Урок «Законы физики и организм человека»

 ТЕМА урока:«ЗАКОНЫ ФИЗИКИ И ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА»

Автор:учитель физики Трунтаева С.Ю. и учитель биологии Демичева Н.С.

Педагогическая цель: закрепление изученного учебного материала по различным разделам биологии и физики.

Задачи урока:

Образовательная: способствовать формированию у учащихся знаний по различным разделам биологии и физики. Устанавливать связь между отдельными темами этих предметов. Научиться использовать полученные знания на практике.

Развивающая: продолжить формировать умения систематизировать и выделять главное, существенное, устанавливать причинно-следственные связи, способствовать развитию воображения, устанавливать связь теории с практикой.

Воспитательная: способствовать формированию сочетания индивидуальных, групповых и коллективных видов деятельности.

Тип, вид урока: для изучения данной темы был выбран интегрированный тип урока. Это позволит учащимся понять процессы происходящие в организме человека с точки зрения биологии и физики.

Планируемые результаты: учащиеся научатся получать знания, используя различные виды деятельности и использовать эти знания для проведения экспериментально-исследовательских работ.

Личностные результаты: будут сформированы: различные навыки обучения; приобретён опыт работы с ИКТ (по программе один компьютер, один ученик), а также лабораторным оборудованием по физике и биологии; навыки основ моделирования процессов.

Универсальные учебные действия:метапредметный результат предполагает формирование умений - устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умение самостоятельно планировать пути достижения целей, умение работать с современными ИКТ оборудованием применять полученные знания на практике.

Формы и методы обучения: фронтальные, индивидуальные, групповые, исследовательские.

Методы: словесные, наглядные, практические, дедуктивные.

Ход урока:

Введение в тему

Физик: Дорогие ребята! Сегодня у нас необычный урок. Мы будем одни и те же вопросы рассматривать с точки зрения физики и биологии.

Биолог: Посмотрите на слайд и скажите. Что объединяет все эти картинки и о чём сегодня пойдёт речь на уроке? (на слайде картинки с изображением органов человека и физические приборы)

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

Биолог: Давайте сформулируем тему нашего урока. « Организм человека и законы физики.»

Физик: эпиграфом к нашему уроку мне хотелось бы процитировать слова Немецкого учёного Роберта Юлиуса Майера « Сейчас нельзя обойтись без знаний физики, если ты хочешь достигнуть ясности относительно физиологических вопросов»

Р. Майер

Биолог: Сегодня на уроке мы рассмотрим организм человека глазами физики и биологии, изучим экспериментально возможности организма, опираясь на теоретический материал, полученный на уроках биологии и законы физики насколько это возможно в рамках урока.

Физик: 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.

Биолог: как много на свете чудес! Гигантские деревья и фантастические водопады, невероятные пещеры и величественные храмы. Но ни одно из чудес света несравнимо с тем, что всегда с нами. Это чудо – мы с вами! За обыкновенным телом скрывается сложнейший, тонко организованный мир.

Тело человека состоит из органов, органы объединяются в системы органов. Вспомните, с какими системами органов мы с вами уже познакомились? (ОДС, КС, ДС, ПС).

Давайте вспомним ОДС. Какую функцию она выполняет ?(Двигательная, Защитная, Формообразующая, Опорная, Кроветворная, Обменная.)

Чем она представлена).

Каркасом тела человека служит скелет, кото­рый состоит из 200 костей. Они соединены между собой так, что при движении их положение меняется. Кости приводятся в движение мыш­цами, которые прикрепляются к двум различным костям.

Физик: 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

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 мы разовьем завидную мускулатуру!

(На экране картинки с изображением яблока с трубками, сообщающегося сосуда, насос, тонометр, манометр )

На экране изображены несколько предметов (яблоко (красное), трубки, сосуд с красной жидкостью, сообщающиеся сосуды, насос, тонометр и манометр)

Учитель биологии:О какой системе пойдёт речь? Из чего состоит КС? Назовите ее функции.

Учитель физики: сопоставьте органы КС с физическими приборами.

На экране появляется изображение тонометра и секундомера

Как вы думаете для чего нужны эти физические приборы?

Предполагаемые ответы: для измерения давления крови, для измерения числа сокращений сердца, для измерения пульса.

Учитель биолог: Для чего необходимо измерять давление крови, пульс.

Предполагаемые ответы: измерение делают для того чтобы контролировать работу кровеносной системы, для изучения ее работы.

Физик Наш организм - «механизм», который подчиняется законам физики. Он постоянно

работает, превращая один вид деятельности в другой.

Как вы думаете за счет чего осуществляется эта работа? За счет энергии. Согласно закону сохранения энергии, организм потребляет её и затрачивает.

Биолог: За счет чего происходит потребление энергии? ( за счет питания)

А как вы думаете, осуществляется ли у вас сейчас расход энергии? Давайте проверим(подтвердим), выполнив практическую работу.

Физик: на каждой парте лежат листочки , в которых описывается ход практической работы, выполнив которую вы сможете ответить на вопрос: Какое количество энергии выделяется вами в данный момент времени по частоте сердечных сокращений , используя формулу Травина.

Исследование №2

«Определение энергозатрат человека по частоте сердечных сокращений.»

Цель работы: Рассчитать, сколько кДж энергии затрачивает человек за 1 минуту, и спользуя формулу Травина.

Оборудование: весы, часы.

Ход работы:

Определить массу своего тела m в кг

Посчитайте число сердечных сокращений N за время t = 1 мин

Используя формулу Травина: Е=0,014m*t*(0,12N – 7) к Дж/мин, рассчитайте свои энергозатраты.

Сравни свой результат со средним значением, зная, что в среднем во время школьных занятий за 1 минуту на 1 кг массы тела затрачивается 0,11 кДж энергии.

Сделай вывод.

Биолог :По результату практической работы, можно сказать, что мы сейчас тратим энергию, хотя двигательной активности не совершаем. На что идёт расход энергии?(умственную деятельность, обменные процессы, которые протекают в организме, на работу внутренних органов.)

От чего зависят энергозатраты человека (от пола, физических показателей, образа жизни, питания). Правильное питание – залог здоровья!

Физик: Показ слайдов

На них вы видите две таблицы, на одной - Средние затраты энергии при различных видах деятельности в 1 час на 1 кг веса человека, а другая - Энергетическую ценность пищевых продуктов.

Средние затраты энергии при различных видах деятельности в 1 час на 1 кг веса человека

Энергетическую ценность пищевых продуктов.

Биолог: Сейчас мы предлагаем вам выполнить тест, который покажет на сколько правильно вы питаетесь.

Физик: на экране вы видите 12 вопросов, у вас у каждого распечатаны точно такие вопросы , на которые необходимо дать ответ буквами А,Б,В и результаты занести в таблицу.. Только сделать это необходимо быстро.

Тест: Правильно ли ты питаешься?

1. Как часто в течение дня вы питаетесь? А) 3 раза и более; Б) 2 раза; В) 1 раз.

2. Всегда ли вы завтракаете? А) всегда; Б) не всегда; В) никогда

3. Из чего состоит ваш завтрак? А) каша, чай; Б) мясное блюдо и чай; В) чай.

4. Часто ли вы перекусываете между завтраком и обедом, обедом и ужином?

А) никогда; Б) 2 раза в день; В) 3 раза.

5. Как часто вы едите овощи, фрукты, салаты?

А) 3 раза в день; Б) 1 – 2 раза в день; В) 2 – 3 раза в неделю;

6. Как часто вы едите жареную пищу?

А) 1 раз в неделю; Б) 3 – 4 раза в неделю; В) каждый день.

7. Как часто вы едите выпечку?

А) 1 раз в неделю; Б) 3 – 4 раза в неделю; В) каждый день.

8. Что вы намазываете на хлеб?

А) только масло; Б) масло с маргарином; В) маргарин.

9.Сколько раз в неделю вы едите рыбу?

А) 3 – 4 раза; Б) 1 – 2 раза; В) 1 раз.

10. Как часто вы едите хлеб?

А) меньше 3 дней в неделю; Б) от 3 до 6 дней в неделю; В) за каждой едой.

11. Сколько чашек чая и кофе выпиваете за день?

А) 1 – 2 ; Б) от 3 до 5; В) 6 и более.

12. Прежде чем есть первое блюдо с мясом, вы:

А) убираете из тарелки весь жир; Б) уберёте часть жира; В) оставите весь жир.

Подсчёт баллов: 
“А” – 2 балла “Б” – 1 балл “В” – 0 баллов

Ключ к тесту:

 0 – 13 баллов – есть опасность;

 14 – 18 баллов – следует улучшить питание;

 19 – 24 хороший режим и качество питания

Биолог: подсчетав количество баллов каждый из вас может сделать вывод о правильности вашего питания.

Физик: На экране вы можете увидеть рекомендации по правильному питанию, а так же у каждого на столе они тоже имеются.

В питании всё должно быть в меру;

Пища должна быть разнообразной;

Еда должна быть тёплой;

Необходимо Тщательно пережёвывать пищу;

Есть овощи и фрукты;

Есть 3-4 раза в день;

Не есть перед сном;

исключить копчёное, жареное и острое;

Не есть всухомятку;

Меньше есть сладостей;

Не перекусывать чипсами, сухариками и т.п.;

Биолог: Ребята, скажите, с какой системой тесно взаимодействует КС? (ДС)

В чём связь КС и ДС? (Дыхательная система с помощью легких обеспечивает кровеносную систему кислородом и выводит углекислый газ - продукт жизнедеятельности.) Из каких органов состоит ДС?

Физик: Объясните механизм дыхания у человека с точки зрения физики. Объём воздуха между лёгочными пузырьками и внешней средой осуществляется в результате дыхательных движений грудной клетки. При вдохе объём грудной клетки и находящихся в ней лёгких увеличивается; при этом давление в них понижается, и воздух через воздухоносные пути входит в лёгочные пузырьки. При выдохе объём грудной клетки и лёгких уменьшается, давление в лёгочных пузырьках повышается, и воздух с избыточным содержанием углекислого газа выходит наружу. За счёт межреберных мышц увеличивается объём грудной клетки, давление в лёгких уменьшается, поэтому воздух из окружающей среды поступает в лёгкие, далее расслабление мышц, объём грудной клетки уменьшается, происходит выдох.

При рассмотрении процесса дыхания о каких физических величинах идет речь? (давление и объём) какая между ними существует зависимость?

Какое физическое явление лежит в основе дыхания? Диффузия.

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

Физик: А сейчас мы предлагаем вам рассчитать жизненную ёмкость легких.

«Определение жизненной емкости легких».

Исследование №3

«Определение жизненной емкости легких».

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.

Физик: 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.

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

Физик: Ребята, обратите внимание на то, что какую бы систему организма человека мы с вами не рассмотрели, правильное питание, физические нагрузки, т.е. ЗОЖ улучшает их работу.

Биолог: сегодня на уроке мы рассмотрели только часть физических способностей нашего организма. Познание человека не закончено, и каждый может отправиться в доселе неизведанное. Ведь «Эпоха великих открытий» в постижении человека ещё впереди!

Физик: Л.Н Толстой говорил: «Не может быть не только двух людей, но и двух листьев на дереве совершенно одинаковых». Английский художник Уистлер ответил Толстому: «Еще с большим правом можно утверждать, что ничто так не похоже на лист платана, как другой лист платана». Прав Толстой, но прав и Уистлер: ничто так не похоже на человека, как другой человек. Но у каждого есть своя индивидуальность, которая отделяет одного от другого, делает его особенным, единственным и неповторимым. Наш сегодняшний урок тому подтверждение 

ДЗ разработать меню по правильному питанию, с учетом своих энергозатрат.
презентация к уроку
PPTX / 4.27 Мб