Естественные дисциплины (физика и астрономия, химия, биология)

Естественные дисциплины

(физика и астрономия, химия, биология)

В минимум содержания образовательных программ всех естественных дисциплин включаются элементарные знания о методах естественнонаучного познания:

Важнейшие категории научного знания: явления и факты, понятия, законы, теоретические выводы.

Важнейшие методы научного познания: наблюдение, эксперимент, построение гипотез и моделей, вывод следствий и их проверка.

Планирование, проведение наблюдений и экспериментов; фиксация полученных данных и их систематизация в виде таблиц, графиков, диаграмм; интерпретация полученных результатов и формулировка теоретических выводов.

Экспериментальные факты как основа для выдвижения и проверки правильности гипотез, построения моделей процессов и объектов природы.

Физика и астрономия

Механика

Явления и факты: прямолинейное движение, свободное падение тел, движение по окружности с постоянной по модулю скоростью, механические колебания и волны (в том числе и звуковые), эхо, упругая деформация, трение, передача давления твердыми телами, жидкостями и газами, атмосфера и атмосферное давление.

Понятия и величины: относительность движения, скорость, масса, ускорение, импульс, сила, потенциальная и кинетическая энергия, преобразование энергии, полная механическая энергия, работа, мощность, коэффициент полезного действия, давление; период, амплитуда и частота колебаний; инерциальная система отсчета.

Модель: материальная точка.

Законы: Ньютона, всемирного тяготения, Паскаля, сохранения импульса и энергии.

Методика измерения: расстояния, времени, объема, массы, силы.

Практически важные вопросы: допустимый уровень шума, преобразование энергии при работе гидроэлектростанций, экологические воздействия гидроэлектростанций.

Молекулярная физика

Явления и факты: теплопередача, нагревание и охлаждение вещества, переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Понятия и величины: дискретность строения вещества, непрерывность и хаотичность движения частиц вещества; внутренняя энергия, температура, количество теплоты, плотность, удельная теплоемкость, удельные теплоты плавления и парообразования.

Модели строения газа, жидкости и твердого тела.

Законы: сохранения и преобразования энергии в тепловых процессах, необратимость процессов теплопередачи и преобразования механической энергии во внутреннюю, связь температуры вещества со средней кинетической энергией его частиц.

Методика измерения: плотности и температуры вещества, давления и влажности воздуха.

Практически важные вопросы: преобразования энергии в тепловых двигателях, коэффициент полезного действия теплового двигателя, экологические воздействия двигателя внутреннего сгорания и тепловых электростанций, влияние характеристик окружающей среды (температура, атмосферное давление, влажность) на жизнедеятельность человека.

Электродинамика

Явления и факты: электризация тел, взаимодействие зарядов, электрический ток в металлах, взаимодействие магнитов, действие электрического и магнитного полей на электрические заряды, электромагнитная индукция, отражение и преломление света, интерференция света, равенство скоростей электромагнитной волны и света.

Понятия и величины: электрический заряд, электрическое поле, магнитное поле, электромагнитные волны, электрический ток, сила тока, напряжение, сопротивление проводника.

Модель: свет как электромагнитная волна.

Законы: Ома для участка электрической цепи; Джоуля - Ленца; прямолинейного распространения и отражения света.

Методика измерения: силы тока и напряжения в цепях постоянного тока.

Практически важные вопросы: преобразования энергии в электрическом двигателе, КПД электродвигателей, влияние электрического и магнитного полей на жизнедеятельность организмов.

Квантовая физика

Явления и факты: рассеяние альфа - частиц в веществе (опыты Резерфорда), альфа-, бета- и гамма - излучения атомных ядер, деление и синтез ядер.

Понятия и величины: атом, атомное ядро, изотопы, электрон, протон, нейтрон.

Модели: планетарная атома, протонно - нейтронная атомного ядра.

Практически важные вопросы: влияние радиоактивных излучений на жизнедеятельность человека, положительные и отрицательные аспекты ядерной энергетики.

Астрономия

Явления и факты: солнечное и лунное затмения, наличие планетных систем у Солнца и у других звезд, источники энергии Солнца и других звезд, строение нашей Галактики (Млечный путь), наличие других галактик, расширение Вселенной.

Понятия: межзвездная среда, звезда, планета, галактика.

Модели: строение Солнечной системы, образование и эволюция Солнца и звезд, роль межзвездной среды в образовании звезд.

Методы увеличения углового разрешения, наблюдения слабых объектов.

Практически важные вопросы: ориентирование по звездам и Солнцу.

Химия

Общая химия

Атом как исходный уровень химической организации материи. Строение атома: ядро, электронная оболочка. Химический элемент. Символы химических элементов. Молекула. Схемы строения атомов химических элементов (с N 1 по N 20).

Вещество как один из объектов изучения химии. Простые и сложные вещества. Строение вещества. Виды химической связи: ковалентная (полярная, неполярная), ионная. Вещества атомного, молекулярного, ионного строения. Молекулярная, электронная, структурная формулы вещества. Постоянство состава вещества молекулярного строения. Атомная и молекулярная массы. Единица количества вещества - моль. Число Авогадро. Молярная масса. Молярный объем газа.

Чистые вещества и смеси. Способы разделения смесей: отстаивание, фильтрование, выпаривание.

Растворы. Процесс растворения, растворимость. Понятие об электролитах.

Валентность. Степень окисления химических элементов в бинарных соединениях (определение степени окисления и составление формул бинарных соединений по степени окисления образующих его элементов).

Химические явления. Признаки химических реакций. Понятие о скорости химических реакций. Факторы, влияющие на нее. Тепловой эффект химической реакции.

Классификация химических реакций: а) по числу и составу исходных веществ и продуктов реакции; б) по признаку выделения или поглощения теплоты; в) по изменению степени окисления химических элементов.

Реакции ионного обмена, условия их протекания. Окислительно - восстановительные процессы. Окислитель, восстановитель.

Молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения химических реакций. Термохимические уравнения.

Основные положения атомно - молекулярного учения. Закон сохранения массы веществ. Закон объемных отношений и закон Авогадро.

Периодический закон Д.И. Менделеева (периодическая система химических элементов, структура, физический смысл порядкового номера химического элемента, номера периода и группы).

Электролитическая диссоциация (гидратация; электролиты, неэлектролиты; кислоты, основания, соли в свете представлений об электролитической диссоциации).

Теория химического строения органических соединений (основные положения).

Многообразие веществ. Причины многообразия веществ: состав количественный и качественный; строение (изомерия). Зависимость свойств веществ от состава и строения.

Неорганическая химия

Классификация химических элементов (s- и p-элементы). Химия элементов главных подгрупп периодической системы Д.И. Менделеева:

водород;

VII - А подгруппа - галогены (хлор, йод);

VI - А подгруппа (кислород, сера);

V - А подгруппа (азот, фосфор);

IV - А подгруппа (углерод, кремний);

I - А подгруппа - щелочные металлы (натрий, калий);

II - А подгруппа - щелочноземельные металлы (магний, кальций);

III - А подгруппа - алюминий.

Классификация неорганических соединений (оксиды, кислоты, основания, соли). Номенклатура неорганических соединений.

Оксиды: классификация; отношение к воде, кислотам, щелочам.

Кислоты: отношение к индикаторам, взаимодействие с металлами, основными оксидами, основаниями, солями. Реакция нейтрализации.

Амфотерные гидроксиды (на примере гидроксидов цинка и алюминия); взаимодействие с растворами кислот и щелочей.

Основания: щелочи и нерастворимые основания; взаимодействие с оксидами неметаллов, с кислотами.

Соли: хлориды, сульфиды, сульфаты, нитраты, фосфаты. Химические реакции замещения и ионного обмена.

Органическая химия

Классификация органических соединений. Номенклатура.

Углеводороды предельного и непредельного строения: метан, этан, этилен, ацетилен. Горение, взаимодействие с галогенами, галогеноводородами. Реакция полимеризации непредельных углеводородов. Природные источники углеводородов.

Спирты (одноатомные, предельные): метанол, этанол; горение, взаимодействие с металлическим натрием, с оксидом меди (II).

Предельные одноосновные карбоновые кислоты (уксусная); общие свойства кислот, реакция этерификации.

Химическая технология и экология

Важнейшие химико - технологические процессы и основные принципы химического производства (на примере производства серной кислоты) переработки нефти.

Источники химического загрязнения окружающей среды. Понятие о предельно допустимых концентрациях (ПДК) вредных веществ. Проблемы безотходного производства. Способы снижения загрязненности окружающей среды отходами химического производства и их продукцией.

Гигиенически и экологически грамотное обращение с веществами в быту и на производстве.

Биология

Введение. Биология - наука о живой природе. Основные биологические законы, теории.

Критерии живого: клеточное строение, химический состав, обмен веществ и превращение энергии, раздражимость, рост, развитие, воспроизведение. Гомеостаз, иерархичность жизни.

Уровни организации: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно - видовой, биогеоценотический, биосферный.

Многообразие организмов. Вирусы. Бактерии. Простейшие. Грибы. Растения. Животные. Человек.

Систематика. Основные систематические (таксономические) группы, вид, род, семейство, отряд (животные), класс, отдел (растения), тип (животные), царство.

Вид - основная единица классификации. Историческое развитие растительного и животного мира, причины: наследственность и изменчивость организмов, борьба за существование, естественный отбор.

Разнообразие живых организмов

Вирусы. Общая характеристика, разнообразие, роль в природе.

Бактерии. Грибы. Лишайники. Общая характеристика, разнообразие, роль в природе.

Растения. Ботаника - наука о растениях. Методы изучения растений. Общая характеристика растительного царства. Происхождение и развитие растений. Растительные сообщества, их развитие и смена. Взаимосвязь с другими организмами. Симбиоз. Паразитизм. Биоценозы. Цепи питания. Поток энергии. Основные экологические факторы и их влияние на растения. Влияние деятельности человека на растительные сообщества. Роль растений в биосфере. Лекарственные и ядовитые растения. Исчезающие. Редкие и охраняемые виды. Мониторинг. Красная книга.

Процессы жизнедеятельности: питание, дыхание, обмен веществ и энергии. Фотосинтез. Рост, развитие, размножение.

Отделы растений: водоросли, мхи, папоротникообразные (хвощи, плауны, папоротники), голосеменные, покрытосеменные (цветковые). Многообразие, распространение, роль в природе и жизни человека.

Покрытосеменные (цветковые). Строение. Основные этапы эволюции. Господство покрытосеменных в современном растительном мире.

Класс двудольные. Характеристика отдельных семейств.

Класс однодольные. Характеристика злаков и лилейных. Важнейшие сельскохозяйственные растения, биологические основы их выращивания и народнохозяйственное значение. Происхождение растений.

Животные. Зоология - наука о животных. Области зоологии. Биоэтика и живые организмы. Общая характеристика царства животных. Многообразие животных, их связь со средой обитания. Закономерности размещения животных. Ареал. Зоогеографические области. Миграции. Естественные и искусственные биоценозы (водоем, степь, тундра, луг, населенный пункт). Факторы среды и их влияние, биоценоз. Цепи питания, поток энергии. Взаимосвязь компонентов биоценоза и их приспособленность друг к другу. Воздействие человека и его деятельности на животных. Промыслы. Одомашнивание, разведение, основы содержания и селекции сельскохозяйственных животных. Мониторинг. Охраняемые территории. Красная книга.

Взаимосвязь строения и функций органов и их систем. Покровы тела. Опорно - двигательная система и способы передвижения. Органы дыхания, пищеварения, выделения, их системы. Кровообращение. Органы размножения. Органы чувств. Нервная система. Регуляция деятельности организма. Организм - единое целое.

Индивидуальное развитие организмов: способы размножения, оплодотворение, развитие с превращением и без превращения. Рост. Обмен веществ и энергии. Движение, раздражимость. Периодизация и продолжительность жизни.

Простейшие. Многообразие, среда обитания. Биологические и экологические особенности. Значение в природе и жизни человека. Колониальные организмы. Возбудители заболеваний человека.

Животные. Кишечнополостные. Плоские черви. Круглые черви. Кольчатые черви. Моллюски. Иглокожие. Членистоногие: классы - ракообразные, паукообразные, насекомые. Хордовые: классы - ланцетники, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.

Важнейшие представители. Среда обитания, образ жизни и поведение. Значение в природе и жизни человека. Взаимосвязи в животном мире. Животные - паразиты. Исчезающие, редкие и охраняемые виды. Эволюция животных. Сравнительно - анатомические, эмбриологические, палеонтологические доказательства. Усложнение строения и разнообразие видов животных как результат эволюции.

Человек и здоровье. Наука о человеке: анатомия, физиология, гигиена, медицина и др. История и методы изучения человека в системе животного царства.

Доказательства происхождения. Основные этапы эволюции, влияние биологических и социальных факторов. Человеческие расы. Человек - биосоциальное существо. Роль человека в биосфере.

Клетка как единица строения и жизнедеятельности организма человека, деление, рост, дифференциация.

Ткани. Строение. Функции.

Органы. Системы органов. Опорно - двигательная система. Общий обзор скелета человека. Соединения костей. Мышцы. Сухожилия.

Дыхательная система.

Кровь. Кровообращение. Внутренняя среда организма. Гомеостаз. Иммунитет. Переливание крови.

Выделительная система.

Кожа.

Эндокринная система.

Нервная система. Центральная и периферическая. Рефлекторный характер деятельности. Высшая нервная деятельность.

Система органов размножения. Органы чувств.

Индивидуальное развитие человека. Оплодотворение. Беременность. Материнство. Уход за новорожденным. Возрастные изменения, периодизация и продолжительность жизни. Взаимосвязь систем органов. Нервная и гуморальная регуляция их функций. Обмен веществ и энергии в организме. Нарушения в деятельности организма и их компенсация.

Общая биология

Понятие "жизнь". Современные научные представления о сущности жизни.

Уровни организации живой природы

Молекулярный. Микромолекулы, их свойства и значение. Белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, жиры, липиды. Ферменты.

Клеточный. Гипотезы происхождения клетки. Основные положения клеточной теории. Клетка - структурная и функциональная единица жизни. Химический состав клетки, его постоянство. Строение про- и эукариотной клеток. Функции органоидов. Обмен веществ и превращение энергии - основа жизнедеятельности клетки. Рост, развитие, жизненный цикл клеток. Общие понятия о делении клетки (митоз, мейоз).

Организменный. Живой организм и его свойства. Одноклеточные и многоклеточные организмы. Происхождение многоклеточных.

Бесполое и половое размножение. Половые клетки. Оплодотворение. Индивидуальное развитие организмов. Основные закономерности наследственной информации. Генетическая непрерывность жизни. Закономерности изменчивости. Ритмичность в жизни организмов.

Популяционно - видовой. Вид, его критерии. Структура, происхождение вида. Популяция - форма существования вида и единица эволюции. Экология популяций. Факторы, влияющие на численность популяций.

Биогеоценотический. Биогеоценоз. Взаимосвязь популяций в биогеоценозе. Трофические взаимоотношения. Цепи питания. Обмен веществ, поток и превращение энергии в биогеоценозе. Саморегуляция. Формирование, развитие и смена биогеоценозов. Естественные и искусственные биоценозы.

Биосферный. Биосфера и ее структура, свойства, закономерности. Круговорот веществ и энергии в биосфере. Историческое развитие органического мира.

Движущие силы эволюции: наследственность, изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. Приспособленность и ее относительность. Микро- и макроэволюция. Искусственный отбор и его роль в селекции. Происхождение жизни. Развитие жизни на Земле, основные этапы. Происхождение человека. Рациональное природопользование. Ноосфера и место в ней человека.