"Я не могу не стараться познать" Урок биологии по Вернадскому.

«Я не могу не стараться познать». Урок в 11 классе, посвященный 152 – летию со дня рождения В.И.Вернадского, Году экологии в Российской федерации. Заикина Е.А., учитель МАОУ СОШ №90, г. Златоуст             В этом году исполняется 152 лет со дня рождения великого ученого Владимира Ивановича Вернадского (1863 – 1945). Существует мнение, что избрание ученого почетным членом научных учреждений было почетно не только для него, но и для тех учреждений, которые его избирали. Так высоко оценил роль Вернадского для развития науки геолог, академик Д.В.Наливкин на праздновании 100­ летия со дня рождения ученого. Ученый – энциклопедист   творил   на   стыке   нескольких   наук:   кристаллографии,   минералогии, радиометрии, биогеохимии и др.   Имеено такой подход позволил создать принципиально новое учение о биосфере, определить роль Человечества в глобальных биогеохимических циклах.   Представляют   интерес   для   изучения   философские   взгляды   на   развитие человеческого общества. В современном мире взгляды Вернадского особенно важны для понимания траектории развития Человечества и сохранения среды нашего обитания. Об этом   ученом   необходимо   говорить   со   школьниками   не   сухим   языком   учебника. Прикоснуться к его наследию можно, изучая его цитаты и примеры, которые по стилю изложения   и   содержанию   доступны   для   понимания   современным   школьникам, высказывания других деятелей науки о его научном наследии.             Для изучения темы «Биосфера – глобальная экосистема» предлагаю использовать следующие   материалы.   Представленные   материалы   можно   использовать   для   изучения нового материала, после лекции по теме, для проведения юбилейной конференции.             Для знакомства с биографией В.И.Вернадского приготовьте презентацию   «Портреты предков». Дед  Владимира   Ивановича   Василий   Иванович   с   детских   лет   мечтал   стать   врачом.   Он бежал   из   дома   в   Церковщине   (Запорожье),   пешком   добрался   до   Москвы,     поступил   в университет   на   медицинский   факультет.   После   окончания   университета   стал   работать лекарем. В должности штаб – лекаря российской армии участвовал в переходе Суворова через Альпы. Он лечил и русских, и французов, и итальянцев, и австрийцев. Его заслуги перед   Родиной   были   признаны   не   только   в   России,   Наполеон   наградил   его   орденом Почетного легиона. Бабушка – Екатерина Яковлевна Короленко (родная сестра писателя В.Г. Короленко). Во  время войны 1812г. она сопровождала мужа в обозе. Вероятно, стала прототипом «штаб –  лекарской жены» в романе Л.Н.Толстого «Война и мир». Отец  –   Иван   Васильевич   Вернадский   окончил   Киевский   университет.   Получив профессорское звание, стал читать лекции студентам по экономике в Киеве, а потом и в Москве. Публиковал заметки в журнале «Русский вестник». Переехав в Петербург, он стал 1 членом   Вольного   экономического   общества   и   членом   Центрального   статистического комитета Министерства иностранных дел.   Начал издавать   журнал «Экономист». После болезни   отца   семья   переехала   жить   в   Харьков,   где   отец   был   директором   конторы Государственного   банка.   После   возвращения   в   Петербург   снова   стал   заниматься издательской деятельностью. Мать – Анна Петровна Константинович (вторая жена отца) занималась домашним  хозяйством. Прекрасно пела и вышивала. Владимир Иванович Вернадский родился в 1863г. в Петербурге. В 1873г. поступил в Харьковскую гимназию. Он интересовался всеобщей историей, славянской литературой, историей   религии   и   философии,   естествознанием.   В   1876г.   он   поступил   в   1   –   вую классическую   гимназию,   после   окончания,   которой   мог   продолжить   обучение   в университете   на   естественном   отделении   физико   –   математического   факультета.   Он посещал   лекции   Менделеева,   Бекетова,   Сеченова,   Докучаева,   Бутлерова   и   других ярчайших ученых. Владимир Иванович работал в минералогическом кабинете, химической лаборатории, экспедиции по изучению почв и черноземов России, научном литературном обществе… В год окончания университета  (1884) умер отец. На попечении осталась мать. Он   остается   работать   в   университете.   В   1885г.   защищает   диссертацию   и   становится хранителем   Минералогического   кабинета.   Ведет   научную   деятельность   в   нескольких направлениях: кристаллография – 1890 – 1894 минералогия – 1898 – 1908 радиогеология – 1910 – 1937 биогеохимия – 1916 – 1926 учение о ноосфере – 1925, 1938 – 1945 (по Флоренскому К.П.). 1945 ­­ 6 января в 5 часов дня на 82­м году жизни умер от кровоизлияния в мозг. По окончании урока учащиеся должны закончить библиографическую справку об  ученом «Значение научной деятельности В.И.Вернадского для развития науки».             Для проведения урока разделите класс на четыре группы. Каждая группа получит  задание по одной из тем: «Биосфера», «Функции живого вещества в биосфере»,  «Ноосфера», «Человечество в биосфере».                 Задание для рефлексии: подтвердите слова Ферсмана «Десятилетиями, целыми  столетиями будут изучаться и углубляться его гениальные идеи, а в трудах его –  открываться новые страницы, служащие источником новых исканий».       «Биосфера». Термин «биосфера» появился в научной литературе в 1875г. в книге австрийского геолога Эдуарда Зюсса (определения не дал).  Он писал о биосфере: «Одно кажется чужеродным на этом   большом,   состоящем   из   сфер   небесном   теле,   а   именно   органическая   жизнь…   На поверхности материков можно выделить биосферу…». Вернадский В.И. работал над этой темой с 1911г. В 1923г. дал свое определение биосферы. Он уточнял его в последствии еще 15 раз. Вернадский В.И. писал о биосфере.  «Земная кора захватывает в пределах нескольких десятков километров ряд геологических оболочек, которые когда то были на поверхности Земли биосферами». 2 «Живое   вещество   охватывает   и   перестраивает   все   химические   процессы   биосферы… Живое вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени». «Миграция   химических   элементов   на   земной   поверхности   и   в   биосфере   в   целом осуществляется при непосредственном участии живого вещества или же протекает в среде, геохимические особенности которой преимущественно обусловлены живым веществом как тем, которое в настоящее время населяет данную систему, так и тем, которое действовало на земле в течении всей геологической истории». Задание. Объясните, почему ученый так долго и тщательно прорабатывал это понятие?   Почему именно к Вернадскому обратилось геолого­географическое отделение Академии  наук с  просьбой  возглавить  Комиссию  по  радиоактивному  определению  времени? О  каком времени идет речь? Дайте современное определение биосферы. «Функции живого вещества в биосфере». По Вернадскому их девять: «а) газовая; б) кислородная; в) окислительная; г) кальциевая;  д) восстановительная; е) концентрационная; ж) функция разрушения органических  соединений; з) функция восстановительного разложения; и) функция метаболизма и  дыхания организмов». Современная наука различает следующие функции:   энергетическая, концентрационная, газовая, деструктивная, средообразующая,  транспортная. Задание:   определите   функцию   живого   вещества   в   биосфере   в   примерах,   разъясните сущность биогенной миграции атомов. Сделайте вывод, что Вернадский понимал под «всюдностью и давлением жизни». Примеры функций живого вещества в биосфере. 1 «Она может покрыть всю Землю и пожрать все, что есть на земле. Когда она вырывается, меркнет   Солнце   и     звезды   утрачивают   свой   блеск»   (отрывок   из   старинной   арабской рукописи). Дж. Карутерс приводит данные о перелете саранчи над Красным морем. Они занимали пространство 6 тыс. кв. км, вес составлял 4,4* 107  тонн, что отвечает количеству меди, свинца, и цинка, взятых вместе, которые были добыты человечеством в течении 19 века. «Что   представляет   собой   туча   саранчи   с   биохимической   точки   зрения?   Это   как   бы дисперстная  горная порода, чрезвычайно химически активная, находящаяся в движении». 2 «Прежде всего на собранных с одного и того же пруда двух различных видах ряски выяснилось, что растения и животные концентрируют в своем организме из окружающей их среды радий.  Ясно,  что плавающие организмы, как ряска, берут радий только  из воды, в которой они живут.  Соответственными  определениями установили,  что  содержание  радия  в  живом  организме  в  56  раз  больше количества его в воде. Особенно интересным оказался  случай с  одним из видов ряски, в которой   радий обнаруживался в то время, когда в воде его найти не удалось. Такого рода факты  были известны  и  для  других  химических  элементов, например  йода, марганца,  фосфора». 3 «Только жизнь с ее морфологическими усложнениями может удержать солнечный луч на Земле миллионы лет, как мы это видим на примере каменного угля». 4 Вернадский по степени концентрации химических элементов разбил живые организмы на группы   с   концентрацией   элемента   более   10%:   кремневые   (диатомовые   водоросли, радиолярии, кремневые губки), кальциевые (бактерии, водоросли, простейшие, моллюски, иглокожие и др.), железные (железобактерии). 3 5   В   эксперименте   14   видов   бактерий,   выделенных   из   кишечника   дождевых   червей, разлагали минералы. Легче всего в раствор переходили щелочные и щелочно – земельные элементы, железо, кремнезем и глинозем. 6 Вернадский доказал биогенное происхождение кислорода и азота атмосферы. Доказано, что 50% водорода тоже имеют биогенное происхождение. 7   Осенью   много   разлагающейся   органики,   а   при   ее   разложении   выделяется   большое количество тепла. Значит, «бабье лето» вызывают грибы ?! 8 «Питание наземных организмов морской пищей идет в таких размерах, что, может быть, компенсирует – во  всяком случае,  возвращает  на сушу – соизмеримую  часть тех масс химических элементов, которые реки в растворе приносят с суши в море. С мезозойской эры эту роль главным образом играют птицы». «Человечество  в биосфере». Вернадский определил место человека в биосфере: «1 Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое  вещество, есть определенная функция биосферы. 2 Человек во всех его проявлениях составляет определенную закономерную часть строения биосферы. 3 «Взрыв» научной мысли в 20 столетии подготовлен всем прошлым биосферы и имеет  глубочайшие корни в ее строении… Цивилизация «культурного человечества» ­ поскольку  она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере, ­ не прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее  исторически, вернее геологически, сложившейся организованности биосферы».            Задание: объясните смысл высказываний ученых. ­ «Человек ввел в структуру планеты новую форму действия живого вещества на обмен  атомов живого вещества с костной материей. Раньше организмы влияли на историю тех  атомов, которые нужны были для их роста, размножения, питания, дыхания. Человек  расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и для создания  цивилизованных форм жизни». «…биогенная миграция, вызванная  техникой жизни, стала  преобладать  по своему  значению   над  биогенной  миграцией,   производимой  массой  живого вещества. При этом изменились  биогенные миграции  для всех элементов.  Этот процесс совершился  чрезвычайно быстро, в геологически ничтожное время.  Лик Земли изменился до неузнаваемости, и совершенно ясно, что  процесс изменения только что начался». Докажите, что представление о биогенной миграции атомов стало основой учения о геологической   деятельности  человека.  Каковы, по вашему мнению, последствия изменения круговоротов веществ в биосфере.  ­ Энгельс в "Диалектике природы" пишет: "И так  на  каждом шагу  факты напоминают нам о том, что мы   отнюдь   не властвуем   над природой так, как завоеватель властвует над чужим народом, не властвуем над нею  так,  как кто­либо  находящийся вне  природы, ­­ что  мы, наоборот,  нашей плотью, кровью и мозгом принадлежим  ей  и находимся внутри ее, что все наше господство над ней состоит в том, что мы, в отличие от всех других существ, умеем познавать ее законы и правильно их применять". ­       «Научная     человеческая   мысль   могущественным   образом     меняет   природу.   Нигде, кажется,  это не  проявляется  так  резко,  как в истории  химических элементов и земной коре,   как   в   структуре   биосферы.   Созданная   в   течение   всего   геологического   времени, установившаяся в своих равновесиях биосфера начинает все сильнее и глубже меняться под влиянием научной мысли человечества. Вновь создавшийся геологический фактор ­­ 4 научная  мысль ­­  меняет явления жизни, геологические  процессы,  энергетику планеты. Очевидно,  эта  сторона  хода научной мысли человека является  природным явлением! Мы должны выбросить  из своего  мировоззрения  в  научной работе представления,  вошедшие к  нам из чуждых науке областей духовной жизни ­­ религии,  идеалистической философии, искусства...». «Ноосфера». Термин ноосфера принадлежит французским ученым Э.Леруа и П.Тейяр де Шардену. Они  считали, что ноогенез переходит в теогенез (тео – Бог). В 1944г. вышла статья Вернадского «несколько слов о ноосфере».  Он писал: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И  перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в  интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние  биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера». ­ Из воспоминаний.  «Первая  мировая война 1914­­1918  годов  лично в  моей  научной   работе отразилась  самым решающим  образом. Она изменила в корне мое  геологическое миропонимание. В атмосфере этой войны  я подошел в геологии к новому  для  меня  и для  других  и  тогда   забытому   пониманию   природы  ­­   геохимическому  и  к биогеохимическому, охватывающему и косную и  живую природу с  одной и той же точки зрения. ­    «Понятие "жизнь" всегда выходит за пределы  понятия  "живое  вещество" в области философии, фольклора, религии, художественного  творчества. Это  все отпало в "живом веществе". ­      Из воспоминаний. «То было последнее  предвоенное лето.  Гитлеровские  войска  оккупировали  Францию.  Фашистские самолеты  беспрерывно бомбардировали  Англию,  Польша не  существовала. Все  это постоянно обсуждалось за столами и в  гостиной. Сосед  Вернадского решился, наконец, спросить:      ­­ А как вы думаете, Владимир Иванович? Чем кончится война?      Владимир Иванович коротко ответил:      ­­ Немцы ее проиграют. Они не могут не проиграть!»      "Немцы пытаются силой создать насильственный поворот хода истории, но я считаю  их положение  безнадежным", ­­ писал он в одном письме и  пояснял  в другом! "Это не оптимизм, а эмпирический вывод!" ­    "Благодаря   понятию  о   ноосфере  я   смотрю  в  будущее  чрезвычайно Оптимистично.  Немцы   предприняли  противоестественный ход в своих  идейных  построениях, а так как человеческая история не есть что­нибудь случайное и теснейшим  образом связана  с историей биосферы, их будущее неизбежно приведет их к упадку, из   которого им нелегко будет выкарабкаться!" Задание. Как Вернадский понимал термин ноосфера? Как изменились представления о  ноосфере со времени выхода в свет работы ученого? Как согласуется с взглядами  Вернадского современная концепция устойчивого развития?  Подведение итогов работы.                   Молодой Вернадский пишет в своем дневнике жизненную программу. «Первое дело:                                                                                                                                    1 Выработка характера. Преимущественно следует: откровенность, небоязнь высказывать и защищать свое мнение, отброс ложного стыда, небоязнь доводить до конца свои воззрения,  самостоятельность. Выработка речи.                                                                                      2  5 Образование ума: а) знакомство с философией, б) знакомство с математикой, музыкой,  искусствами.                                                                                                                                      Задача человека заключается в доставлении наивозможной пользы окружающим… Наряду  с этим нельзя забывать, что жизнь человека кончается с тем, что называют иногда  «временной, земной», и что здесь, в этой жизни он должен достигнуть возможно большего  счастья. Такое состоит как в умственном кругозоре, так и в материальной обеспеченности;  умственный кругозор – наука; художественный – изящные искусства, поэзия, музыка,  живопись, скульптура…; материальная обеспеченность – необходима в меньшей степени,  так как ее удовольствия отходят на второй план, но необходимость их слишком  чувствительна и без нее обойтись нельзя и незачем». Обсуждаем жизненную программу ученого и формулируем библиографическую справку об ученом «Значение научной деятельности В.И.Вернадского для развития науки». 1 «Можно говорить о всей жизни, о всем живом веществе как о едином целом в механизме  биосферы». Принцип целостности биосферы. 2 «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в  целом». Геологическая роль живого вещества. 3 «Можно рассматривать всю эту часть живой природы как дальнейшее развитие одного и  того же процесса превращения солнечной световой энергии в действенную энергию земли». Область распространения автотрофных организмов зависит от наличия солнечного света. Космическая роль живого. 4  Живое не случайно. Жизнь геологически постоянна, меняется только форма  приспособленности. 5 Приспосабливаясь, жизнь постепенно захватила биосферу («всюдность»). Количество  живого вещества на планете постоянно. 6 Для сохранения целостности биосферы Человечество должно соблюдать законы развития биосферы, чтобы сохранить равновесное состояние. Глобальный характер единства человека с природной средой. Подведите итоги урока, используя слова Ферсмана.       6