Демонстрационная версия ленты времени "Химия жизни"

Интерактивная лента времени
«Химия жизни»
Дорогие коллеги!
Вашему вниманию предлагается
демонстрационная версия
обучающей программы
по органической химии и общей
биологии.
Назначение программы
Программа предназначена для учителей и
учащихся 10–11 классов общеобразовательной и
профильной школы для углубленной подготовки
по предметам: органическая химия
и общая биология (разделы «Химический состав
клетки», «Обеспечение клеток энергией»,
«Наследственная информация и реализация ее
в клетке»). Отдельные материалы могут быть
использованы в 8–9 классах на уроках химии
(при общем знакомстве с веществами) и
биологии (при изучении анатомии и физиологии
человека).
Назначение программы
Данный продукт рассчитан на учеников с
высоким уровнем подготовки и высокой
мотивацией к изучению рассматриваемых
предметов.
Организовать обучение с применением ленты
можно на базе любых учебников и учебнометодических комплектов. Большинство
материалов ИИСС доступны учителям с
любым уровнем квалификации.
Использование программы
Материал программы предназначен для
расширения и углубления школьных курсов.
Приводятся сведения об открытиях и изобретениях
в органической химии, биохимии и молекулярной
биологии, краткие биографии их авторов,
исторический контекст научных событий,
интересные факты, связанные с данным
событием, фотографии из научных лабораторий,
задания для самостоятельного выполнения
(опыты, вопросы, задачи), литература для
дополнительного чтения.
Использование программы
Программа не заменяет учебник, а дополняет его.
Приводимые в ней задания предназначены не
для систематической проверки усвоения
материала соответствующего предмета, а для
развития навыков экспериментальной (опыты)
или теоретической работы (составление формул
соединений, уравнений реакций), для
расширения кругозора. Они рассчитаны на
сильных учеников, интересующихся данным
предметом и мотивированных на его глубокое
изучение.
Использование программы
Рекомендуется использовать программу параллельно с
учебником. В методических рекомендациях ленты
времени «Химия жизни» (см. далее) указано, в каких
темах учебного плана можно применять ее
материалы.
Особенно полезна программа для проведения
обобщающих уроков, поскольку она помогает
проследить эволюцию подходов к изучению веществ
и их классов, показывает историческую перспективу
исследований.
Ленту времени «Химия жизни» полезно использовать и
для установления межпредметных связей, особенно
между химией и биологией. Она показывает, прежде
всего, что эти предметы взаимосвязаны и не
отграничены друг от друга, что современные разделы
биологии (например, геномика) опираются на
достижения других наук, в том числе и химии.
Навигация по программе
Первая часть демоверсии показывает способы
навигации по программе.
На слайдах представлены виды экрана. «Кликнув» в
программе надпись, указанную в демоверсии
зеленой стрелкой, можно перейти дальше или
изменить вид экрана.
Программа запускается файлом StreamPDFViewer.exe.
Когда откроется экран, нажмите кнопку «Вперед».
Методические указания
Надписи, указанные далее стрелками, приведут
к подробным методическим указаниям. В них
объясняется структура «Ленты времени»,
как пользоваться ей на уроках
и при самостоятельной работе учащихся,
к каким разделам курсов органической химии
и общей биологии относится материал.
Следующие четыре слайда демонстрируют
навигацию по методическим указаниям.
Переход к
методическим
указаниям
Перейти к
следующей
странице
Вернуться к
стандартному
виду экрана
Увеличить
изображение
Уменьшить
изображение
Просмотр карточек
Дальше мы переходим, например, к карточке № 2,
«кликая» на ее заголовок в ленте времени:
«1778 г. Алессандро Вольта установил, что болотный газ
содержит углерод».
Откроется первая рубрика – «Немного истории». В ней
представлено общественное событие, относящееся к
году открытия, и общий исторический фон эпохи.
Перейти ко второй и последующим страницам рубрики
можно с помощью кнопки «Вперед».
Чтобы перейти к другой рубрике, нужно «кликнуть»
ее название.
А можно листать весь материал карточки подряд с
помощью кнопки «Вперед». Тогда после первой
рубрики откроется вторая, после второй – третья и
т.д.
С последней страницы карточки та же кнопка
приведет к началу следующей, к рубрике «Немного
истории».
«Кликая» надпись «Дальше», переходим ко второй части
модели. Команда «Начать просмотр» запустит анимацию.
Программа позволяет выбрать карточки с событиями,
относящимися к определенным веществам или
классам веществ.
«Кликнем» стрелку справа от окна «Выбери класс
соединений» над «лентой времени». В открывшемся
меню выберем «Альдегиды и кетоны».
Теперь в «ленте времени» представлены только те
карточки, которые относятся к альдегидам и кетонам.
Познакомимся с возможностями меню.
Оно вызывается правой кнопкой «мыши».
• Опция «Переключить полноэкранный режим F11»
позволяет уменьшить окно программы. Для этого нужно
нажать надпись левой кнопкой мыши. То же действие
можно совершить кнопкой F11. Повторное нажатие на
команду меню или кнопку F11 возвращает обычный вид
экрана.
• Опция «В начало Home» в данной версии не работает.
• Опция «В конец End» позволяет перейти к последней
рубрике карточки – «Что еще можно прочитать».
• Назначение опций «Предыдущая страница PgUp» и
«Последующая страница PgDn» понятно.
• Опция «Масштабирование» позволяет увеличить или
уменьшить изображение в главном окне экрана.
Выберите в выпадающем подменю нужный вариант
команды и нажмите левой кнопкой мыши.
• Опция «Копировать текст» позволяет скопировать текст
из главного окна в буфер обмена. Затем его можно
вставить в текстовый редактор, например «Microsoft
Word».
• Опция «Печать Ctrl+P» дает возможность распечатать
изображение и текст, находящиеся в главном окне. То
же действие можно совершить, одновременно нажимая
кнопки Ctrl и P.
• Опция «Вернуться к первой странице» возвращает в
начало программы.
• Опция «Справка» в данной версии недоступна. Ее
содержание примерно соответствует данному тексту.
• Опция «Закрыть Esc» – это выход из программы. Из
нее также можно выйти при помощи кнопки Esc.
Использование ленты
Вторая часть демонстрационной версии покажет,
как можно использовать «Ленту времени» в учебном
процессе.
***
Знания, вошедшие в современные школьные
учебники, были получены усилиями множества
ученых разных стран. «Лента времени» поможет
понять, насколько долгим и трудным был этот путь.
Покажем это на примере углеводов – соединений,
вошедших в курсы органической химии и общей
биологии. Выберем в «Ленте времени» события,
относящиеся к данному классу веществ.
Первое событие, попавшее в «Ленту времени»,
относится к 1792 году. Это выделение фруктозы из
меда Т.Ловицем. (В рубрике «Что пишут в учебниках»
приведены и более ранние сведения о сахаре.)
Последнее событие – принятие в 2000 году
государственной программы США по переработке
биомассы. Оно отражает надежды современного
общества заменить биотопливом часть топлива из
нефти и газа.
Между этими вехами в «Ленте» находится еще 29
карточек. Даже просматривая их названия, можно
увидеть, как менялись цели и подходы ученых.
Сначала химики открывали новые углеводы, выделяли
их из разных источников (открытия Ловица, 1792; Пруста,
1802; Робике, 1830; Пастер, 1856), определяли
элементный состав и свойства, описывали процессы с их
участием: брожение (Гей-Люссак, 1810),
ферментативный и кислотный гидролиз полисахаридов
(Кирхгоф, 1811; Браконно, 1819). Сформировалось
представление о том, что это отдельный класс веществ.
В 1844 году К.Г.Шмидт дал им название «углеводы».
Далее изучалось строение молекул углеводов (Фиттиг
и Байер, 1870; Толленс, 1883; Скрауп, 1889) были
проведены первые синтезы этих веществ (Бутлеров,
1861). Этот этап завершается фундаментальными
работами Эмиля Фишера, синтезировавшего глюкозу
(1890), создавшего проекционные формулы,
номенклатуру, классификацию углеводов и методы
определения их структуры (1891).
В «Ленте времени» приводятся также некоторые
открытия, имеющие отношение к превращениям
углеводов в живых организмах: брожение (ГейЛюссак, 1810; фотосинтез (Сакс, 1862 и др.),
превращение глюкозы в гликоген и наоборот
(Бернар, 1850), регуляция обмена глюкозы
инсулином (Бантинг, 1922).
Изобретение Д.Хьяттом целлулоида в 1869 году
положило начало промышленному производству
искусственных полимеров (пластмасс).
В ХХ веке задачи усложнились. Возник
рентгеноструктурный анализ, и первым полимером,
для изучения которого он был применен, была
целлюлоза (Герцог, Янке, Полани, 1920).
По-прежнему открываются новые углеводы
организмов: гепарин (Маклин, 1916), глюкуроновая
кислота (Мейер и Пальмер, 1934).
Из исследований брожения появляется и развивается
классическая биохимия. Гарден и Юнг начинают изучать
процессы превращения углеводов и получения энергии в
клетках. Эти работы сопровождались выделением
ферментов, что положило начало энзимологии.
Большое значение для здравоохранение имело
открытие витаминов, в том числе производного глюкозы –
аскорбиновой кислоты (Сент-Дьердьи, 1928)
В 1911 году Вейцман использовал сбраживание
углеводов для получения ацетона и бутанола. Так
зародилась новая ветвь биотехнологии – промышленное
производство химических реактивов микроорганизмами.
Именно это направление привело к современным
представлениям о биотопливе и промышленном
получении химических продуктов из углеводов.
Углеводы имеют отношение к одному из
главнейших открытий физики и химии XIX века:
открытию оптической активности веществ (Био,
1815).
Таким образом, «Лента времени» дает
представление о некоторых открытиях в химии,
важных как для развития фундаментальных
представлений о разнообразии, свойствах и строении
веществ, так и для практики.
Эти открытия даны на фоне различных
исторических событий, с которыми можно
познакомиться с помощью Ленты времени.
А теперь - небольшие задания
1. Попробуйте найти в ленте эти и другие
события, связанные с изучением углеводов.
Подумайте, какие еще открытия были
необходимы для успешных исследований этих
веществ?
2. Попробуйте проделать подобные изыскания и с
другими классами веществ, найдя
соответствующие карточки.
3. Как связано изучение углеводов и других
органических веществ?
Спасибо за внимание к нашей программе!
☺