Питання сучасної астрофізики в програмі спецкурсу "Космічна біологія"

Кирилов А.К Челябінський державний педагогічний університет
[email protected]

Розроблений для 9-11 класів середньої школи курс "Космічна біологія" призначений для учнів, які спеціалізуються з хімії та біології. На відміну від учнів, що навчаються в фізико-математичних класах, ця категорія школярів не володіє досить високою підготовкою з предметів Фізика і Математика. Це створює певні труднощі у вивченні важливих питань, присвячених основних напрямків сучасної астрофізики. Космічна біологія - спецкурс, що включає в себе наступні розділи:

1. Будова і еволюція Сонячної системи. 2. Зірки і їх еволюція. 3. Міжзоряне середовище. Космічні мазери. 4. Будова Нашої Галактики. 5. Позагалактична астрономія. 6. Основні питання теорії еволюції Всесвіту. Сучасна космологія.

У той же час, з урахуванням інтересів школярів, що спеціалізуються по хімії і біології, передбачено вивчення таких питань як:

1. Походження життя на Землі. Гіпотеза панспермії. 2. Пошук життя в Сонячній системі. Дослідження планет за допомогою космічних апаратів. 3. Програма SETI і досягнення у вивченні інших планетних систем. 4. Живе і неживе. Причини асиметрії молекул. 5. Космологія і життя в Метагалактиці. Антропний принцип.

Особливу увагу при вивченні курсу звертається на тему "Зв'язок сонячної активності і біосфери". Розглядаються зміст поняття "біосфера", результати досліджень космобіології, досягнення сучасної науки в цій області після А.Л. Чижевського. Учні знайомляться з питаннями:

1. Біоритмологія. Ритми Землі і Сонця. 2. Механізми взаємодії сонячної активності з атмосферою Землі. Корпускулярний і електромагнітний канали впливу. 3. Природне електромагнітне поле Землі і його обурення. Спектри коливань. 4. Вплив електричних і магнітних полів на біологічні системи. Залежність ефекту впливу від геліогеофізичних факторів.

Неможливо виключити з розгляду питання, що включають поняття і сучасні досягнення теорії систем, що самоорганізуються - синергетики. Учні знайомляться з поняттями термодинаміки рівноважних і нерівноважних систем, ентропії та інформації, фрактальности і хаосу.

Ці питання, а також розгляд енергетики клітини, механізмів переносу в клітці, ролі структури білкових молекул, іонів кальцію та води в реалізації механізмів впливу як штучних, так і природних, пов'язаних із сонячною активністю, фізичних впливів на біосистему завершує вивчення курсу "Космічна біологія" .

Теоретична частина курсу має хороше забезпечення відеоматеріалами, що включають відеокурс "Астрономія", записи телепередач "Зоряний шукач", "Очевидне - неймовірне" і відеофільмів "Пошуки життя у Всесвіті", "Хто там у космосі?" та ін.

Учні виконують практичні творчі та науково-дослідні роботи, що включають вимірювання електропровідності біологічних активних точок, проведення експериментів з вивчення ефектів впливу електромагнітних полів на дріжджові культури з реєстрацією швидкості виділення вуглекислого газу, вимірювання активності іонів (рН-метрія). В рамках Наукового товариства учнів г.Челябинска проводився аналіз часових рядів різних індексів сонячної і геомагнітної активності. За допомогою комп'ютерної програми вивчалася фізіологічна активність і стан здоров'я людини в залежності від циклічності сонячної активності.

В цілому розроблений курс поєднує інтереси учнів до астрономії і сучасної спостережної астрофізики з необхідною спеціалізацією спецкласів для біологів і хіміків і є важливим елементом формування їх світогляду.