ФИЗИКА И МЕДИЦИНА
статья по физике (7, 8, 9, 10, 11 класс)

ФИЗИКА И МЕДИЦИНА

(ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ)

МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

Работа учителя физики Костенко Ю.Э.

МБОУ «Гимназия №1 им. И.В. Курчатова»

г. Симферополь

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Физика – наука о природе. И зная её законы, расширяются и углубляются знания по химии, биологии, астрономии, технологии и так далее. Физика связана со всеми изучаемыми предметами в школе. Прогрессивные педагоги различных эпох подчеркивали необходимость взаимосвязей между учебными предметами для отражения целостной картины мира, природы "в голове ученика", для создания истинной системы знаний и миропонимания.

При изучении физики в школе, необходимо выделять межпредметные связи физики с естественными науками. Рассмотрим связь с биологией и химией.

Одним из мотивов изучения физики становится связь физики и медицины. В сегодняшней ситуации, в период пандемии, интерес школьников к медицине значительно возрос. Многие выбирают своей будущей профессией профессию врача.

При современном уровне развития медицинской аппаратуры необходимо знать и свойства, и строение лазеров, и свойства рентгеновских лучей, и ультразвук и его свойства, и токи высокой частоты. Надо знать принципы действия приборов, уметь разбираться в электрических цепях и регулировании усилителей высокой и низкой частоты. Расширяя свои знания по другим предметам, углубляются знания учащихся, расширяется кругозор, развивается личность.

ДЕМОНСТРАЦИИ

Простейшие медицинские приборы и принцип их действия:

• электрическая грелка – прибор Джоуля;
• синяя лампа – разложение света;
• рентгеновские снимки – рентгеновские лучи;
• шприц, пипетка – атмосферное давление;
• банки – расширение воздуха при нагревании;
• термометр – расширение жидкости при нагревании;
• стерилизатор – повышение давления при кипячении;
• очки – линзы, как оптический прибор;
• тонометр – измерение давления жидкости манометром.

ТЕМЫ ПРОЕКТОВ

I. Ультразвук и медицина:

• Понятие об ультразвуке и природных сонарах.
• Получение ультразвука на практике.
• Ультразвук в диагностике.
• Ультразвук в терапевтическом и оперативном лечении.

II. Звук в жизни человека.  

• Что такое звук?
• Как измеряют звук?
• Как мы слышим и говорим?
• Дефекты звука и их устранение.
• Борьба с шумом как экологическая проблема.

III. Электрические явления и медицина.

• Электрические явления в жизни живых организмов.
• Электрические заряды в организме человека.
• Методы электродиагностики (энцефалография, кардиография)
• Методы электролечения.

IV. Оптика и медицина.

• Зрение у животных и человека.
• Дефекты зрения и их устранение.
• Световоды в диагностике.

V. Радиоактивные излучения и медицина.

• Влияние гамма излучения на биологические объекты.
• Лучевая болезнь.
• Метод меченых атомов в диагностике (изотопная диагностика и компьютерная томография).
• Гамма-лучи в онкологии.

VI. Лазер и медицина.

• Лазерный луч, виды лазеров.
• Лазерная терапия.
• Лазерная хирургия.

VII. Баротерапия и барохирургия.

• Атмосферное давление в жизни человека.
• Баротерапия.
• Барохирургия.

Для реализации межпредметных связей на уроках, я включаю небольшие вставки, примеры, задачи, которые связаны с биологией, химией и медициной.

ЭЛЕМЕНТ УРОКА ФИЗИКИ

Пример применения межпредметных связей физики и медицины на уроке физики в 10-м классе по теме: “Первый закон термодинамики”

Цель урока: ввести понятие Первого закона термодинамики; продолжить формировать понятие о всеобщности закона сохранения энергии; показать связь физики и медицины; создать условия для личностной самореализации каждого обучающегося; способствовать развитию личностных, учебно-познавательных, коммуникативных компетенций.

Ход урока

I. Опрос

Ввести понятие внутренней энергии. Вывести формулу для определения внутренней энергии. Рассказать о способах её изменения.

Показать, как в термодинамике выводится формула по определению работы идеального газа.

Вспомнить понятие количества теплоты и рассказать о том, как в различных тепловых процессах его можно рассчитать.

Фронтально:

а) можно ли повысить температуру тела, не сообщая ему количества теплоты?

б) мука из-под жерновов выходит горячая, хлеб из печи вынимают тоже горячим. Какова причина повышения температуры тел в первом и во втором случаях?

в) проволоку можно нагреть в пламени спиртовки и в результате многократного сгибания. Правильно ли утверждать, что в обоих случаях проволока получила некоторое количество теплоты?

II. Переход к изучению нового материала

Повторяя материал предыдущего урока, был сделан вывод о том, что внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: совершая над телом механическую работу или передавая ему некоторое количество теплоты. Этот вывод нуждается в аналитическом подтверждении, решать этот вопрос мы и будем сейчас.

III. Изучение нового материала

Работы М.В.Ломоносова 1750 г.

Вклад в науку Юлиуса Роберта Майера. Родился в 1814 году в семье аптекаря, окончил Тюбингенский университет на факультете медицины (1838–1840 гг.). В 1840 году вербуется в качестве судового врача на торговое судно и отправляется в плавание на остров Ява. Майер заметил, что при травме у матросов сложно отличить венозное кровотечение от артериального. Венозная кровь была алой.

• Как вы считаете? Почему?

Эти наблюдения привели Роберта Майера к открытию закона сохранения энергии (1841 г.). Некоторая путаница, в использовании вместо “энергия” слово “сила” привела к пренебрежению, с которым ученые встретили работы Майера. В споре за первенство в открытии закона сохранения энергии участвовали Гельмгольц (1845 г.) и Джоуль (1848 г.).

Разными путями шли ученые к открытию и установлению закона сохранения и превращения энергии.

При этом все они пришли к выводу: энергия не появляется из вне и не исчезает, она только превращается из одного вида в другой и записали это в виде формулы:

U = Q + A,

где U — изменение внутренней энергии,

Q — количество теплоты,

A — работа внешних сил.

Анализ формулы U = Q + A.

IV. Закрепление на качественных задачах

1. При быстром сжатии газа температура его повысилась. Можно ли сказать, что:

а) газу сообщено некоторое количество теплоты?

б) внутренняя энергия газа увеличилась.

2.Всегда ли при сообщении термодинамической системе энергии путем теплообмена внутренняя энергия возрастает?

3.Можно ли передать газу некоторое количество теплоты, не вызывая при этом повышения температуры?

V. Домашнее задание.

Межпредметные связи на уроках физики повышают эффективность обучения. Связь физики и медицины способствует систематизации, углублению и расширению знаний, помогает дать ученикам целостную картину мира. Использование информации, полученной при изучении других учебных предметов, способствует развитию не только познавательного интереса, но и кругозора, более глубокому пониманию материала. В последовательном принципе межпредметных связей содержатся важные резервы дальнейшего совершенствования учебно-воспитательного процесса.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Максимова В.Н. Межпредметные связи в процессе обучения. – М.: Педагогика. – 1985 г.
2. Межпредметные связи естественно-математических дисциплин. / Под ред. В.Н, Федоровой. – М.: Просвещение. – 1989 г.
3. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Учебник «Физика-10». – М.: Просвещение. – 2006.
4. Турышев И.К. и др. Межпредметные связи физики. – М.: Просвещение. – 1992 г.
5. Усова А.В. Методика преподавания физики. М.: Просвещение, 1998