3. Эксперимент по разделу "Человек и его здоровье"

3.1. Особенности учебного эксперимента по курсу биологии 9 класса

Длительное время эксперимент по анатомии, физиологии и гигиене человека ставился на острых опытах с лягушкой. Эти опыты позволяли показать такие методы экспериментального исследования, как работа с изолированными органами (нервно-мышечным препаратом, сердцем), метод разрушения (удаление кожных рецепторов, спинного мозга в опытах по изучению рефлекторной дуги), метод раздражения (рефлексы на спинальной лягушке) и др. Однако теперь, на пороге экологического кризиса, продолжать традиционную систему опытов оказалось сложным, хотя Закон об охране и использовании животного мира допускает подобные виды работ в учебных целях.

В этом пособии приведена другая система, основанная преимущественно на бескровных опытах. Первую группу методов составляют физиологические тесты. К ним относятся различного рода опыты, связанные с изучением рефлекторной деятельности человека и животных, выявлением свойств анализаторов, наложением различных перетяжек, выявлением статической и динамической работы мышц и многие другие. Эти опыты часто дают лишь косвенные доказательства тех или иных положений. Поэтому в учебном процессе они могут использоваться для постановки проблемы, которую учащиеся вначале могут решать умозрительно в виде высказываний каких-то предположений (гипотез), а затем проверять эти предположения либо путем анатомических наблюдений, либо путем опытов, на основе которых возможно получить прямое доказательство. Если у учителя нет необходимых средств для доказательства выдвинутых предположений, можно просто дать вывод в готовом виде или рассказать об опытах, которые их подтвердили. Так, пальценосовая проба (см. опыт 3.9.5) вовсе не доказывает, что именно мозжечок ответствен за установление координации в работе мышц, приводящих руку в плавное движение к цели. Но если этот опыт будет дополнен рассказом о том, как движется рука у лиц с пораженным мозжечком в результате опухоли или травмы, то выводы из опыта станут более доказательными.

Многие физиологические тесты целесообразно использовать для постановки проблемных вопросов, чтобы, опираясь на них, более доступно разъяснить изучаемый материал. Ответы на такие вопросы даны в скобках. Нередко они имеют риторический характер и служат для объяснения демонстраций. В других случаях учебные опыты целесообразно использовать для построения гипотез или для косвенного подтверждения высказанных догадок. Иногда при описании эксперимента даны два опыта: один из них используется для постановки проблемы, а второй для ее решения (см. опыт 3.3.1 "Выяснение роли плечевого пояса в движении руки" и др.). Два опыта приведены в тех случаях, когда один из экспериментов является опытом, а второй контролем.

Следующую группу опытов составляют функциональные пробы. Под ними понимают реакции человека на дозированные нагрузки, проводимые в определенных условиях, результаты которых сравниваются со стандартными значениями, полученными на основе массовых обследований здоровых людей. К числу функциональных проб можно отнести опыт 3.3.6 "Определение мышечной силы кисти с помощью ручного динамометра", опыт 3.4.5 "Подсчет пульса в разных условиях", опыт 3.7.1 "Определение времени задержки дыхания до и после нагрузки" и др.

Третья группа опытов связана с выявлением физических и химических закономерностей, действующих в условиях живого организма. К ней относятся опыты по изучению функций ферментов, свойств гемоглобина крови, органических и минеральных веществ костей и многие другие. Большинство этих опытов проводятся традиционно, за исключением второго варианта опыта 3.6.6 "Изучение условий действия ферментов слюны". Предложенный в пособии беспробирочный вариант намного упрощает технику его постановки.

Ряд опытов, включенных в этот раздел пособия, строится на моделях (см. опыт 3.3.5 "Изучение прочности трубки и стержня той же массы для выявления свойств трубчатой кости", опыт 3.5.3 "Изучение механизмов вдоха и выдоха на модели" и др.). В самом деле, для того чтобы доказать, что трубка прочнее стержня той же массы, вовсе не обязательно испытывать на излом кости, проще это сделать на одинаковых листах бумаги. Для демонстрации механизма вдоха и выдоха вовсе не обязательно использовать легкиe лягушки, как это рекомендовалось в традиционных методиках. Их с успехом могут заменить резиновые шарики, поскольку те и другие в условиях модели вентилируются пассивно, так, как это происходит и в человеческом организме.

Постановка модельных опытов имеет ряд особенностей, При демонстрации модели важно показать, чем модель сходна с объектом и чем отличается от него. Это даст возможность учащимся глубже осмыслить природу оригинала, понять, какие именно свойства живого объекта моделируются. Во-вторых, надо показать, на каких физических и химических законах работает модель и как эти законы проявляются в условиях живого организма.

Современный научный эксперимент включает несколько стадий. Первая - анализ фактов или теоретических изысканий, на базе которых формулируется проблема, вторая - составление гипотез, решающих ее в форме предположений, третья - выявление следствий, которые бы помогли спланировать эксперимент для проверки правильности гипотезы, четвертая - разработка техники опыта, пятая - его реальное проведение и шестая - вывод, подтверждающий или опровергающий гипотезу. В школьных условиях довольно трудно показать эту систему в целом, однако отдельные стадии эксперимента можно показать школьникам на примере решения экспериментальных задач на постановку гипотезы, на доказательство выдвинутого предположения и на вывод из опыта.

Форма экспериментальной задачи особенно удобна при проверке домашней работы. Она дает возможность сделать эту часть урока более интересной и творческой.

Ограниченность объема не позволит нам с достаточной полнотой осветить методику проведения всех экспериментов. Более детальные рекомендации можно получить в книге Л. Г. Воронина и Р. Д. Маша "Методика проведения опытов и наблюдений по анатомии, физиологии и гигиене человека" (М.: Просвещение, 1983).