Интегрированный урок (биология + физика) в 10 классе на тему: «Законы физики в организме человека».
план-конспект урока по физике (10 класс) на тему

Интегрированный урок (биология + физика) в 10 классе на тему:

«Законы физики в организме человека».

Учитель физики Губжокова С.Н.

Учитель биологии Дохова Ф.А.

Цель урока:

• Повторить и обобщить знания по теме: «законы физики и организм человека» (основные понятия, формулы, законы).
• Осуществить интеграцию предметов физика, биология.
• Показать применение знаний на практике.

Задачи урока:

• Образовательная: научить применять законы физики для объяснения различных процессов в организме человека.
• Развивающая: развивать интерес учащихся к установлению связи смежных наук, развитие компьютерной грамотности, развитие мышления, умения делать выводы, анализировать.
• Воспитательная: выработка навыков коллективного труда, развитие самостоятельности.

Тип урока: Обобщения и систематизации знаний.

Форма проведения: групповая

Методы и методические приемы:

• Групповая работа, коллективное решение задач.
• Отчет и предоставление результатов по выполненной работе.
• Воспроизведение и коррекция опорных знаний
• Информационно-коммуникационные

Оборудование: "Скелет человека"; разборный торс человека, термометр, бутылки с водой.

Ход урока

Мыслящий ум не чувствует себя счастливым,

пока ему не удастся связать воедино

разрозненные факты, им наблюдаемые.

Д. Хевеши

Учитель физики: Добрый день, дорогие друзья, сегодня мы собрались с вами чтобы провести не совсем обычный урок. А необычен он тем, что вести его будут сразу два учителя. Я учитель физики – Губжокова С.Н. и учитель биологии – Дохова Ф.А.

Учитель биологии: И тема у нас сегодня не совсем обычная. Сегодня мы поговорим о том, что все законы физики и биологии едины. А урок наш пройдет под девизом: (Эпиграф слайд)

Учитель физики: Все естественные науки используют законы физики. В этом мы убедимся сегодня на уроке. Законы физики применимы к живому организму, в частности к организму человека. Физические методы исследования ученые применяют в биологии, медицине, бионике. Сегодня на уроке мы изучим небольшой аспект биофизических связей.

Я желаю вам плодотворной работы на уроке, всем успешного выступления, всеобщего внимания и признания ваших трудов.

Мы хотим предложить вам 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 - вы будете применять на этом уроке, и тогда добьетесь 100% КПД. 

Клип: «точка, точка, запятая»

Учитель биологии: Самое прекрасное и совершенное, что создала природа – это человек. Но, человек сам является частичкой этой природы. А это значит, что и организм его работает по законам природы, а точнее по законам физики.

Ребята, как вы думаете, какую цель мы можем поставить перед собой на нашем уроке?

Ученики: научиться применять законы физики для объяснения различных процессов в организме человека.

Учитель физики: Основной закон природы - закон сохранения и превращения энергии. Сформулируйте как читается закон сохранения энергии? Он применим и для живых организмов. Роберт Майер первым его сформулировал с позиций врача- естествоиспытателя, а расскажет нам о нем (Денисова Юля)………………………

Роберт Майер – великий естествоиспытатель и врач, основатель термодинамики – науки, являющейся теоретической базой современной теплотехники. Юлиус Роберт Майер родился в 1814 году в небольшом немецком городке Гейльброне. Едва ли скромный владелец аптеки «К розе» мог предполагать, что имя его младшего сына Юлиуса войдет в историю физической науки. Ведь в детстве Юлиус не проявлял особого пристрастия к наукам. В его аттестате зрелости по всем предметам стояло «посредственно» и только по математике «хорошо». По желанию отца Юлиус поступил в Тюбенгенский университет на медицинский факультет. Однако профессия провинциального лекаря Майера не привлекала. Его заветная мечта – поехать в далекое путешествие. Устроившись врачом на торговое судно, Майер едет на остров Яву. В дороге он ведет дневник. Однажды во время плавания штурман сказал ему, что во время сильной бури вода нагревается. Майер занес замечание штурмана в свой дневник и впоследствии проверил его. С этой путевой записи и зародилась у Майера мысль о связи между теплотой и движением. (Слайд Роберта Майера, годы жизни)

Учитель физики: Вы можете тоже проделать такой опыт: У вас на столе стоят бутылки до половины заполнены водой комнатной температуры и, закупорив бутылку пробкой, встряхнуть воду в течение нескольких минут. Термометр покажет, что вода нагрелась на 1-20 С).

Вопрос: какие виды превращения энергии вы наблюдали?

«Природа никогда не изменит великим законам сохранения»

Д.Бернулли.

Учитель биологии: А какие превращения энергии происходят в живых организмах (в человеке)?

Ученики:

• Химическая энергия в электрическую (нервные клетки).
• Звуковая энергия в электрическую (внутреннее ухо).
• Световая энергия в электрическую (сетчатка глаза).
• Химическая энергия в механическую (мышечные клетки).
• Химическая энергия в электрическую (органы вкуса и обоняния). На слайд

«Всякий процесс, происходящий в природе, можно рассматривать, как превращение отдельных видов энергии друг в друга»

Макс Планк.

Учитель физики: Игра с конфетами.

Учитель биологии: А что является источником энергии для работы организма человека?

Ученики. Источником энергии для работы организма человека являются органические вещества и прежде всего - углеводы, подвергающиеся в клетках распаду и окислению, в результате чего освобождается скрытая в них энергия.

Учитель биологии: Поглощая пищу, вы поглощаете содержащуюся в ней внутреннюю энергию в следующих количествах: хлеб – 9000 Дж/г; сахар – 17000 Дж/г; молоко – 3000 Дж/г; мясо – 7500 Дж/г; картофель – 4000 Дж/г; масло – 33000 Дж/г; овощи и фрукты – 600-2000 Дж/г; яйца - 7000 Дж/г.

- Работая, вы расходуете энергию в следующих примерно количествах (за 1 ч на 1 кг массы человека): при подготовке уроков – 6000 Дж; при зарядке – 16000 Дж; при лежании – 4000 Дж; при плавании -30000 Дж; во время сна – 4000 Дж; при ходьбе 15000 Дж. На слайд

- Следовательно, поглощая пищу, вы увеличиваете свою внутреннюю энергию, а, работая, вы ее расходуете.

И так, энергия у нас есть, давайте же используем ее с пользой . Сегодня мы постараемся с помощью биологических знаний физических законов создать человечка. Для этого, собирая отдельные органы воединое создаем цельный организм.

Задание, группа 1: 1. Обмен воздуха между легочными пузырьками и внешней средой осуществляется в результате ритмичных дыхательных движений грудной клетки.

Объясните, каков механизм процесса дыхания у человека?

2. Рассчитайте объем легких человека

Вычислите площадь поверхности тела человека по формуле

где S – площадь поверхности м²; m – масса тела, кг; l – длина тела, м.

Рассчитайте объем легких человека по формуле

где V – объем, м³; S – площадь, м²

Формулы приведены для вычисления объема легких соответственно мужчин и женщин,

так как считается, что каждому квадратному метру поверхности тела мужчины соответствует 2500 мл, а женщины - 2000 мл объема легки.

Задание, группа 2: 1. Всю нашу жизнь центральный орган кровеносной системы – сердце – непрерывно работает. Он начинает работать когда человек еще не родился, и последним прекращает свою работу. Сердце представляет собой удивительный насос, работающий безостановочно на протяжении всей жизнь человека. Он прокачивает за 1 с около 0,1 л крови. Вспомните, что такое артерии, а что такое вены?

Почему повреждение крупных венозных сосудов представляет большую опасность, чем повреждение крупных артерий?

2. Рассчитаете, сколько литров крови за 1 год прокачивает сердце человека? 

Физкультминутка:1.

Задание, группа 3: 1. Каждому человеку в своей жизни приходится переносить различные грузы, различной тяжести. Самую большую нагрузку при этом испытывают кости и мышцы. Ученые рассчитали, что максимальный вес груза, который может удержать наша кость, находясь в вертикальном положении, около 60000 H. Что это за кость? В скелете человека, все кости имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами. Приведите примеры таких рычагов.

2. Рассчитайте, силы, действующие на стопу человека при подъеме на полупальцы?

Какие законы физики вы использовали при решении этой задачи?

Задание группа 4: 1. Тело человека представляет собой по своим электрофизическим свойствам соленый раствор (раствор электролита). Разные ткани тела человека характеризуются разной концентрацией раствора электролита и разным его составом, вследствие чего различаются по своим диэлектрическим свойствам. Перечислите какие ткани образуют организм человека Тело человека является проводником эл.тока. Поскольку внутриклеточная жидкость содержит ионы и хорошо проводит электрический ток, внутренние ткани тела человека обладают довольно низким сопротивлением. В целом же сравнительно высокое сопротивление тела человека электрическому току определяется в основном сопротивлением поверхностных слоев кожи (эпидермиса). Перечислите, из каких слоев состоит кожа человека. Проводимость кожи в значительной степени зависит от ее состояния и осуществляется через потовые и сальные железы. Внутри тела человека ток разветвляется и проходит преимущественно вдоль протоков тканевых жидкостей (кровеносных сосудов, нервных стволов, лимфатических узлов и т.д.).

Общее сопротивление тела человека постоянному току (от конца одной руки до конца

другой) при сухой неповрежденной коже рук составляет 104 – 106 Ом. Влажная кожа может уменьшить сопротивление тела до 103 Ом и ниже. Сопротивление человеческого тела току различно для разных индивидуумов. Оно также зависит от состояния здоровья человека. Определенно известно, что наличие алкоголя в крови заметно уменьшает сопротивление человеческого тела. Встречаются люди с уникальными электрическими характеристиками. Например, электрик из болгарского города Габрово Г.Иванов обладает электрическим сопротивлением, в 8 раз более высоким, чем у обычных людей. Он может работать с электрическими цепями, находящимися под напряжением 380 В, без защитных средств и не отключая питания. (Для обычного человека напряжение 380 В смертельно

2. Почему опасно работать с электрическим током при повышенной влажности

воздуха? Рассчитайте силу тока, проходящую через человека при случайном касании сухой руки, влажной руки?

Решение Ток, проходящий при случайном касании рукой через и 220 тело человека;

Ток, проходящий через тело человека при касании влажной рукой,

А такая сила тока может оказаться смертельной.

Учитель биологии: Итак, у нашего человечка есть легкие, сердце, скелет и кожа. мы собрали с вами человечка. Мы можем ему добавить глазки, ушки, носик и все остальное, чего ему не хватает. И вот что у нас получилось. (Слайд с человечком анимированным) Давайте выпустим его в наш огромный мир. КЛИП Значит, мало просто создать человечка, нужно его еще научить выживать в этом сложном мире. Но это произойдет чуть позже, а сейчас испытание для вас. Ответьте, пожалуйста, на наши вопросы.

1) Наука о живой природе .(биология)

2) Как называется Явление сохранения скорости и направления движения. (инерция)

3) Определенная часть тела, имеющая определенное строение и выполняющая определенную функцию (орган)

4) Наука, получившая свое название от греческого слова «фюзис», что в переводе означает - природа? (Физика)

5) Гормон, поджелудочной железы, регулирующий содержание сахара в крови? (Инсулин)

6) Отдел кисти, расположенный между предплечьем и пястьем? Запястье)

7) Атом, который потерял или присоединил один или несколько электронов? (Ион)

8) Жидкая соединительная ткань, состоящая из плазмы и форменных элементов? (Кровь)

9) Частицы, из которых состоят молекулы? (Атом)

Учитель биологии: Прочитайте, какое слово у нас получилось? (БИОФИЗИКА) Как вы поняли, что изучает эта наука? (это наука о физических процессах, протекающих в биологических системах)

Учитель физики:

«Физика не только может, но и должна

глубоко вторгаться в биологию, как своими

средствами исследования, так и

свойственными ей теоретическими

представлениями»

Академик Л.А.Арцимови

Учитель биологии: А заканчивая урок хочется еще раз вернуться к нашей формуле успеха. (формула – слайд) оцените КПД своей работы напишите цифру на листочках и покажите всем.

Выставление оценок и подведение итогов.