Наука – это интересно!

СЦЕНАРИЙ

ВНЕКЛАССНОГО МЕРОПРИЯТИЯ

для студентов СПО

Тема: «Наука – это интересно!»

Автор:

Максименко Нина Валерьевна,

преподаватель математики

Слайд № 1

Классный руководитель: Ребята, наше внеклассное мероприятие посвящено Дню российской науки, который празднуется ежегодно 8 февраля.

Что есть наука? Для чего она человечеству? Каждый хоть раз в жизни задает себе такие вопросы. Насколько сильна современная наука? Каковы ее возможности?

На сегодняшний день мы можем сказать, что наука в современном обществе играет важную роль во многих отраслях и сферах жизни людей. Уровень развитости науки служит одним из основных показателей развития общества, а также это – показатель современного развития государства. Все вокруг человека – это достижения науки.

Приведите примеры из окружающего нас мира достижения науки.

Обучающиеся приводят примеры.

Слайд № 2

Классный руководитель: Отлично! Наиболее активным элементом общества, основанного на знании, является наука. Она задает вектор и ритм  развития общества, вводит новые, ранее невиданные идеи в культуру, открывает новые «миры», новые виды энергии и ресурсов, предлагает целые классы новых потребностей и даже видов деятельности и творчества.

Наука – мощнейший двигатель общественного прогресса. Она позволяет нам продлевать жизнь, следить за состоянием нашего здоровья и укреплять его, благодаря ей мы можем производить лекарства, чтобы лечить болезни и облегчать боль, она помогает нам обеспечить себя водой, удовлетворить базовые потребности, в том числе в пище, и добывать энергию. Наука также делает нашу жизнь интересней, предоставляя нам многочисленные средства для развлечения, включая спорт и музыку, и возможность пользоваться последними достижениями в сфере коммуникационных технологий. И, что не менее важно, она дает нам пищу для ума.

Наука помогает нам находить решения для проблем повседневной жизни и искать ответы на загадки Вселенной. Другими словами, она является одним из важнейших источников знаний. Она играет для благосостояния общества определенную роль и выполняет целый ряд функций: создание новых знаний, совершенствование образования и повышение качества жизни.

Наука не стоит на месте! Сегодня мы с вами познакомимся с некоторыми яркими научными открытиями 2020 года, которым дали высокую оценку экспертные советы Российского научного фонда.

Я предлагаю внимательно послушать сообщения, подготовленные вашими одногруппниками. Мы обязательно с вами обсудим огромную важность данных открытий для человечества.

Сообщение 1. Математики помогают искать эффективные методы лечения сложных заболеваний

Слайд № 3

Эффективность препаратов против ВИЧ снижают зараженные клетки, «спящие» в организме и «укрывающиеся» от лечения. Исследователи изучили множество научных статей, создали несколько математических моделей развития ВИЧ и предложили новый подход к лечению этой инфекции. Ученые предложили использовать естественный механизм поддержания постоянства клеток иммунной системы, когда более молодые клетки вымывают более зрелые, в том числе неактивные зараженные клетки. Сейчас ученые создают программный комплекс для изучения сложных системных заболеваний, в том числе ВИЧ и COVID-19, чтобы помочь медикам искать эффективные методы комбинированной терапии с минимумом препаратов.

ВИЧ поражает клетки иммунной системы, у которых на поверхности есть белок CD4. Вирус прикрепляется к этим белкам, проникая в клетку, и, вызывая постепенное истощение популяции CD4 иммунных клеток (Т-лимфоцитов), угнетает работу иммунитета — так развивается СПИД. Без врачебного вмешательства больные в среднем умирают через 9 - 11 лет после заражения. При проведении антиретровирусной терапии, которая включает прием нескольких препаратов, продолжительность жизни пациента может быть продлена до 70 - 80 лет. При этом снижается концентрация свободных вирусов, но остаются зараженные клетки.

Одна из причин устойчивости ВИЧ к антивирусным препаратам кроется в способности вируса находиться в зараженных клетках в неактивной форме в течение многих месяцев и даже лет. Это снижает эффективность применения антиретровирусных препаратов: зараженная клетка просто не распознается иммунной системой для последующего уничтожения.

Сотрудники Института вычислительной математики имени Г. И. Марчука РАН в составе международной группы исследователей приняли участие в разработке принципиально нового подхода в борьбе с зараженными клетками – «промыть и заменить».

По мнению исследователей, если вместе с антиретровирусной терапией специально активировать иммунные клетки, это может ускорить процесс обновления популяции лимфоцитов.

Моделируя на компьютере эти и другие сложные системные заболевания, в том числе COVID-19, ученые создают программный комплекс, который поможет вычислять наиболее подходящую методику диагностики и лечения социально-значимых болезней.

Сообщение 2. Физики узнали адрес самой загадочной частицы, хранящей тайны Вселенной

Слайд № 4

Российские ученые подошли к разгадке проблемы, которая в последние годы занимает умы физиков всего мира. Исследовательская группа, которая изучает ядра активных галактик, неожиданно обнаружила, что именно в них рождаются нейтрино высоких энергий – частицы, нарушающие почти все физические законы и позволяющие ответить на ключевые вопросы об устройстве Вселенной.

Нейтрино разных энергий приходят к нам из космоса. Частицы практически ни с чем не взаимодействуют и могут пролететь что угодно и кого угодно насквозь, облетая всю Вселенную. Благодаря этому нейтрино доносят до нас информацию о том объекте, который их породил и испустил. Так, с помощью солнечных нейтрино ученые убедились в том, что в центре Солнца происходят термоядерные реакции. Нейтрино же высоких энергий порождаются только очень быстрыми протонами. То есть нейтрино высоких энергий, которые астрофизики регистрируют на Земле, приносят нам информацию о «космических супер-коллайдерах», ускорителях частиц, в то время как на Земле люди тратят миллиарды денежных знаков, чтобы построить Большой адронный коллайдер и другие мощные ускорители и лучше изучить Вселенную.

Исследователи из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Московского физико-технического института и Института ядерных исследований РАН провели массовый анализ данных о квазарах – ядрах активных галактик. Информацию получали из лучших источников информации: мировых интерферометрических сетей телескопов и российского радиотелескопа РАТАН-600.

Теперь астрофизики с высокой достоверностью делают вывод, что именно квазары в состоянии ускорить протоны до скоростей света, а они, в свою очередь, породить нейтрино. Сегодня к исследованию квазаров подключили и Байкальский нейтринный телескоп, который под водой «ловит» нейтрино. В будущем нейтрино обещает раскрыть нам информацию о том, что случилось после Большого взрыва, например, как возникли галактики и почему материи в космосе больше антиматерии, хотя после Большого взрыва их было поровну? Кроме того, исследования нейтрино позволят разобраться в том, как же работают космические супер-коллайдеры в квазарах.

Сообщение 3. Химики разработали прототипы аккумуляторов для транспорта, которые заменят литий

Слайд № 5

Ученые представили первые российские прототипы натрий-ионных аккумуляторов, которые обещают стать альтернативой более дорогим литий-ионным аккумуляторам, а также свинец-кислотным аккумуляторам – из-за большей энергоемкости. В случае внедрения этой технологии российским разработчикам не придется закупать за рубежом аккумуляторы для электротранспорта, промышленных роботов и систем хранения энергии.

Натрий находится на шестом месте по распространению в земной коре, к тому же его легко добывать, в отличие от лития, а стоимость его солей примерно в сто раз меньше литиевых. Хотя первые работы в области натрий-ионных аккумуляторов возникли приблизительно тогда же, когда и литиевые, последние отличались более высокой емкостью и мощностью, поэтому ученые и производители сосредоточились на них. Однако исследования, проведенные в последние годы, продемонстрировали возможность получения характеристик натрий-ионных аккумуляторов, почти не уступающих литиевым «конкурентам».

Сотрудники Химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова исследовали множество материалов для катода и анода натрий-ионных аккумуляторов и обнаружили, что многие из них показывают емкости, сравнимые с показателями материалов литий-ионных аккумуляторов, а катионы натрия в них были более подвижными, чем лития.

Кроме того, ученые убедились, что можно заменить тяжелый и дорогой медный токосъемник на более дешевый и легкий алюминиевый, что поможет снизить стоимость аккумуляторов и повысить их безопасность.

Сейчас исследователи оптимизируют составы основных компонентов натрий-ионных аккумуляторов, изучают работоспособность прототипов батарей, их безопасность и морозоустойчивость. Несколько российских химических и энергетических компаний заинтересовались разработкой и выступили в качестве соинвестора проекта.

Сообщение 4. Созданы живые растения, постоянно светящиеся в темноте

Слайд № 6

В фильме «Аватар» Джеймса Кэмерона изображен фантастический мир с пышной растительностью и завораживающими светящимися джунглями. Но то, что еще недавно казалось фантастикой – светящиеся растения, теперь становится реальностью благодаря современным достижениям в области генетики и биохимии. Международная команда ученых создала растения, свечение которых видно невооруженным глазом. Они в десять раз ярче предшественников. В скором времени светящиеся в темноте декоративные комнатные растения планируется вывести на рынок.

В мире есть множество видов живых существ, которые могут светиться сами по себе. Сотрудники Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН совместно с компанией Планта выяснили, за счет каких химических механизмов светятся грибы, и перенесли необходимую для свечения ДНК в растения. Свечение растений видно невооруженным глазом и не «гаснет» с момента рождения до смерти.

Ученые «научили» светиться пока только растения табака, но дальше планируют расширить линейку растений и через пару лет вывести их на рынок.

Сообщение 5. Действие старых антибиотиков усилили так, что бактерии потеряли устойчивость к ним

Слайд № 7

Слишком активное использование антибиотиков привело к устойчивости бактерий к ним. Один из способов ее преодоления – поиск новых антибиотиков. Но российские ученые предлагают новаторский подход – вместе со старыми антибиотиками использовать подавители (ингибиторы) ферментов, защищающих бактерии от внешней угрозы, в том числе от антибиотиков. Эксперименты на бактериях подтвердили перспективность этой стратегии. Если она войдет в практику, отпадет необходимость создавать новые антибиотики, расходуя на это много денег и времени.

В нашем организме есть сероводород, который, как азот и углерод, регулирует кровяное давление, оказывает противовоспалительное действие при инфекциях и делает многое другое. В клетках бактерий тоже производится сероводород, который, как ранее показали российские ученые, защищает клетки от гибели и делает их устойчивыми к антимикробным препаратам. Эта устойчивость приводит к сложностям в медицине и сельском хозяйстве и становится одной из ключевых проблем человечества сегодня.

Зная это, сотрудники Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН нашли ингибиторы (подавители) бактериальных ферментов, ответственных за синтез сероводорода. Кроме того, они нашли новые мишени бактерий, на которые можно нацелить будущие антимикробные препараты – ферменты, вовлеченные в синтез клеточной оболочки бактерий. Искусственно синтезированные ингибиторы этих двух групп ферментов, как показали эксперименты, делают бактерии уязвимыми к существующим антибиотикам.

Применение таких ингибиторов повысит эффективность действия широкого круга антибиотиков в лечении бактериальных инфекций.

Сообщение 6. Найденные у растений белки помогут создать более питательные и гипоаллергенные сорта

Слайд № 8

Диабет 2 типа, болезнь Альцгеймера и целый ряд других заболеваний связаны с аномальным образованием белков амилоидов. Однако у человека, животных, грибов и бактерий есть и амилоиды, участвующие в жизненно важных процессах в клетке. Недавно российские ученые впервые обнаружили подобные белки у растений и выяснили, что они отвечают за «консервацию» питательных веществ внутри семян. Это открытие может помочь создать сорта бобовых с менее аллергенными семенами. Уже сейчас исследователи работают над созданием более питательных сортов растений, у которых амилоидов меньше.

Так, один из самых сильных пищевых аллергенов для человека – вицилин. Он есть у разных бобовых, в том числе арахиса и гороха. В своем исследовании сотрудники ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, СПбГУ, Института цитологии РАН, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Казанского федерального университета вместе с французскими коллегами показали, что именно этот белок образует большую часть амилоидов в семенах гороха, что может объяснять их аллергенные свойства.

Еще одно возможное прикладное значение этой работы – создание в будущем культур растений со сверхпитательными семенами. Эксперименты ученых в пробирке показали, что млекопитающие не способны полностью переваривать растительные амилоиды – их не могут расщепить пищеварительные ферменты. Амилоиды значительно ухудшают пищевую ценность семян, поэтому важно понять, каким образом можно снизить образование амилоидов в семенах растений, чтобы получить сорта с бóльшим количеством обычных белков. Такие культуры могут стать для человека особенно полезными и питательными.

В перспективе изучение молекулярных механизмов образования амилоидов в семенах, которое ведется сейчас, поможет создать более питательные сорта различных растений, включая горох и арахис.

Исследователи уже начали работу по созданию сортов растений с меньшим количеством амилоидов.

Сообщение 7. Разработана масштабная модель для изучения климата и предсказания погоды

Слайд № 9

Ученые создали уникальный трехмерный массив данных о состоянии атмосферы в Северной Атлантике за последние 40 лет. Модель, на основе которой был создан этот массив, позволяет с высоким разрешением воспроизвести около 200 основных параметров атмосферы, что дает возможность наблюдать экстремальные атмосферные явления, такие как грозы и тайфуны, и оценить их роль в глобальной климатической системе Земли. Ученые планируют «расширять географию» своей модели, чтобы такие явления можно было изучать во всем мире, и даже прогнозировать погоду, причем на более долгий срок, чем сейчас.

Последние несколько десятилетий предсказывать погоду, изучать климат и его изменения помогает численное моделирование. Глобальные модели общей циркуляции атмосферы и океана покрывают всю планету «сетью», в каждом узле которой известны параметры – давление, температура, влажность воздуха, скорость ветра и другие. Они позволяют изучать события прошлого и делать прогнозы будущего.

Но эти модели не показывают мелкомасштабные явления, которые, тем не менее, вносят существенный вклад в динамику как атмосферы, так и океана. Для их изучения приходится строить отдельные местные «карты». Новая модель сотрудников Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН и их зарубежных коллег преодолевает эту преграду и видит все события в океане – пространственное разрешение достигает 14 километров, что позволяет «засечь» небольшие циклоны, интенсивные атмосферные фронты, ливни, тайфуны и др.

Данные позволяют анализировать около 200 параметров поверхности и свободной атмосферы – давление, температуру, влажность воздуха, электрические показатели и другие – каждые 3 часа за период с 1979 по настоящее время.

Чтобы построить такую модель, использовали базу данных атмосферных реанализов – объединенных наблюдений за атмосферой, собранных со спутников, самолетов, наземных и водных метеостанций всего мира.

Сейчас модель показывает ситуацию над Северной Атлантикой за последние 40+ лет. Этот регион считается «кухней погоды» для всего Северного полушария, а процессы, происходящие на границе океана и атмосферы, влияют в том числе на климат над континентами. Однако в будущем ученые планируют «расширять географию» своей модели и детально изучать вклад ценных для прогнозирования локальных процессов взаимодействия океана и атмосферы в формировании климата Земли.

Классный руководитель: Ребята, спасибо за интересные выступления! Расскажите о тех открытиях, которые вас удивили, показались вам наиболее интересными.

Ответы обучающихся…

Классный руководитель: Сейчас вам предлагаю поучаствовать в пятой по счету международной просветительской акции «Открытая лабораторная». Давайте проверим свои знания о картине мира с точки зрения передовых знаний по физике, астрономии, биологии, химии и технологиям. В прошлом году акция прошла в 40 странах мира, в ней участвовали более 125 тысяч человек офлайн и онлайн. Российский научный фонд выступает фундаментальным партнером акции. История проекта «Открытая лабораторная» началась в 2017 году. Тогда акция прошла в 37 городах России и 3 странах.

Итак, вам необходимо пройти по ссылке https://openlaba.com/

Нажимаем «Пройти тест». Вам предложены 20 вопросов. Тест не только проверит ваши знания, но и по каждому вопросу будет дана нтересная информация по каждому вопросу. В конце теста вы увидите свой результат, то есть количество правильных ответов.

Слайд № 10

Обучающиеся проходят тест.

Классный руководитель: Ребята, поделитесь своими результатами. Сложным ли для вас оказался тест? Какие факты для вас оказались наиболее интересными?

Ответы обучающихся…

Классный руководитель: Наше мероприятие, посвященное Дню российской науки, подходит к концу. Перед вами лежат листы, я предлагаю вам написать небольшое эссе о важности научных открытий в современном обществе.

Слайд № 11

Обучающиеся пишут эссе…

Классный руководитель: Ребята, спасибо за активную работу на сегодняшнем мероприятии. Мы с вами для себя сделали много интересных открытий. Кто знает, может кто-нибудь из Вас внесет вкдад в Российскую науку! До встречи!