- расширить кругозор знаний обучающихся по предмету"биология";

- развитие познавательного интереса к изучению собственного организма;

- подвести обучающихся к выводу о важнейшем значении скорости реакции человека на раздражители в его жизни.

Задачи:

Образовательные:

- создать условия для определения скорости реакции с помощью акселерометра в отсутствии и при наличии отвлекающих факторов;

- актуализировать и расширить понятие «скорость реакции» человека;

- выяснить от каких факторов зависит время реакции человека;

-на основе полученных результатов сформулировать рекомендации для тренировки скорости реакции человека.

Развивающие: обучающиеся

- создать условия для развития аналитических способностей обучающихся как уменияанализировать, обобщать, сравнивать и делать выводы, использовать теоретические знания при решении практических задач;

- продолжить формирование умений работать с текстом, в группах проводить эксперименты и делать по ним выводы;

- содействовать формированию самостоятельной познавательной деятельности, внимание, памяти, логического мышления, креативности учащихся.

-содействовать развитию умений осуществлять рефлексивную деятельность

Воспитательные: обучающиеся

- повышают биологическую культуру;

-проявляют интерес к изучению строения своего тела, что способствует привитию санитарно - гигиенических норм и здоровому образу жизни;

- содействовать развитию культуры взаимоотношений при работе в парах, группе, коллективе;

- воспитывать стремление вести активный образ жизни;

Оборудование и материалы: оборудование профильной лаборатории по физиологии «Точка роста», «Цифровая лаборатория в области нейротехнологий. Практикум по биологии»

Технология занятий: кейс – технология с элементами исследования

Этапы мероприятия.

1. Вводная часть.

2.Основная часть(работа с кейсом).

3. Заключительная часть.

4. Рефлексия.

Технологии/методы:

- информационно-коммуникационная технология;

- технология коллективного обучения;

- технология здоровьесбережения;

- кейс-метод;

Формы организации деятельности учащихся:

-коллективная - групповая/индивидуальная: проведение исследований, работа с датчиками цифровой лаборатории по физиологии и нейротехнологии;

-кооперативно-групповая (работа в малых группах): работают с кейсом;

Типология кейса: обучающий (личностный, текстовый, макро-кейс исследование), метод анализа конкретных ситуаций.

Проблема: скорость реакции человека на раздражители имеет огромное значение не только в спорте, но и в обычной жизни, наполненной стрессовыми ситуациями и техногенными опасностями. Скорость реакции необходимо тренировать учащимся, которые готовятся к сдаче итоговой аттестации. Насколько быстро выпускник быстро может реагировать на поставленные вопросы, зависит его результат. С увеличением темпа жизни в современном обществе проблема снижения времени реакции на раздражитель с каждым днем становится все актуальнее.

Вопросы кейса:

1. Что такое скорость реакции человека?

2. Как измерить скорость реакции?

3. Чем ограничена скорость человека?

4. Как повысить скорость реакции?

«Не может быть не только двух людей, но и двух листьев на дереве совершенно одинаковых».

Л.Н. Толстой

Ход мероприятия.

I. Вводная часть

Вступительное слово учителя.

Одна из важных характеристик работы нервной системы – скорость реакции на раздражители. Некоторые реакции непроизвольны: мы отдергиваем руку от горячего утюга или зажмуриваем глаза, в который летит камушек, даже не успев подумать об этом.

• реакции – осознанные, то есть соответствующие действия человек делает специально. Скорость таких реакций меньше, чем у непроизвольных, потому что, они задействуют больше нервных связей. Быстрая реакция нужна всем, чтобы максимально обезопасить себя на улице и дома: правильно вести себя в критической ситуации и то, как реагирует человек на внешние раздражители, зависит не только здоровье, но и успешность человека в работе, а иногда и жизнь. Мало кто знает или хотя бы задумывался над тем, от чего же зависит скорость реакции? Как ее измерить? И можно ли ее улучшить? Вопросов много, а ответов практически нет. В ходе занятия постараемся ответить на возникшие вопросы.

II. Основная часть

1. Скорость реакции с точки зрения физиологии.

Прежде чем говорить, как измерить скорость реакции, мы должны выяснить, что такое рефлекс. Ведь реакция на что-либо — это и есть рефлекс.

Рефлексом называют ответ организма на раздражение, происходящий при участии центральной нервной системы.

Рефлекс начинается с раздражения рецепторов. Рецепторы — это окончания чувствительных нервных волокон или специальные чувствительные клетки, преобразующие раздражения в нервные импульсы. По чувствительным нейронам возникшие в рецепторах импульсы достигают центральной нервной системы. Там эта информация обрабатывается вставочными нейронами. Последние находятся в пределах центральной нервной системы. После этого сигналы получают исполнительные нейроны, от которых зависит ответ. Они возбуждаются и посылают сигналы, вызывая работу мышц, желез. Внутренних органов, благодаря которым достигается нужный эффект.

Рефлекторной дугой называют путь, по которому сигналы от рецептора идут к исполнительному органу. В рефлекторную дугу входят рецепторы, чувствительные нейроны. Вставочные нейроны, исполнительные нейроны и рабочий орган.

Как мы видим, сигнал от раздражителя проходит длинный путь от раздражения рецепторов до рабочего органа, который и будет совершать действие.

Кейс 1.Физический метод измерения быстроты реакции

Свободным падением называется движение тела под действием силы тяжести. Поскольку сила тяжести, действующая на каждое тело вблизи поверхности земли, постоянна, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, т.е. равноускорено (это вытекает из второго закона Ньютона).Особенностью свободного падения является то, что все тела в данном месте земли падают с одинаковым ускорением. Это ускорение называется ускорением свободного падения. Её принято обозначать буквой g (первой буквой латинского слова gravitas (гравитас), что означает «тяжесть».

Существуют разные способы, позволяющие определить величину g с большой точностью (например, до 0,00001 м/с²). Но при решении задач школьного курса физики, где не требуется высокой точности результата, обычно используют значение 9,8 м/с² или даже 10 м/с². Так как в нашем примере движение свободно падающего тела представляет собой равноускоренное движение без начальной скорости, то перемещения рассчитываются по формуле:

s = или h = (т.е s = h ), где

(т.е. s = h ), где

g -ускорение свободного падения, равное 9,8 [м/с2].,

t –скорость реакции, [с];

h — расстояние между отметками на стене [м]

Как измерить скорость реакции человека?

Берем секундомер и засекаем время от начала действия раздражителя до реакции.

Из формулы ускорения свободного падения можно выразить время при условии, что нам известно расстояниет.е. опыт выглядит следующим образом: испытуемый (тот, у кого мы измеряем скорость реакции), должен поймать тело, падающее вниз со скоростью ускорения свободного падения. Далее, мы измеряем расстояние от начала движения тела до момента, когда оно было поймано и узнаем время через формулу.

Берется деревянная линейка 25 см в длину. Затем, отвлекая внимание участника эксперимента, отпускает линейку в свободное падение. Участник должен остановить падение линейки, так быстро, как сможет.

Отмечает новое положение засечки линейки и производит замер её полета (h), т.е. расстояние между отметками. Результаты измерений вносим в таблицу. Что бы выявить зависимость результатов времени реакции от утомляемости человека, эксперименты проводятся после первого урока (это время считается, что организм ученика уже проснулся и потому любые мониторинги в школе проводят вторым уроком), а затем в конце учебного дня (после шестого урока). Данные заносим в таблицу

Время	Юноши	Девушки
1 урок	0, 118 с	0, 150 с
2 урок
3 урок
4 урок	0, 230 с	0, 210 с

Кейс 2. Определение скорость реакции в условиях покоя с помощью акселерометра.

Положили акселерометр на стол. Запустили новое измерение. Один участник должен держать руку над акселерометром на высоте около 10 см. другой участник бьёт снизу по парте, а первый участник должен как можно быстрее хлопнуть по акселерометру ладонь. Не выключая акселерометр, участники повторили действия 10 раз. Каждое испытание отразилось на графике двойным измерением. Первая группа возникает при ударе по парте снизу, вторая - при ударе по акселерометру ладонью.

Обычно эти удары можно различить. Для этого нужно выделить группу, относящуюся к одному испытанию, нажав экранную кнопку X и выставив пределы примерно соответствующие началу и концу колебаний акселерометра, т.е. увеличиваем масштаб. После этого левой кнопкой мыши нажимаем на начало первой группы, а правой – на начало второй группы. появится две вертикальные черты и на графике отобразятся показатели в левом верхнем углу. (Все показатели заносят в отчётную таблицу.)

Кейс 3. Измерение скорости реакции при отвлечении внимания

Повторите эксперимент, но с наушниками. Оденьте наушники и слушали музыку. Проведите несколько измерений и определили среднее время скорости реакции. Данные занесите в таблицу. Анализируя данные исследования, можно прийти к общему выводу, что посторонние факторы влияют на изменение скорости реакции человека, у всех участников при отвлеченном внимании снизилась от 0,04 до 0,3с. Это очень важно в повседневной жизни и в экстренных случаях, когда может возникнуть опасность. Мы не советуем переходить дорогу в наушниках, в капюшоне. В числе факторов, от которых зависит вероятность совершения ошибок в работе, называют: скорость реакции и устойчивость к негативным воздействиям. Человеческий фактор - устойчивое выражение, которым обозначают психические способности человека как потенциальный и актуальный источник информационных проблем, либо проблем управления техникой. Данное выражение используется чаще всего для объяснения причин катастроф и аварий.

Таблица «Время запаздывания»

№	Опыт 1 (без наушников)	Опыт 2 (с наушниками)
1	0,5 с.	0,8 с.
2	0,7 с.	0,8 с.
3	0,3 с.	0,59 с.
4	0,66 с.	0,7 с.
5	0,7 с.	0,8 с.
6	0,6 с.	0,71 с.
7	0.67 с.	0,7 с.

Кейс4. Измерение скорости реакции в течение учебного дня и недели.

Проведите эксперимент и определите скорость реакции на первом, четвёртом и шестом уроке у юношей и девушек.Данные исследования занесите в таблицу.

При измерении скорости реакции участников эксперимента было выяснено, что у многих участников скорость реакции на первом уроке, замедленная. При составлении расписания уроков необходимо учитывать время реакции ученика на внешнее воздействие.

Предметы, имеющие высокий коэффициент сложности, должны стоять в расписании вторым, третьем или четвертым уроком, а также в начале или в конце недели.

У этой же группе определите скорость реакции в определенные дни недели: понедельник, среда и пятница. Результаты исследования занесите в таблицу.

Сравните время реакции после выходных, в середине недели, в конце недели. Средняя реакция у ребят наибольшая приходится на середину недели, наименьшая на конец недели.

Таблица. Определение скорости реакции в течение учебного дня

Время	Юноши			Девушки
	1	2	3	1	2	3
1 урок	0,78	1,8	1,0	1,32	0,5	0,57
3 урок	0,51	0,61	0,55	0,61	0,31	0.35
6 урок	0,94	1,2	0,64	1,0	0,66	0,81

Таблица. Определение скорости реакции в течение учебной недели.

 

Дни недели	Юноши			Девушки
	1	2	3	1	2	3
Понедельник	0,58	0,64	0,8	0,69	0,5	0,57
Среда	0,51	0,61	0,55	0.4	0,31	0,35
Пятница	0,8	0,82	1,0	1,0	0,85	0,81

5.Чем ограничена скорость реакции человека?

Скорость реакции человека определяется работой нервной системы. Когда человек реагирует на очень сильное раздражение, опасное для жизни, например, когда отдергивает руку от горячего предмета – в действие вступает простой рефлекс, в котором головной мозг не принимает участия. От рецептора сигнал по нервному волокну идет в спинной мозг и затем сразу к мышце, проходя всего по трем нервным клеткам – чувствительному нейрону, вставочному нейрону в спинном мозге и двигательному нейрону. Скорость нервного импульса по отросткам нервных клеток здесь – несколько десятков метров/сек. Определяющим является время синоптической передачи – порядка 0,1 сек.

Сначала человек отдергивает руку, а затем чувствует боль. Это связано с тем, что от болевых рецепторов в мозг сигнал идет по нервным волокнам другого типа с меньшей скоростью.

Если речь идет о реакции при игре в теннис, то постепенное улучшение реакции связано с формированием условных рефлексов, позволяющих реагировать без участия коры больших полушарий (без размышления), и, главное, такие реакции осуществляются без обратной связи, то есть не происходит постоянной корректировки движения.

Во всех этих процессах участвуют разные области мозжечка и некоторые другие структуры головного мозга.

Начиная с 3,5-4 и до 18-20 лет скорость реакции улучшается. Затем она стабилизируется, а после 40 лет по мере старения постепенно ухудшается.

6. Как повысить скорость реакции?

Рекомендации по развитию скорости реакции:

1. Постоянная работа мозга: Безделье, просмотр бессмысленных передач, не заставляющих мозг напрягаться запускает процесс деградации личности, влияющий и на скорость реакции. Чтобы мозг со временем не атрофировался его нужно постоянно загружать работой, ставить перед ним новые задачи и тогда не придется жаловаться на замедленную реакцию.

2. Режим дня, обязательно высыпаться. Периоды концентрации должны чередоваться с периодами расслабления. И полноценный сон прекрасная возможность дать нервной системе перезагрузиться. Кроме того, при недостатке сна снижается острота зрения, что также негативно сказывается на скорости реакции.

3. Развитие умений контролировать эмоции. Нужно научиться не поддаваться страху. С одной стороны, страх сигнализирует об опасности. С другой — он не мобилизует человека, а тормозит процесс обработки информации мозгом. Его реакции замедленные, и он не способен дать адекватный ответ, правильно и быстро отреагировать на раздражители.

4. Занятие физкультурой и спортом: футбол и волейбол, настольный и большой теннис, — они прекрасно развивают быструю реакцию. Поэтому стоит выбрать ту, которая по душе вам и начать играть.

5. Динамические компьютерные игры. Это доказали ученые одного из американских университетов. В ходе эксперимента игроки показали высокие результаты по быстрому принятию решений не только в самой игре, но и в тестах на определение скорости реакции.

III.Заключительная часть

Опытным путем с помощью датчика акселерометра можно определить скорость реакции человека в разных условиях. На этом занятие мы хотели привлечь внимание обучающихся к проблеме улучшения скорости реакции. Практическую ценность данных знаний заключается в том, что каждый подросток, узнав свое время реакции, осознает необходимость улучшения результата, будет работать над собой и, возможно, это повлияет на выбор профессии.

На основе этого можно также сделать вывод о том, что человек может улучшить скорость реакции. Для этого ему достаточно начать заниматься спортом или даже тренировать с помощью определённых упражнений, но как показала практика, с возрастом скорость реакции в любом случае ухудшается. Поэтому все это надо учитывать. А вот с занятиями спортом все проще, вы улучшаете не только скорость реакции, но и поправляете здоровье, а главное это полезно в любом возрасте. Так что если вы заторможенная личность и вам это не нравится, то занимайтесь спортом и все будет выходить быстро и хорошо.

Рефлексия

Где и как ты сможешь использовать полученную информацию?

Что тебя сегодня удивило на занятие?

Плюс- минус- интересно (можно провести как письменно, так и устно)

В графу «П» - «плюс» записывается все, что понравилось на занятие информация и формы работы, которые вызвали положительные эмоции либо, по мнению ученика, могут быть ему полезны для достижения каких-то целей.

В графу «М» - «минус» записывается все, что не понравилось на занятие, показалось скучным, вызвало неприязнь, осталось непонятным. Или информация, которая, по мнению ученика, оказалась для него ненужной, бесполезной с точки зрения решения жизненных ситуаций. В графу «И» - «интересно» учащиеся вписывают все любопытные факты, о которых узнали на занятие, и что бы еще хотелось узнать по данной проблеме, вопросы к учителю.

 

Плюс	Минус	Интересно

 

Список литературы

1. «Большая советская энциклопедия», том 3, Москва, 1970г

4. К.Ю.Богданов «Физик в гостях у биолога». – М.: Наука, 1986

5. В.Р.Ильченко «Перекрестки физики, химии, биологии». – М.: Просвещение, 2000

6. А.Г.Хрипкова «Физиология человека». –М.: Просвещение, 2013

7.http://www.psychology-online.net/articles/doc-1988.html статья «Классические методы исследования времени реакции человека» А.Н. Леонтьев, Ю.Б. Гиппенрейтер.

8. https://www.psychology-online.net/articles/doc-1507.html статья М.В. Фаликман «Классические исследования зрительного поиска и теория интеграции признаков Э.Трейсман»

9.http://resursyar.ru/shkolnikam_i_abiturientam/malaya_enciklopediya/professionalnye_vazhnye_kachestva_vremya_reakcii/ статья «Профессиональные важные качества. Время реакции»