Технологическая карта интегрированного урока по физике и биологии "Физика и организм человека"
методическая разработка по физике (11 класс)

№

Этап урока

Деятельность Учителя

Деятельность учащихся

УУД

1

Организационный этап

Приветствуют учащихся, проверяют готовность

учащихся к уроку, проверка оборудования.

Подготовка учащихся к восприятию нового материала

Коммуникативные: умение планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками

3

Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

Учитель биологии: Добрый день ребята и уважаемые гости. За окном осень. Пара сбора урожая. Овощи и фрукты богаты витаминами, которые необходимы человеку. И мы с вами сейчас немножко зарядимся витаминами, чтобы наш мозг лучше работал. Выпьем понемногу яблочного сока. С точки зрения биологии нам понятно.

Учитель физики: А вы никогда не задумывались как происходит этот процесс с точки зрения физики

Учитель физики: Все естественные науки используют законы физики и в этом мы убедимся сегодня на уроке. Законы физики едины и применимы ко всем живым организмам ив частности к организму человека.

Учитель биологии: Физические методы исследования ученые применяют в биологии и медицине. Многие из вас выбирают профессию, связанную с медициной. Физика, биология и медицина тесно связаны. Многие открытия по физике были сделаны медиками

Учитель физики: Мы желаем всем плодотворной работы на нашем уроке.

Мы вывели следующую формулу успеха:

КПД= E + F + A + V + U + q + v + p=100%

что означает: всю свою внутреннюю энергию, силу мышц, работу мозга, емкость легких, напряжение зрения, заряд сердца, скорость мысли и плотность памяти - за высокий КПД работы урока.

2.что символизируют физические приборы, понятия, которые вы видите на экране?(связь между организмом человека и законами физики.)

Высказывают предположения, формулируют тему урока “Законы физики и организм человека”

Записывают в тетрадь тему

Предполагают, о чем пойдет речь на уроке.

(Сегодня на уроке мы рассмотрим организм человека глазами физики и биологии, изучим экспериментально возможности организма, опираясь на теоретический материал, полученный на уроках биологии и  физики)

Регулятивные: умение организовать свою деятельность 

Личностные: смыслообразование на основе развития мотивации

4

Актуализация знаний

Учитель биологии: Как вы думаете могут ли физика и биология интегрироваться в одну науку? Как бы называлась эта наука?

Есть такая наука, в сегодняшнее время специальность биофизика можно получить в технических вузах это перспективная профессия.

Отвечают на вопрос

(есть такая наука биофизика, она изучает физические законы в живых организмах).

умение структурировать знания. коммуникативные- сотрудничество в поиске информации

Применение знаний и умений в новой  м 1

Учитель биологии: Ребята ,а сейчас давайте вспомним, какая система органов обеспечивает нас жизненно необходимым кислородом?

Учитель физики: При рассмотрении процесса дыхания, и приема жидкости о каких физических величинах идет речь? (давление и объём) какая между ними существует зависимость?

Какое физическое явление лежит в основе дыхания? .

Основной орган дыхательной системы легкие. Ребята мы изучали с вами понятие ЖЁЛ. Что это такое?

 А сейчас мы предлагаем вам рассчитать жизненную ёмкость легких.

«Определение жизненной емкости легких».

Исследование №1

«Определение жизненной емкости легких». Определение объема выдоха

Цель работы: опытным путем определить объем выдыхаемого воздуха за один цикл.

Оборудование: сантиметровая лента, надувной шарик округлой формы.

Ход работы:

1. Вдохнем воздух и максимально возможно выдохнем его в надувной резиновый шарик.

2. Измерим окружность шарика L.

3. Вычислим объем воздуха в шарике по формуле V = π * R 3, где R = L / ( 2 * π )

Общая формула V = L 3 / ( 8 * π2 )

4. средняя емкость легких человека 0,001845 м3= 1,845 л.

5. Сравните свое значение со средним значением емкости легких человека.

6. Сделайте вывод.

Учитель физики: проанализировав ваши результаты, мы видим, что показатели у всех разные. Как вы думаете, от чего зависит ЖЁЛ? Изменения жизненной емкости легких определяются особенностями мышечной деятельности и зависят от возраста, пола, занятия спортом и курения.

 Знаете ли вы как можно повысить ЖЁЛ? (С помощью упражнений на выносливость: бег на дистанции, катание на лыжах…)

Называют ДС Валерия рассказывает  о механизме дыхания Вдох — является активным актом, так как осуществляется при помощи специализированных дыхательных мышц.

К дыхательным мышцам относятся межрёберные мышцы и диафрагма. При глубоком вдохе используются мышцы шеи, груди и пресса.

Сами лёгкие мышц не имеют. Они не способны самостоятельно растягиваться и сокращаться. Лёгкие лишь следуют за грудной клеткой, которая расширяется благодаря диафрагме и межрёберным мышцам. Диафрагма во время вдоха опускается на 3−4 см, вследствие чего объём грудной клетки увеличивается на 1000−1200 мл. Кроме того, диафрагма отодвигает нижние рёбра к периферии, что также ведёт к увеличению ёмкости грудной клетки. Причём чем сильнее сокращения диафрагмы, тем больше увеличивается объём грудной полости.

Межрёберные мышцы, сокращаясь, приподнимают рёбра, что также вызывает увеличение объёма грудной клетки.

Лёгкие, следуя за растягивающейся грудной клеткой, сами растягиваются, и давление в них падает. В результате создаётся разность между давлением атмосферного воздуха и давлением в лёгких, воздух устремляется в них — происходит вдох. Выдох, в отличие от вдоха, является пассивным актом, так как в его осуществлении не принимают участие мышцы. При расслаблении межрёберных мышц рёбра под действием силы тяжести опускаются; диафрагма, расслабляясь, поднимается, занимая свое привычное положение, и объём грудной полости уменьшается — лёгкие сокращаются. Происходит выдох.

Какой же газовый закон физики здесь применим?

Здесь проявляет себя закон Бойля—Мариотта, то есть зависимость давления от объема.

Диффузия

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) — это максимальное количество воздуха, которое может поступить и вывестись из лёгких во время максимального вдоха и выдоха.

Жизненная емкость лёгких определяется прибором спирометром.

Проводят исследование делают выводы

Познавательные - поиск и выделение необходимой информации, умение структурировать знания. коммуникативные- сотрудничество в поиске информации

регулятивные – планирование, прогнозирование

Применение знаний и умений в новой ситуации 2

Учитель биологии: Тело человека состоит из органов, органы объединяются в системы органов.. Именно она дает нам возможность двигаться назовите систему?

 Учитель физики:

Исследование 2 Определение средней мощности при подъеме по лестнице

Цель : определить среднюю мощность при подъеме по лестнице

Оборудование линейка и секундомер

1. Измерьте время подъема на второй этаж в спокойном состоянии
2. Измерьте время подъема на второй этаж бегом
3. Измерьте высоту ступеньки
4. Посчитайте количество ступенек
5. Рассчитайте работу при подъеме по формуле А=mgh масса тела, ускорение свободного падения , высота подъема
6. Рассчитайте мощность при подъеме на высоту по формуле P=A/t
7. Сделайте вывод

Отвечают на вопросы учителя

Лиза о опорно-двигательной системе Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами. Скелет человека составляет основу тела, определяет его размеры и форму и совместно с мышцами образует полости, в которых располагаются внутренние органы. Скелет состоит примерно из 200 костей. Кости выполняют функцию рычагов, приводимых а движение мышцами, и защищают органы от травм. Кости участвуют в обмене фосфора и кальция.

Выполняют задание 1 производят расчеты, делают выводы,

Познавательные - поиск и выделение необходимой информации, умение структурировать знания. коммуникативные- сотрудничество в поиске информации

регулятивные – планирование, прогнозирование

Применение знаний и умений в новой ситуации 3

. Мы уже отметили , что ОДС составляют кости и мышцы.

Учитель физики: А что из себя представляет ОДС с позиции физика? (Рычаг)

Давайте вспомним основные детали рычага .(ось вращения, плече рычага)

Вспомните основное правило рычага: большему плечу соответствует меньшая сила. В виде формулы это можно записать следующим образом:

F1 L1 = F2L2

Задание 1

Используя данную формулу попробуйте ответить на вопрос: какую силу развивают наши мышцы, поднимая сумку массой 5 кг?

Пусть m – это масса нашего портфеля, L 1 - длина локтя( 21 см= 0,21м), L 2 – расстояние от локтя до места присоединения бицепса ( как правило, L 2 = 4 см) F2 – сила, действующая со стороны бицепса на локтевой сустав.   Найдем эту силу. Масса среднестатистического портфеля пятиклассника оказалась равной 5 кг. Вес портфеля найдем по формуле: Р = mg , где g – ускорение свободного падения, равное 10 . Р = 50 Н Согласно «золотому правилу механики» получаем: F2= F1 L1/ L2 подставляя наши значения получим:

F2=50Н*0,21м/0,04м = 262,5 Н

Вывод: поднимая портфель массой 5 кг, мы развиваем силу в 262,5Н. То есть проигрываем в силе более, чем в 5 раз! К 11 классу у вас  должна быть завидная мускулатура!

 Сакен: Кости приводятся в движение мышцами, которые прикрепляются к двум различным костям . У штангиста во время подъема штанги будут работать мышцы ног икроножная и бедренная; мышцы тазового пояса, мышцы брюшного пресса, мышцы груди, мышцы плечевого комплекса, мышцы рук и мышцы предплечья. Работа может быть статической и динамической. Даже если мы находимся в неподвижном состоянии , мышцы все равно выполняют работу.

Проводят исследование              

Познавательные - поиск и выделение необходимой информации, умение структурировать знания. коммуникативные- сотрудничество в поиске информации

регулятивные – планирование, прогнозирование.

6

Рефлексия Цель: формирование у учащихся способности

подводить итоги урока,

обобщать, делать выводы,

характеризовать свои действия

Учитель биологии: Урок подходит к завершению мы вас просим заполнить небольшую анкету оценить себя возьмите в руки телефоны

1 Учитель биологии:.Мы убедились что существует тесная связь между биологией и физикой, законы физики применимы к нашему организму они многое объясняют, биофизика позволяет нам понять мир , в котором мы живем. зож

2 Учитель физики:.Сегодня на уроке мы рассмотрели только часть физических способностей нашего организма. На теле человека мы можем наблюдать все виды деформаций. Но самая очаровательная деформация нашего лица это улыбка. Улыбайтесь, большое спасибо за урок.

Сканируют код и отвечают в на вопросы

Отвечают на вопросы.

Анализируют свою деятельность как

индивидуальную, так и командную Коммуникативные: умение выражать свои мысли; оценивание качества своей и общей учебной деятельности

7

Домашнее задание

Задания части 2 ЕГЭ по теме «Дыхательная система» (bio-faq.ru) дз по биологии

Записывают дз

Познавательные: умение структурировать знания; оценивание процессов и результатов деятельности Регулятивные: волевая саморегуляция; осознание того, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению

а уроке я работал(а)

активно/пассивно

Своей работой на уроке я

доволен(ьна)/недоволен(ьна)

Урок для меня показался

коротким/длинным

За урок я

устал(а)/не устал(а)

Моё настроение

не изменилось

стало лучше/стало хуже

Материал урока мне был

понятен/не понятен

полезен/бесполезен

интересен/скучен

Домашнее задание мне кажется

лёгким/трудным

интересным/не интересным

Я ставлю себе отметку

5/4/3/2