веществ от температуры», «Изучение диффузии в газовой среде на примере нашатырного спирта и фенолфталеина», «Диффузия в чешуе лука».
• Практическое занятие № 3 «Сравнение активности взаимодействия металлов с соляной кислотой», «Преобразование тепла в электрическую энергию», «Преобразование электрической энергии в механическую»
• Практическое занятие № 4 «Влияние повышения и понижения давления на протекание химических реакций», «Измерение давления жидкостей и газов», «Обнаружение корневого давления у растений».
• Практическое занятие № 5 «Аддитивное смешение цветов», «Наблюдение пикселей на дисплее телефона или планшета». «Распределение пигментов методом бумажной хроматографии»
• Практическое занятие № 6 «Дисперсия света», «Качественные реакции на ионы», «Восприятие изображения разными зонами сетчатки»
• Практическое занятие № 7 «Изучение явления электролиза», «Изучение электролитической диссоциации», «Движение электрического импульса».
• Практическое занятие № 8 «Определение характеристик теплового излучения и поглощения тепла»; «Определение влажности в помещении», «Изучение тепловых эффектов химических реакций»
• Практическое занятие № 9 «Определение момента силы, действующей на рычаг», «Рычаги в теле человека».
• Практическое занятие № 10 «Исследование силы трения», «Определение коэффициента трения скольжения подошв школьной обуви о различные поверхности».
• Практическое занятие № 11 «Определение коэффициента поверхностного натяжения воды». «Изучение плазмолиза и деплазмолиза в клетках чешуи лука». «Определение жесткости воды».
• Практическое занятие № 12 «Исследование упругих деформаций растяжения и сжатия», «Исследование зависимости прочности от формы тела»