План-конспект открытого бинарного урока (физика + английский язык) на тему: «Electricity, lightning and aircraft design. (Электричество, молнии и проектирование воздушных судов)».
план-конспект занятия по физике (11 класс) на тему

Министерство образования Московской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное  учреждение

 Московской области  «Электростальский колледж»

План-конспект  открытого урока на тему

«Электричество, молнии и проектирование воздушных судов»

(бинарный урок: физика + английский язык)

                                                           Рассмотрено на заседании

                                                              Методической комиссии ( корпус № 1)

                                                                            протокол № ____

                                                                                           от «___»   _______ 2017 г.

                                                               Председатель методической комиссии

                                                                 __________________ Е.А.Антонишина

Разработчики:

Преподаватель физики

Коваленко М.Ю.

Преподаватель английского языка

Савельева Анна Валерьевна,

г.о. Электросталь

2017  год

Цель урока: формирование познавательного интереса обучающихся к предметам: физика и английский язык.

• образовательная – формирование представлений об образовании статического электричества и умения объяснять физические явления на английском языке;
• развивающая – развитие навыков общения в иноязычной среде; развитие научного мировоззрения;
• воспитательная - воспитание у обучающихся стремления к межкультурной коммуникации; демонстрации   собственных достижений, объективной оценки своих знаний, умений работать в коллективе.

Учебные задачи:

• формирование представлений об образовании статического электричества;
• изучение механизма формирования молний;
• формирование представлений о современных материалах, используемых для проектирования воздушных судов;
• формирование  представлений о мерах защиты воздушных судов от статических разрядов.

Педагогические технологии:

Технология интегрированного обучения  (авторы: С.М. Гапеенкова и Г.Ф. Федорец)

Результат применения данной технологии:

способствует повышению мотивации учения, формированию познавательного интереса обучающихся;

развитие научного стиля мышления, формирование комплексного подхода к учебным предметам, умения сравнивать, обобщать, делать выводы;

 расширение кругозора, формирование разносторонне развитой личности.

Элементы технология исследовательского обучения (авторы: И. Я. Лернер и М. Н. Снаткин)

Результат применения данной технологии:

 саморазвитие и самореализация обучающихся при самостоятельном решении творческих задач.

Элементы информационно - коммуникационной технологии (ИКТ)  (автор: Г. К. Селевко)

Планируемый результат: создание условий для развития языковой компетенции через овладение новыми языковыми средствами с помощью ИКТ.

Повышение уровня усвоения материала по физике, стимулирование инициативы и творческого мышления обучающихся.

Элементы игровой технологии (автор: С.М. Шмакова)

Активизация  познавательной  деятельности,  развитие  творческого  мышления, коммуникативных  способностей, практическое    применение  умений  и  навыков,  социализация  обучающихся через игру.

Форма организации деятельности обучающихся:  групповая

Оборудование: раздаточный материал, карточки для групповой работы, компьютер, проектор, презентация «Образование молнии», видеоматериал «Электрический ток в газах», «Что будет, если в самолет попадет молния?», высоковольтный генератор школьный «Разряд – 1», выпрямитель В - 24

Тип урока: урок «открытия» новых знаний

Деятельностная цель: формирование у обучающихся умений реализации новых способов действия.

Содержательная цель: расширение понятийной базы за счет включения в нее новых элементов.

План урока:

1. этап мотивации учебной деятельности;
2. этап актуализации учебного действия;
3.  этап выявления места и причины затруднения;
4. этап построения проекта выхода из затруднения;
5. этап реализации построенного проекта;
6. этап первичного закрепления нового материала;
7. этап самостоятельной работы с самопроверкой по эталону;
8.  этап включения в систему знаний и повторения;
9.  этап рефлексии учебной деятельности на уроке.

Этапы урока

1. Этап мотивации учебной деятельности

Методическое указание. Технология интегрированного обучения

Преподаватель английского языка

Здравствуйте, ребята! Сегодня у нас с вами пройдет необычный урок.

Британский Совет и посольство Великобритании в РФ при участии российского Министерства образования и науки объявили 2017 год – перекрестным годом науки и образования Великобритании и России. В рамках этой инициативы запланировано более 300 различных совместных российско-британских мероприятий. Например, в лондонском Музее науки была выставлена капсула космического корабля «Союз», на котором летал в космос британский астронавт Тим Пик. Там же представлена экспозиция, посвященная первой женщине-космонавту Валентине Терешковой. Летом в аэропорту Домодедово проходила выставка плакатов «Нобелевская премия», где можно было узнать много интересных фактов из истории этой престижной награды.  Благодаря сотрудничеству двух стран даже обычные пассажиры метро будут приобщаться к научным темам. В московском метрополитене появился научный поезд — его украсили портретами и цитатами британских ученых. В лондонском метро параллельно был запущен состав, представляющий светил российской науки. Россия и Великобритания разрабатывают совместный проект по отправке следующего космического аппарата на Марс!  Ученые двух стран создают оборудование, которое позволит лучше исследовать минералогический состав марсианской почвы.

И самое важное мероприятие, которое касается и нас с вами – это объявленная в обеих странах Неделя науки для школьников всех возрастов, которая проходит с 23 по 27 октября во всех российских и британских школах. Главной ее темой станет наше с вами будущее. Мы тоже решили принять участие в Неделе науки и провести урок на научную тему, связав ее с английским языком.

Сегодня вы, ребята, будете не просто заниматься наукой, узнавать что-то новое и проводить опыты, но и учиться рассуждать и делать выводы на английском языке. На некоторое время вы почувствуете себя британскими учеными. А изучать сегодня мы будем электричество. Тема нашего занятия: «Electricity, lightning and aircraft design. Электричество, молнии и проектирование воздушных судов».

Преподаватель физики

           Методическое указание. Элементы игровой технологии.

Критерии оценивания работы студентов.

Группа студентов, сидящих за одним столом, называется командой;

команда - победитель определяется по сумме баллов, каждый игрок  должен стремиться набрать как можно больше баллов, которые даются за правильные ответы на вопросы и дополнения. За каждый верный ответ — 1 балл; за правильное дополнение — тоже 1 балл; за оригинальный ответ — 2 балла.

Студент, набравший к концу урока 5 баллов, получает оценку "5";

набравший 3—4 балла — "4", 2 балла — "3".

2. Этап актуализации учебного действия

Методическое указание. Технология исследовательского обучения

Методическое указание. Видеофрагмент «Электрический ток в газах» 1,28

     Процесс протекания тока в газе называется газовым разрядом.   Существуют несколько типов самостоятельных  разрядов в газе: искровой,  коронный, дуговой, тлеющий.

Примером искрового разряда является  - молния, которая сопровождается яркой вспышкой света и оглушительными раскатами  грома. Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака.

Гусев Юра

Кстати, Бенджамин Франклин — не только известный ученый, но и известный политический деятель, один из лидеров войны за независимость США. Он единственный из отцов-основателей , скрепивший своей подписью все три важнейших исторических документа, лежащих в основе образования Соединённых Штатов Америки как независимого государства: Декларацию независимости США, Конституцию США и Версальский мирный договор 1783 года. Он также является одним из разработчиков дизайна Большой печати США. Бенджамин Франклин - первый американец, ставший иностранным членом Петербургской академии наук (с 1917 года — Российская академия наук). Его портрет изображён на стодолларовой купюре США с 1914 года. Вопреки распространённому заблуждению, Франклин никогда не был президентом США.

Надпись на его могиле гласит: Он молнию отнял у неба, а власть – у тиранов…

Демонстрация опыта «Искусственная молния»

Оборудование: высоковольтный генератор, выпрямитель В – 24.

Комментарии опыта:

Искровой разряд происходит при атмосферном давлении и очень высоком напряжении.  Сила тока от 10 до 500 тысяч ампер, напряжение от десятков до млн киловольт. В нашем опыте напряжение 25 000  вольт. Происходит ионизация и электрический пробой воздушного промежутка,  процесс сопровождается характерным треском искры. Образующийся ионизированный канал называют стримером.

Молния – гигантская искра, образовавшаяся в результате накопления статического электричества.

3. Этап выявления места и причины затруднения

Методическое указание. Технология исследовательского обучения.

Но не все так просто. Что является причиной молнии? Что такое статическое электричество? Попробуем разобраться.  Но прежде чем мы ответим на этот вопрос, давайте проведем небольшой опыт. Эксперимент этот очень простой, поэтому рассказывать о нем и делать выводы мы будем на английском языке.Во время проведения опыта нам потребуются следующие слова (слайд)

• тереть, натирать - to rub on(against)
• притягиваться - to attract
• отодвигаться, отталкиваться – to push off
• заряжаться - to charge
• встать дыбом - to stand on end
•  (отрицательный, положительный)  заряд - (negative, positive) charge
• электрон - electron
• опыт – experiment
• демонстрировать – to demonstrate
• статическое электричество – static electricity
• волосы, одежда, шарик - hair, clothes, balloon

• А сейчас переходим к проведению опыта. На экране будут написаны действия, которые вы должны выполнить. В некоторых предложениях пропущены слова, их надо вставить. Выполняя эти действия, вы должны рассказать об этом на английском языке. Так как действия происходят в настоящий момент, то используем время Present Continuous.  Напомните мне как образуется и когда используется это время? (Слайд - Present Continuous)

Проведение опыта: Воздушные шары и молния

Образование статического электричества при трении воздушного шарика

1. Потрите воздушный шарик о свою одежду и подержите его над головой.
2. Ваши волосы поднимаются и притягиваются к __шарику____.
3. Это происходит потому, что при натирании шарика отрицательные ____заряды___ переходят с вашей одежды на __шарик_____.
4. Шарик приобретает _____отрицательный_____заряд.
5. Когда вы подносите шарик к волосам, ваши волосы заряжаются ______положительно.
6.  Поскольку все волосы заряжены одинаково, они ____отталкиваются______ друг от друга.
7. Волосы стараются отодвинуться подальше друг от друга, вставая дыбом.
8. Опыт наглядно демонстрирует существование статического электричества
9. Статическое электричество – это собравшиеся вместе отрицательные частицы под названием электроны.

Студенты проводят опыт, описывая свои действия на английском языке.

1) I’m rubbing a balloon on my clothes and I am holding it over my head.

2) My hair is rising and attracting to the balloon.

3) Negative charges are going from my clothes to the balloon.

4) The balloon is a negative charged.

5) I am taking the balloon to my hair, my hair is charging positively.

6) All my hairs have the same charge, so they are pushing off from each other.

7) Hair is trying to push off from each other, so it is standing on end.

8) That experiment demonstrates the existence of static electricity.

9) Static electricity is gathered together negative particles called electrons.

4. Этап построения проекта выхода из затруднения

  Использование информационных  карт для выяснения механизма формирования молний

Преподаватель физики

Мы с вами разобрали как  образуется статическое электричество, а теперь выясним механизм формирования молний в атмосфере.

Методическое указание. Технология игрового  обучения. Технология группового обучения.

Студенты работают в группах из 6 человек

 Выполняют  следующие шаги:

 Каждый стол получает по одной Карте бури.

• Прочитайте свою карту и убедитесь, что вы поняли ее содержание

• По очереди прочитайте по одному вопросу ниже.

• Если вы знаете ответ на вопрос, расскажите его.

5. Этап реализации построенного проекта

Методическое указание. Технология исследовательского обучения.

Как образуется молния?

КАРТОЧКИ ЗАДАНИЯ

1. Что такое ионизация, как в облаках образуются положительно заряженные кристаллы льда?

Ответ.         Грозовые тучи формируются из кристаллов льда и капель воды. Конвекционные потоки перемешивают лед и воду внутри тучи. Когда кристаллы льда или капли воды сталкиваются друг с другом внутри тучи, сила трения отрывает у некоторых из них отрицательно заряженные электроны. Кристаллы льда и капли воды оказываются положительно заряженными. Некоторые кристаллики льда и капли воды получают электроны. Они становятся отрицательно заряженными. Процесс образования заряженных частиц называется ионизацией.

2.  Как образуется электрическое поле в грозовой туче?

Ответ.         Кристаллики льда и частицы воды с положительным зарядом поднимаются вверх тучи. В то же время кристаллы льда и частицы воды с отрицательным зарядом опускаются к ее основанию. В результате разделения положительных и отрицательных частиц образуется электрическое поле. Электрическое поле имеет положительный заряд вверху, а отрицательный — у основания грозовой тучи. Отрицательный заряд  у основания электрического поля отталкивает отрицательные заряды под поверхностью земли. В результате поверхность земли — особенно выступающие предметы — приобретает положительный заряд.

3. Как образуются отрицательные лидеры и положительные стримеры?

Ответ.        Перед основной вспышкой молнии можно наблюдать небольшое пятно, движущееся от тучи к земле. Это так называемый ступенчатый лидер. Электроны под действием разности потенциалов, начинают двигаться к земле. Двигаясь, они сталкиваются с молекулами воздуха, ионизируя их. От тучи к земле прокладывается как бы ионизированный канал. Лидер как бы прокладывает путь для основного разряда, двигаясь от одного электрода (тучи) к другому (земле). Ионизация происходит неравномерно, поэтому лидер может разветвляться. По мере того, как отрицательно заряженные лидеры приближаются к земле, на выступающих предметах таких как верхушки гор или одиночные деревья формируются положительно заряженные стримеры.

4. Как формируется разряд молнии из лидера и стримера?

Ответ.         В момент, когда лидер приближается к земле, напряженность на его конце растет. Из земли или из предметов, выступающих над поверхностью (деревья, крыши зданий) навстречу лидеру выбрасывается ответный стример.  Образуется токопроводящий канал. Электрический ток проходит по этому проводящему каналу.  Мы видим яркую вспышку, которая представляет собой разряд молнии. Длительность разряда не превышает одной секунды. Его температура достигает 30000 °C.

5. Почему молния бьет в человека или в дерево?

Ответ. На самом деле ей все равно, куда бить. Ведь молния ищет наиболее короткий путь между землей и небом. Именно поэтому во время грозы опасно находиться на равнине или на поверхности воды.

6. Почему молния гремит?

Ответ.  Гром возникает в результате ударной волны, порождаемой быстрым расширением ионизированных каналов.

7. Почему сначала мы видим молнию а потом слышим гром?

Ответ. Все дело в разности скоростей звука (340 м /с) и света (300000 км/с). Посчитав секунды между громом и молнией и умножив их на скорость звука, можно узнать, на каком расстоянии от Вас ударила молния.

8. Какие самолеты больше поражаются молнии: летающие на большой высоте или на низкой такие как, например, вертолеты или легкомоторные самолёты?

Ответ. Наиболее опасна молния для низколетящего самолёта или вертолёта, так как в этом случае летательный аппарат может сыграть роль проводника тока молнии из облака в землю. Известно, что самолёты на больших высотах сравнительно часто поражаются молнией и тем не менее, случаи катастроф по этой причине единичны. В то же время известно очень много случаев поражения самолётов молнией на взлете и посадке, а также на стоянке, которые закончились катастрофами или уничтожением летательного аппарата.

Вопросы по ОБЖ:

1. Можно ли разговаривать по мобильному телефону в грозу?
2. Можно ли находиться в толпе во время грозы?
3. Купаться во время грозы и ловить рыбу?
4. Что делать, если Вы во время грозы оказались в поле?
5. Можно ли прятаться в стоге сена?
6. Если началась сильная гроза, а у Вас в кармане связка ключей?
7. Сидеть в палатке на открытой местности?
8. Как защититься от молнии в машине?
9. Как защититься от молнии на мотоцикле и велосипеде?
10. Как защититься от молнии, находясь в садовом либо дачном доме?

Памятка МЧС

Сотрудники МЧС, отвечая на вопрос, что делать во время грозы, дают следующие советы:

Как защититься от молнии, находясь в садовом либо дачном доме?

1. Закрыть все двери и окна.

2. Ни в коем случае не топить печь и закрыть дымоход.

3. Выключить электроприборы, отключить антенну.

4. Выключить мобильный телефон.

5. Не стоит находиться около окна.

Как защититься от молнии на улице?

1. Уйти с открытой местности.

2. Не находиться вблизи металлических сооружений и линий электропередач.

3. Не прикасайтесь к железу.

4. Снимите с себя все металлические изделия.

5. Не раскрывайте зонт.

6. Не останавливайтесь под высокими деревьями.

7. Не сидите у костра.

8. Не подходите близко к металлическим заборам.

9. Не купайтесь в водоеме.

10. Не катайтесь на велосипеде, мотоцикле.

11. Не разговаривайте по мобильному телефону.

6  Этап первичного закрепления с проговариванием во внешней речи

Активизация лексических единиц по теме "Electricity" (презентация)

-Let’s remember the words which remind you about electricity. (фишки)

Electricity, current, circuit, power, lightning, thunder, flash of lightning  (Электричество, ток, цепь, мощность, молния, гром, вспышка молнии)

- Match the word and its definition. (cлайд) (работа с карточками). Let’s check your work. Change your cards. These are answers. Count the points. (Считаем баллы)

Ответы:

7.        Этап самостоятельной работы с самопроверкой по эталону

Методическое указание. Технология исследовательского обучения.

    Последствия попадания молнии в разные части самолета

Следующая часть нашего занятия посвящена вопросу – Что случится, если молния попадет в летящий самолет?

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте разберем, какие  материалы применяют при производстве самолетов?

Об этом нам расскажет Миша Прокудин.

За 100 лет существования авиации, материалы, из которых изготавливают авиалайнеры, существенно изменились. Самые первые самолеты (братьев Райт, США – 1903 г.) изготавливались из тонких стальных труб, обтянутых материей, или имели деревянную конструкцию. Следующим шагом совершенствования конструкций самолета следует считать замену тканей на обшивку фанерой. Большинство аэропланов, использовавшихся в первой мировой войне, были деревянными с тканевой обшивкой. Однако, с увеличением скоростей самолетов, повышением нагрева конструкций и элементов двигателей, их использование стало небезопасным. Конструкторы стали постепенно заменять деревянные детали на металлические. В СССР, одним из основоположников металлического самолетостроения стал знаменитый авиаконструктор Андрей Николаевич Туполев. В 30-е годы прошлого столетия металл почти полностью вытеснил дерево в конструкции самолетов. К основным материалам, из которых делаются самолеты, относятся различные металлы, их сплавы и композиционные материалы.

Методическое указание. Просмотр видеофрагмента «Электричество, молнии, проектирование воздушных судов» 0.30 – 3.30

Металлы, Алюминий, Медь,  Сталь, Пластик,  армированный углеволокном (CFRP)

Давайте назовем эти термины по-английски.

Metals, Copper, Aluminum, Steel, Iron, alloy, carbon, plastic, Carbon fiber reinforced plastic (CFRP)

1. задания на карточках (кроссворд)
2. Читаем и переводим вопросы
3. Проверяем (обмениваемся карточками и читаем вслух правильный ответ по презентации) (считаем баллы)

8.  Этап включения в систему знаний и повторения

Методическое указание. Технология исследовательского обучения.

    Последствия попадания молнии в разные части самолета

Методические указания.  Просмотр видеофрагмента:  «Что будет, если в самолет попадет молния?»

Преподаватель физики

Вы просмотрели видеофильм, давайте обсудим, что учитывается при проектировании современных самолетов ведь все оборудование -  электрические и топливные системы должны быть защищены от разряда молнии, в котором сила тока достигает 30 000 ампер.  

Инженер по авиационной безопасности

1. Когда разряд попадает в корпус, электричество проходит через внешнюю алюминиевую оболочку фюзеляжа, электрический ток пробегает по металлической обшивке самолета, пока не выйдет из другой точки, например из хвоста.

Зачастую такая защита работает настолько хорошо, что пассажиры не понимают, что молния попала в самолет, а единственное возможное повреждение, это небольшой ожог на обшивке в месте удара.

Преподаватель  физики.

Куда ударяет молния?

Инженер по авиационной безопасности.

2. Обычно молния ударяет в выступающие части самолетов, например в законцовки крыла и нос. В этих местах можно обнаружить небольшие оплавления конструкций.

На самолет устанавливаются электростатические разрядники, которые обычно находятся на концах крыльев. Если в самолет ударит молния — они отводят электричество в воздух.

Бортовые электросистемы самолета экранированы, что защищает их от электромагнитного излучения, которое вызывает молния.

Преподаватель физики

Какие современные материалы используются при проектировке воздушных судов?

Инженер по авиационной безопасности

3.Современный материал -  пластик, армированный углеволокном (CFRP) – это очень прочный материал низкой плотности.

• Многие современные самолеты помимо композитных материалов в своей конструкции имеют медные экранирующие сетки — ими, например, оснащены самолеты семейств Boeing 787 и Airbus A350.

          Эти медные слои выступают в роли так называемой клетки Фарадея, которая защищает от электрических токов все, что находится внутри нее.

Преподаватель физики

Как         уменьшить вероятность взрыва топлива в баках при попадании молнии?

Инженер по авиационной безопасности

4. Топливные баки самолетов, размещенные в крыльях, где расположены специальные разрядники, снимающими статическое электричество, защищающие от любых искр.

• Было принято решение заполнять освобождающиеся по мере выработки горючего баки инертным газом, что мешает воспламенению паров топлива.

Преподаватель английского языка

Методическое указание. Технология группового обучения.

Ребята, вы посмотрели видеофрагмент о влиянии молнии на металлические части самолета и сделали определенные выводы. Сейчас закрепите полученные знания.

Заполните таблицу, поставив отметку True «истина» рядом с правильными утверждениями или False «ложь» рядом с неправильными утверждениями.

На экране (презентация) написаны предложения. Учащиеся получают карточки для ответов. Надо написать верно\ не верно  - True or False

Карточки

Перевод:

1) Металлические части самолета не повреждаются от удара молнией,

потому что металл хорошо проводит электричество.

2) Некоторые современные самолеты сделаны из пластика, армированного углеволокном (CFRP).

3) CFRP не боится удара молнией.

4) Добавление тонкого слоя меди на части самолета, сделанные из CFRP, не защищает самолет от повреждения молнией.

5) Чем легче самолет, тем меньше топлива ему требуется, чтобы пролететь определенное расстояние.

Обмениваемся карточками, проверяем. Чтение, перевод, ответ

9.     Этап рефлексии учебной деятельности на уроке.

сегодня я узнал…было интересно…было трудно…я выполнял задания…я понял, что…

Подведение итогов урока, домашнее задание.

По количеству набранных баллов объявляется команда – победитель. Подсчитываются персональные баллы игроков, выставляются оценки за урок. Отмечается активность студентов на уроке.

Вручение сертификатов «Неделя науки» в рамках Года науки и образования Великобритании и России 2017 год студентам, которые показали отличные результаты  творческого мышления, были инициативны, продемонстрировали  навыки общения в иноязычной среде.