Бинарный урок "Век величайших открытий"

Цель урока:

1. Познакомить учащихся с научными открытиями XIX века.
2. На примере деятельности выдающихся ученых XIX века показать их самоотверженность и целеустремленность в становлении и развитии целого ряда наук и научных направлений.
3. На примере истории научных открытий ХIХ века в области естественных наук показать ученикам взаимосвязь истории и биологии;
4. Создать условия для активной познавательной деятельности учащихся на уроке.
5. Развивать умения сравнивать и обобщать материал, делать соответствующие выводы.

Оборудование урока: презентация Microsoft Power Point “Век величайших открытий”, трибуна, микрофон, торжественная одежда участников, выставка книг по теме.

Подготовку урока – конференции необходимо начать заранее. Ученики, заранее получив задание о подготовке сообщения о том или ином ученом-естествоиспытателе, готовят сообщение от первого лица.

Ход урока

Учитель истории:

Большинство открытий, на которых базируются современные знания, в частности, в области биологии, медицины, физиологии были сделаны на рубеже 18-19 веков рядом великих ученых, которым досталась честь стать основателями целых научных направлений.

Сегодня мы с вами попытаемся воссоздать атмосферу научной конференции XIX века, в которой примут участие такие ученые как Эдвард Дженнер, Чарлз Дарвин, Вильгельм Рентген, Роберт Кох, Джозеф Листер, Илья Мечников, Иван Пирогов, Луи Пастер.

Участники конференции в процессе работы должны составить конспективный план основных достижений ученых, выступающих на конференции, и дать ответ на проблемный вопрос: В чем причины стремительного развития естественных наук в XIX веке?

Учитель биологии: Для выступления на конференции приглашается Эдвард Дженнер по теме “Исследование о причинах и следствиях вариолы вакцины” (см. слайд № 1, приложение № 1)

Ученик делает сообщение от имени Эдварда Дженнера: Я, Эдвард Дженнер, родился 17 мая 1749г. в английском городке Беркли. Выбрав профессию врача, я отправился в Лондон, чтобы получить медицинское образование. Передо мной не раз открывались возможности более заманчивые, на первый взгляд, чем рутинная врачебная пpaктика.

Оспа – болезнь, уносившая ежегодно миллионы жизней. С древних времен люди искали способы борьбы с этой болезнью. Известно было, что оспой не болеют повторно. В ранку на коже здорового человека втирали жидкость из оспинного гнойничка больного. Часто эту жидкость предварительно смешивали с лекарствами. Тогда человек переносил оспу в легкой форме. От латинского названия эта процеДypa получила название вариоляция. Она зачастую приводила к эпидемиям оспы. Я не мог не задуматься о том, как научиться защищать людей без опасности для жизни. Я вспомнил случай, свидетелем которого я стал еще во время своей учебы. К моему учителю, хирургу, пришла на прием пожилая крестьянка. Врач поставил диагноз: Оспа!

“ У меня – оспа?! – запротестовала женщина, – не может такого быть, ведь я уже болела коровьей оспой”. Слова крестьянки меня удивили и заставляли часто в мыслях возвращаться к этому эпизоду. Что такое коровья оспа? Этой болезнью страдает крупный рогатый скот. У коров на вымени высыпают гнойники синеватого цвета. При дойке они могут переходить на руки доильщиков. Но протекает эта болезнь легко – через несколько дней гнойники исчезают, и во время болезни человек лишь изредка чувствует недомогание. Я стал собирать факты, чтобы подтвердить или опровергнуть существовавшее народное наблюдение: человеку, переболевшему коровьей оспой, натуральная, она же черная, оспа не страшна. Затем у меня появилось предположение, что коровья и черная оспа – это две формы одной болезни, и человек, переболевший легкой коровьей оспой, не может заболеть тяжелой черной оспой. И вот, наконец, я решился провести опыт в подтверждение своей идеи.

Решающий день настал 14 мая 1796г. Я пригласил к себе восьмилетнего мальчика Джеймса Фиппса, абсолютно здорового, и молодую доярку Сару Ниллис, больную коровьей оспой. Я обмакнул медицинский ланцет в гнойничок на руке Сары и сделал этим же ланцетом два крошечных надреза на плече Джеймса. Через несколько дней, после обычного при коровьей оспе недомогания, мальчик был здоров. 1 июля 1796 г. я взял жидкость из оспенного гнойника больного черной оспой и втер в ранку Джемсу. Если бы Джеймс заболел или перенес легкое недомогание как при коровьей оспе, то это перечеркнуло все мои надежды. Я не спал ни минуты три дня и постоянно навещал Джеймса. Через 3 дня стало ясно – оспа не привилась, мальчик остался совершенно здоров. После первой попытки я повторил опыт 23 раза, прежде чем заявить о своем открытии официально. Вскоре вакцина стала применяться повсеместно.

Учитель истории: Участники конференции могут задать вопросы Эдварду Дженнеру по теме выступления.

Учитель биологии: Для выступления на конференции приглашается Чарлз Дарвин с докладом “Происхождение видов путем естественного отбора” (см. слайды №№ 2,3, приложение № 1)

Докладчик делает сообщение от имени Чарлза Дарвина: Господа, уже ко времени посещения школы мой вкус к естественной истории и, в особенности к собиранию коллекций, ясно выразился. Я собирал всякую всячину: paковины, печати, монеты, минералы, и пытался разобраться в названиях растений.

Я заканчивал Кембридж, когда мне предложили совершить кругосветное путешествие на военном корабле “Бигль” в качестве натуралиста. Путешествие началось осенью 1831 года и продолжалось 5 лет. Роскошные картины тропической растительности и теперь стоят перед моими глазами. Величественные пустыни Пентагонии, увенчанные лесами, горы Огненной Земли произвели на меня неизгладимое впечатление. Зрелище нагого дикаря в его родной стране – событие, которое не забудешь всю жизнь.

Во время путешествия я видел множество дикарей. Вот несколько эпизодов их жизни. Ночью пять-шесть человеческих существ, гoлых и едва защищенных от ветра и дождя, спят на мокрой земле, свернувшись наподобие зверей! В часы отлива зимой и летом, днем и ночью они должны идти к скалам собирать себе моллюсков на пропитание. Если удастся убить тюленя или найти плывущий, разложившийся труп кита, то это уже праздник! И к такой безвкусной пище присоединяется множество безвкусных ягод и грибов.

Много интересного я обнаружил на Галапагосских островах. Эти острова населены такими животными, которые больше нигде не встречаются. Например, крыса, которая отличается от обычной крысы настолько, что ей было дано другое название. Здесь я задумался: она принадлежит к группе крыс Старого Света и так как на остров в продолжение последних полутораста лет заходили корабли, я едва ли могу усомниться в том, что эта крыса есть не более как разновидность, произведенная особенностями нового климата, пищи, почвы, влиянию которых она была подвержена. Видя такие изменения, можно, в самом деле, предположить, что один вид был взят природой и видоизменен для различных целей.

На борт корабля я ступил нисколько, не сомневаясь в вечности и неизменности видов. Но, сходя на берег после путешествия, я был уверен, что виды могут изменяться, порождать другие виды. В 1838 году я начал писать первый очерк об эволюции. За два года работы над ним он разросся до 230 страниц. Но главный труд всей своей жизни “Происхождение видов путем естественного отбора” я создавал более 20 лет.

Учитель истории: Участники конференции могут задать вопросы Чарлзу Дарвину по теме выступления.

Учитель биологии: Для выступления на конференции приглашается Вильгельм Конрад Рентген. Тема его доклада “Загадочные X-лучи” (см. слайд № 4, приложение № 1)

Докладчик делает сообщение от имени Вильгельма Рентгена: Я окончил в 1868 году Высшую техническую школу в Цюрихе и получил степень доктора. Мои научные интересы в области экспериментальной физики были очень широки. Я исследовал пироэлектрические свойства кристаллов, теплоемкость газов, но главное открытие было впереди….

Все началось поздним вечером 8 сентября 1895года. Пожелав жене спокойной ночи, я спустился вниз, немного поработать перед сном. Время летело быстро, но вот я почувствовал усталость. “На сегодня, пожалуй, хватит”, – потушил свет и вдруг. Мираж! Казалось, будто в темную комнату сквозь щель в задернутых шторах пробился лунный зайчик. Но откуда? Небо давно уже сплошь затянуто тучами. Между тем на столе разливалось призрачное зеленоватое сияние. Оно исходило от стеклянной баночки с кристалликами платиносинеродистого брома. Он способен флуоресцировать, попав под солнечные лучи, начинает источать красивое лунное свечение, которое, однако, через доли секунды прекращается, как только соль снова оказывается в темноте. А здесь оно почему-то не гаснет. Быть может…Нет, от лабораторной лампы ничего подобного не бывает.

Я в волнении оглянулся. Как это я не заметил сразу – Круксова трубка под напряжением. Вот что значит переутомление, забыл выключить. Щелчок рубильника и миража как не бывало. Я снова включаю прибор. И опять мерцание. Неужели трубка, но она так далеко от кристаллов, в 1,5 метрах, да еще под светонепроницаемым колпаком из картона, плотным, без щелей. Я, разумеется, как и все здесь присутствующие, знал, что она порождает катодные лучи, которые заставляют светиться ее стеклянную стенку.

Что же это за загадочные икс-лучи?

Я отдалился от семьи, закрылся в лаборатории, и даже днем никого к себе не пускал.

Я то и дело включал трубку, но никак не мог найти ответ на мучивший меня вопрос. Но вновь на помощь пришел случай. Однажды я оставил на столе шкатулку с кольцами прямо перед Круксовой трубкой и, когда я занялся привычным уже мне делом, то заметил, что на том месте, где всегда был загадочный мираж, появились маленькие пятнышки. Господи, еще одна загадка. Но тут я увидел шкатулку, и меня осенило. Я убрал шкатулку, и пятнышки исчезли. Тогда на место шкатулки я подставил свою руку и увидел тень, но не от руки, а от скелета руки. Я бросился за женой. Фрау Берге обрадовалась, что я наконец вышел из кабинета да еще с таким счастливым лицом. Я подвел к лампе, включил рубильник и показал, куда нужно просунуть руку. Она это сделала и чуть не вскрикнула, увидев скелет, напоминавший какую-то палку с пятью тоненькими палочками разной длины. Я долго не решался обнародовать свое открытие, но все-таки 28 декабря я представил свое открытие перед научным сообществом. Его признали.

Учитель истории: Участники конференции могут задать вопросы господину Рентгену по теме выступления.

Учитель биологии: Для выступления на конференции приглашается Роберт Кох. Тема его доклада “Без бактерий – нет туберкулеза” (см. слайд № 5, приложение № 1)

Докладчик делает сообщение от имени Роберта Коха: В душе я был искателем приключений. Я мечтал поступить на военную службу хирургом или судовым врачом и объездить весь мир. Жизнь оказалась намного прозаичней. Мне досталась должность младшего врача в Гамбургском доме умалишенных. Затем я сменил это место на работу сельского врача. Обыденность и однообразие сельской медицинской пpaктики скрашивались для меня лишь частыми переездами с места на место, из деревни в деревню вместе с женой Эммой.

Так и текла бы моя жизнь, если бы однажды фрау Кох не подарила мне на день рождения микроскоп. Этот прибор неожиданно открыл для меня увлекательный мир, затмивший мои мечты о джунглях Индии и пампасах Патагонии. Многие вечера я теперь проводил, склонившись над микроскопом. Вначале я работал с микроскопом без определенных целей. Но вот однажды я поместил под микроскоп мaзoк крови овцы, умершей от сибирской язвы. Я стал сравнивать этот мaзoк с мазком крови здоровой овцы. И обнаружил отличие: в крови больного животного имелись бактерии, похожие на маленькие палочки. Иногда эти палочки склеивались в длинные нити. Конечно, это наблюдение могло оказаться случайностью, но тщательно изучив вопрос, я пришел к выводу: увиденные мною бактерии и есть возбудители сибирской язвы.

Долго и кропотливо, очень самокритично, проверял я результаты своей работы. И, наконец, я сумел получить чистую культуру бактерии сибирской язвы. В 1876 г. в течение 3 дней я показывал слушателям целый ряд убедительных опытов с мышами и бактериями сибирской язвы. Это был триумф науки.

В 1877 г. я стал изучать развитие туберкулеза. Я стал рассматривать под микроскопом внутренние органы человека, умершего от туберкулеза, но возбудителя я так и не нашел. Тогда я решил окрасить препараты. Сделав мaзoк легочной ткани больного, я поместил его в раствор красителя. Теперь под микроскопом стали видны палочки бактерий туберкулеза, которые впоследствии назвали палочками Коха.

24 марта 1882г. на заседании Берлинского физиологического общества я сумел доказать, что без бактерий нет туберкулеза. Я высеивал бактерию на питательной среде, где она размножалась, а затем заражал ею животное. Среди моих научных открытий – использование желатиновых полосок для посева бактерий. Я был первым человеком, сфотографировавшим бактерии. В 1883 г. я начал поиски возбудителей холеры, мои изыскания увенчались успехом, правда, для этого мне пришлось съездить в Индию, но что не сделаешь ради науки. В период с 1884 по 1907гг. мною были открыты возбудители таких страшных болезней, как бубонная чума, столбняк и др.

Среди моих наград одной из самых главных я считаю Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Учитель истории: Участники конференции могут задать вопросы господину Коху по теме выступления.

Учитель биологии: Для выступления на конференции приглашается Джозеф Листер с докладом “Фенол и его применение в медицине” (см. слайд № 6, приложение № 1)

Докладчик делает сообщение от имени Джозефа Листера: Господа, еще недавно состояние хирургии было беспросветно тяжелым. Ни одной, даже самой маленькой операции нельзя было произвести без чрезвычайной опасности для жизни больного. Самые незначительные ранения часто приводили к cмepти. В Крымскую войну от последствий ранений и болезней погибло в 9 раз больше солдат, чем от вражеских пуль. И это в армии, куда отбирают крепкую и здоровую молодежь. Раны неожиданно начинали гноиться. А с проникновением нагноения вглубь, у больного появлялись высокая температура, бред, иногда тяжелое сонливое состояние, а в тяжелых случаях – полное помутнение сознания и cмepть. После любой операции из 100 человек от нагноений умирало 92, то есть почти все. Часто нагноение длилось годами, а когда гной проникал в кровь, возникали нарывы в разных частях тела – и общее заражение крови вело к cмepти.

Хирурги и врачи давно заметили тесную связь между нагноением ран и общим состоянием здоровья раненых. Каких только средств они не придумывали для спасения от этого зла! Но ничто не помогало. Хирургия зашла в тупик.

Проблемой послеоперационных заражений я заинтересовался еще будучи студентом Лондонского университета, когда изучал под микроскопом образцы гангренозной ткани. Вопреки господствовавшему тогда представлению, что раневые инфекции возникают под действием неких миазмов, витающих в больничном воздухе, я предположил, что их вызывает “живое начало”, занесенное в рану извне.

Когда же я познакомился с работами Луи Пастера, то пришел к мысли, что инфицирование ран у хирургических больных вызвано микробами, попадающими в открытую рану из окружающей среды. Ведь общеизвестно, что когда мы, хирурги, оперируем больного, то исход операции зависит не только от нашего таланта. Я провел ряд опытов с карболовой кислотой (фенолом) и начал применять ее для обработки рук и инструментов при операции. Первая операция с применением раствора карболовой кислоты была сделана рабочему-литейщику Джону Хейну, поступившему ко мне с тяжелейшим переломом ноги. Несмотря на тяжелейший перелом, он остался жив.

Мне пришлось потратить много усилий, чтобы доказать коллегам, что раствор карболовой кислоты уничтожает инфекцию и ускоряет заживление ран. Я спас многих людей, сохранил им руки и ноги, которые прежде в подобных случаях ампутировали. Я даже изобрел пульверизатор, через который в операционной можно распылять раствор карболовой кислоты и тем самым дезинфицировать помещение, руки хирурга, его одежду, инструменты.

Постепенно cмepтность от операций уменьшилась в шесть раз, хирургическое вмешательство стало менее опасным, и в этом есть и моя заслуга.

Учитель истории: Участники конференции могут задать вопросы Джозефу Листеру.

Учитель биологии: Для выступления на конференции приглашается Илья Мечников. Тема его доклада “Клеточный иммунитет” (см. слайд № 7, приложение № 1)

Докладчик делает сообщение от имени Ильи Мечникова: В юношестве я увлекался биологией. В 17 лет поступил в Харьковский университет, закончив его в 19 лет (за два года экстерном), выпустил свою первую печатную работу. После университета я проходил специализацию в Германии и Италии, изучая эмбриологию морских беспозвоночных. Мои работы по эмбриональному развитию животных подтвердили эволюционную теорию Чарльза Дарвина. В 23 года я защитил докторскую диссертацию в Петербургском университете. С 25 лет я – профессор Одесского университета. Спустя несколько лет там же я организовал первую русскую бактериологическую станцию.

Наблюдая за личинками морской звезды, я заметил, как подвижные клетки окружают и поглощают чужеродные тела. Рассматривая клетки крови собаки, я наткнулся на маленькие тельца, они облепляли любую клетку-пришельца и уничтожали вторженца любого клеточного размера. Я назвал это явление фагоцитозом, а клетки – фагоцитами. Именно эти клетки выполняют защитную функцию в организме и обеспечивают иммунитет. Впоследствии мною была создана теория иммунитета. Для разработки теории иммунитета мне приходилось проверять действие микробов тифа и холеры на себе. Я увлекся получением и применением сывороток и вакцин, и отдавал их изготовлению все свое свободное время. Враждебно настроенные одесские врачи называли меня “бессмысленным ловцом запятых” (“запятые” – это возбудители холеры).

В течение ряда лет мои идеи не воспринимались научной общественностью, поэтому я покинул Россию. Я неоднократно пытался вернуться в Россию, но удушливая атмосфера царской России была мне не по душе. Я всегда говорил, что человек способен на великие дела. Я с исключительной теплотой отношусь к людям и как гуманист не могу примириться со страданиями и невзгодами людей. В 1903 году я написал книгу “Этюды о природе человека”, в которой описал как нужно “жить правильно”.

В 1908 году совместно с Эрлихом за труды “по иммунитету” удостоен Нобелевской премии по медицине и физиологии, чем я очень горжусь! В 1909 году я все-таки вернулся в Россию, где занялся изучением кишечных бактерий. Главное мое убеждение – воспаление и высокая температура – это не болезнь, а борьба организма с ней. Если есть температура – это “хорошо” – организм борется с инфекцией, если рана гноится – это “хорошо” – организм борется!

Учитель истории: Участники конференции могут задать вопросы господину Мечникову по теме выступления.

Учитель биологии: Для выступления на конференции приглашается Николай Пирогов по теме “Применение эфирного наркоза в военно-полевой хирургии” (см. слайд № 8, приложение № 1)

Докладчик делает сообщение от имени Николая Пирогова: Меня зовут Николай Иванович Пирогов. Родился я в 1810г. в семье мелкого служащего. В 1828 году я закончил медицинский факультет Московского университета. С 1833 по 1835гг. стажировался в университетах Германии. В 1841г. я занял должность главного врача хирургического отделения Военно-сухопутного госпиталя в Санкт-Петербурге. В этом госпитале он учредил изоляционное отделение для больных с гнойными заболеваниями. Я потребовал не оставлять зараженных больных вместе со свежераненными и оперированными пациентами и настойчиво рекомендовал врачам содержать палаты в чистоте и осматривать больных только с чистыми руками.

Будучи хирургом, я как никто другой, понимаю значение анатомических знаний для пpaктического врача. Мною был опубликован “Полный курс прикладной анатомии человеческого тела”.

В своей пpaктической деятельности я предложил ряд операций, в том числе пластическую, но больше всего меня всегда волновал вопрос, как обезболить операцию, потому что чаще всего на операционном столе больные умирали не от ран, а от болевого шока. В 1847 г. за границей среди ведущих врачей мира разгорелась дискуссия о целесообразности применения наркоза. Мы с коллегами тем временем начали исследования эфира и хлороформа как средства анестезии, поскольку для нас вопрос необходимости наркоза во время операции был очевиден. И когда все опыты были завершены, их результаты мы постарались как можно быстрее ввести в медицинскую пpaктику. Через 4 месяца после открытия эфира я впервые провел операцию под эфирным наркозом на поле боя. В том же, 1847г., я испытал на животных различные методы обезболивания и дал подробное клинико-экспериментальное обоснование действия эфира и хлороформа на живой организм.

Учитель истории: Участники конференции могут задать вопросы господину Пирогову.

Учитель биологии: Для выступления на конференции приглашается Луи Пастер. Тема его доклада “Микроорганизмы” (см. слайд № 9, приложение № 1)

Докладчик делает сообщение от имени Луи Пастера: Меня зовут Луи Пастер. Я родился 27 декабря 1822 года в небольшой деревушке Франции. Мой отец пытался сделать все, чтобы я стал образованным человеком. По окончании школы я продолжал обучение в Париже, в старейшем французском учебном заведении. И здесь я, услышав лекции знаменитого химика Дюма, увлекся химией. Однажды ко мне, как к химику, обратился один богатый винокур с просьбой помочь в винном деле. Он жаловался, что ежедневно терпит несколько тысяч франков убытка из-за испорченного вина. Я совсем не представлял себе, как смогу помочь обратившемуся ко мне человеку. Я никогда не задумывался над тем, как и почему свекла превращается в спирт. Но все же побывал на заводе винокура и набрал в бутылки образцы свекольной массы из “больных” чанов, дававших слишком мало спирта, и из “здоровых”, дававших достаточное количество.

Сначала я решил исследовать жидкость из “здоровых” чанов. Я взял одну каплю жидкости, перенес ее на стеклышко и взглянул в микроскоп. В капле оказалось множество крошечных шариков желтоватого цвета. Я понял, что это дрожжи. После этого я занялся исследованием испорченной свекольной жидкости. Я внимательно осмотрел бутылку, и меня заинтересовали комочки, прилипшие к стенкам. И еще комочки плавали на поверхности жидкости. Я выудил один из них , растер в капле чистой воды и, посмотрев в микроскоп, увидел нечто странное, – огромную, беспорядочно шевелящуюся массу крошечных палочек. В бутылке, как и в чанах, оказался не спирт, а молочная кислота. Эти исследования навели меня на мысль, что все другие мельчайшие существа также производят полезную, а может и опасную для мира работу. Я их находил не только в свекольных чанах, в которых бродит сахар, превращаясь в спирт, но и в бочках, где виноградный сок превращается в вино.

Безусловно, самой известной моей победой стала работа по вакцинации против бешенства – инфекции, не поддававшейся никакому контролю и навевавшей поистине животный ужас. В момент наивысших сомнений мне помог случай. 6 июля 1885 года в мою лабораторию привели 9-летнего мальчика Жозефа Мейстера. Он был настолько искусан, что никто, включая его мать, не верил в выздоровление. Вакцинация была последней соломинкой. История получила широкую огласку, и вакцинация Жозефа проходила при собрании публики и прессы. К счастью, мальчик полностью выздоровел, что принесло моей лаборатории мировую славу, и сюда потянулись пострадавшие от бешеных животных не только из Франции, но изо всей Европы и даже из России.

Проверку конспектов, обсуждение с классом проблемного вопроса, поставленного в начале конференции, можно перенести на следующий урок.

Учитель биологии: Достижения науки, как и любой другой науки, рано или поздно находят применение в пpaктической деятельности человека. XIX век – это век формирования крупномасштабных, всеобъемлющих учений, заложивших теоретический фундамент медицины, биологии. Это был век, который по праву можно назвать ренессансом медицинской науки.

Список использованной литературы:

1. Энциклопедия для детей. Биология. – М.: Аванта+, 1994.

2. Николаенко Н. И. Невидимые друзья и враги человека. – Ставрополь: Краев. кн. изд-во, 1945.

3. Сонин Н.И., Сапин М.Р. Биология. Человек. 8 класс. – М: Дрофа, 2004.