Интегрированный урок (физика + биология) "Путешествие по биофизике"

Практическая значимость:

Данный материал может быть использован как обобщающий урок по теме “Законы ньютона” в 9 классе базового уровня и предполагает изучение и сравнительный анализ физических процессов, происходящих в различных объектах живой природы. Иллюстрируется и доказывается общность универсальность физических законов. Это дает учащимся возможность осознать место человека в окружающем мире. У них формируется общая система знаний о мире, отражающая взаимосвязь различных форм движения материи на основе межпредметных связей физики и биологии.

Цели и задачи предлагаемого материала:

Формирование у учащихся представлений о единстве природы и наук о ней, представлений о том, что физические законы лежат в основе биологических методов исследования. Достижение этой цели позволит показать общность законов, применимых к явлениям живой и неживой природы. В соответствии с этой целью создаются условия для решен6ия следующих образовательных задач: углубление и расширение знаний учащихся по механике, термодинамике, электродинамике, оптике, приобретение учащимися информационных и коммуникативных умений.

Ожидаемые результаты:

Этот урок дает возможность углубить знания по биофизике для каждого ученика для понимания процессов, происходящих в живом, в том числе человеческом организме, и успешного управления этими процессами.

ИГРА “Путешествие по биофизике”

Цели: развивать межпредметные связи, раскрыть целесообразность приспособлений в природе, согласно законам физики, прививать любовь к предметам.

Оборудование: мультимедиа, карточки-задания.

В игре участвуют 3 команды по 8 человек. Названия команд.

3 этапа игры.

Ведущий:

 Дорогие ребята!

Как уникальна природа!

Живое тело не имеет ничего лишнего в своем строении, все подчинено законам природы.

И сегодня мы попытаемся это доказать и продемонстрировать.

1 этап Разминка

1. Лягушка и электричество

1780 год. Луиджи Гальвани, препарируя мертвую лягушку, обратил внимание, что мышцы лапки сокращаются, если к ним прикасаться скальпелем или двумя проводами из разных металлов, сделал вывод, что электричество возникло в мышцах. Кто это опроверг и что сделал этот человек?

(Аллесандро Вольта создал гальванический элемент. А в лапках электричества нет, это результат контакта металла или двух).

2. Если выращивать растение “корнем вверх”, освещая снизу побег, то растение все равно поворачивало себя вверх - побег, вниз - корень. Назвали это геотропизмом. Почему так бывает?

(Корневой чехлик содержит зерна крахмала и они как оттолитовы камешки в вестибулярном аппарате своим давлением указывают на направление силы тяжести).

3. Почему во время дальних полетов журавли летят “клином”. Первый – самый сильный?

(Меньше сопротивление, воздух обтекает тело птицы, создают воздушный поток попеременными взмахами крыльев).

4. Почему парнокопытные (коровы) увязшую ногу вытаскивают быстрее и легче, чем непарнокопытные (лошади).

(Корова разжимает копыто (атмосферное давление сравнивается), а лошадь не может разжать давление сверху выше, чем под копытом).

 5. Почему масса водных животных может быть 150 т, а сухопутных не более 100 т (динозавры – 80 т)?

 

 6. Щупальца кальмара. Как работают присоски кальмара, ленточных червей-паразитов?

(Края присоски прилипают, карман расширяется, давление меньше атмосферного давления).

 7. Дата рождения Ньютона.

(22.12.1642 год)

 

8. В этом учебном заведении учился Ньютон. Что это было за заведение?

 

9. Какие животные были первыми объектами в живой природе по электричеству? Предположите, какая ткань проводник, а какая ткань изолятор?

(Мышечная – проводник, соединительная – изолятор).

 

10. От чего зависит сопротивление кожи человека. Почему одинаковое напряжение может вызвать гибель одного человека, другой останется жить?

(Состояние кожи, н.с. – вегетативно-сосудистая дистония – влажная кожа).

2 этап Домашнее задание

Ты мне, я тебе.

Домашнее задание команд друг другу. Команды озвучивают задания, решают (10 минут).

Подведение итогов по двум этапам.

Капитаны выбирают дорожки, по которым пойдут дальше команды.

красная 1 2

желтая 1 2 3

зеленая 1 2 3 4

3 этап

Поле.

1. Архимедова сила.

1. Почему у водных животных скелет составляет от массы тела незначительную часть по сравнению с сухопутными?

(скелет – опора тела, плотность водных животных мало отличается от плотности воды, их вес уравновешивается Архимедовой силой).

2. Почему утки, гуси, водоплавающие погружаются на небольшую глубину?

(тело покрыто перьями, между ними воздух, благодаря этому пузырю их средняя плотность очень мала).

3. Почему паук-серебрянка долго может находиться под водой?

(колокол из паутины заполняется пузырьками воздуха, которые он таскает на волосках брюшка).

4. За счет какого приспособления водные растения сохраняют вертикальное положение?

(на концах разветвленных частей тела могут возникать вздутия, вырастает выталкивающая сила, этим достигается равновесие между весом растения и выталкивающей силой).

2. Законы Ньютона.

1.Способ распространения многих бобовых таков: створки раскрываются, раскручиваясь и … (используя 1 закон Ньютона), по инерции движутся по касательной в стороны, разбрасывая семена.

2. В Атлантическом и Индийском океанах летучие рыбы при благоприятном ветре выскакивают из воды и летят на высоте 5-7 м 200-300 м. предположите, для чего они это делают ,какие органы используют, способ движения.

3. Большинство птиц в полете напоминают самолет, а полет колибри – вертолет.

(крыло – планирующая поверхность, плоскость, придерживаемая потоками воздуха, а колибри крылья держит параллельно земле, как винт вертолета, 80 взмахов в секунду).

3. Простые механизмы в живой природе.

1. Объясните механизм приспособления лугового шалфея к опылению.

2. “Колющие” орудия у растений и животных. Объясните с точки зрения физики.

(видоизмененная наклонная плоскость, гладкая поверхность уменьшает трение).

3. Объясните рычажный механизм стопы человека или черепа.

4. Ускорение и живой организм.

1. Перед вами развитие зародыша в утробе матери или, пример, яйцо. Какие защитные приспособления могут иметь живые организмы, чтобы сохранить жизнь?

(водная оболочка одинаковой плотности с телом от ударов, от иссушения, выводит вещества).

2. Амортизаторы в живом теле разные: хрящевые прокладки, жировой слой. А у меч-рыбы, которая может пробивать дубовую обшивку судна и развивает до 110-140 км/ч - рекордсмен среди рыб, что за амортизатор?

(полости у основания меча, заполненные жиром).

3. Дятел долбит по дереву со скоростью 7 м/сек. Цикл удара клювом 0,001 с, перегрузка 1000 д. Почему мозг птицы не травмируется?

(перемещается только по плоскости вверх-вниз, без боковых смещений).

5. Зерро.

1. Почему природа избегает колес? Велосипед, машина, быстрее доехать.

(хороши на ровной поверхности перекати-поле, а на мягкой рельефной непригодны).

2. Почему в конце прыжка спортсмены опускаются на согнутые колени?

(пружинят прыжок).

3. Почему некоторые рыбы при быстром движении прижимают плавники?

4. Почему сильный ветер летом чаще ломает деревья, чем зимой?

5. Почему овес мало страдает от ветра, не ломается и не полегает?

6. Почему утки и гуси ходят переваливаясь?

7. Почему водоросли не нуждаются в твердых стеблях?

8. Почему при прополке не следует выдирать сорняки сильными движениями руки?

Подведение итогов жюри. Награждение победителей.

Литература.

1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Пасечник В.И., Вознесенский В.А., Практикум по биофизике. М..:Изд. Центр “Владос”,2001.
2. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики: Книга для учителя. М.:Просвящение, 1998.
3. Аккерман Ю.Биофизика. М.:Мир. 1964.
4. Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика. М.:Изд. Центр “Владос”. 2003.