Cценарий внеклассного мероприятия по физике: "Физика, искусство и ... медицина".Эта методическая разработка сценария актуальна для поднятия уровня функциональной грамотности учащихся и преследует широкий спектр целей обучения и воспитания.
учебно-методический материал по физике

МКОУ «Новоалейская средняя общеобразовательная школа»

Третьяковский район

Алтайский край

ФИЗИКА, ИСКУССТВО И … МЕДИЦИНА.

Методическая разработка сценария внеклассного мероприятия по физике.

Мустафин Владимир Акрамович

Учитель физики, высшая категория.

с.Новоалейское

Содержание

1. Цели внеклассного мероприятия по физике………………………………….3

2. Задачи по подготовке и проведению вечера физики «Физика, искусство и …медицина»………………………………………………………………………4

3. Сценарий вечера физики: «Физика, искусство и… медицина»……………..5

    3.1  Физика и живопись………………………………………………………..5

    3.2  Физика и скульптура………………………………………………………8

    3.3  Физика и музыка………………………………………………………….10

    3.4  Физика и цветотерапия…………………………………………………..12

4. Конкурсная программа……………………………………………………….13

5. Подведение итогов вечера……………………………………………………14

Литература……………………………………………………………………….15

1. Цели внеклассного мероприятия по физике.

          - Показать универсальность и всеобъемлющий характер физики, которая служит не только научно-техническому прогрессу, но и миру чувств и вдохновения.

          - Способствовать эстетическому воспитанию учащихся, развитию чувства красоты, понимания прекрасного.

          - Мотивация учащихся на изучение физики, законы которой успешно решают проблемы на стыке искусства и науки.

          - Показать взаимосвязь явлений природы на примерах лечебного воздействия цвета окружающих тел на человека. (Физика и цветотерапия)

          - Патриотическое воспитание учащихся.

2. Задачи по подготовке и проведению вечера физики «ФИЗИКА, ИСКУССТВО И …МЕДИЦИНА».

1. Изготовление и вывешивание красочного объявления о мероприятии за неделю до его начала.
2. Вывешивание репродукций, физических плакатов по выбранной теме.
3. Вывешивание репродукций к конкурсам, цветных фотографий.
4. Подготовка материалов, репетиции их рассказчиков по темам:

«Физика и живопись;

Физика и скульптура;

Физика и музыка;

Физика и цветотерапия»

5. Подготовка видео и аудио материалов для конкурсов и дискотеки.
6. Установление регламента вечера физики и работы конкурсного жюри.

3. Сценарий вечера физики: «Физика, искусство и… медицина».

           Ведущий:

          Ребята! Сегодня у нас необычная тема вечера: «Физика, искусство и… медицина». Кажется, что эти понятия несовместимы! Однако, это не так и сегодня мы попытаемся это доказать. Представители искусства: музыканты, певцы, скульпторы, художники, порой сами того не зная, используют для своих творений физические законы. А физики… они любят и ценят искусство, которое побуждает их творить, постигая тайны природы.

          Мы  хотим, чтобы наш вечер способствовал развитию, у вас ребята, чувства красоты, понимания прекрасного, эстетического восприятия окружающего мира на основе понимания физических закономерностей. Мы постараемся окунуть вас в мир музыки, живописи, скульптуры, показать лечебное воздействие цвета на человека. Нам хочется рассказать вам интересные истории, связанные с этими видами искусств. А вам надо лишь вспомнить физику и заметить в наших рассказах все физические явления, физические величины, которые присутствуют в этом мире искусства. За каждое правильно названое явление или физическую величину участники вечера получают 1 балл. Выигрывают те, кто набирает больше баллов. Например: в живописи – отражение света. В скульптуре – диффузия вещества. В музыке – частота колебания и т. д.

          Внимательно слушайте, рассматривайте репродукции, запоминайте, записывайте. Первый наш рассказ о живописи и физических закономерностях, применяемых в ней.

3.I. Физика и живопись.

           Свет – удивительное и интереснейшее явление, которое изучает оптика – раздел фундаментальной науки физики. Разберем некоторые законы и характеристики, играющие существенную роль в восприятии света и цвета, что очень важно для изобразительного искусства, в частности живописи. Художник должен уметь создать у зрителя путем искусного подбора красок на картине психологически верное понимание своего замысла. Для этого он должен хорошо знать законы восприятия света, помнить, что человеческий глаз способен настраиваться на данный уровень яркости света исходящего от изображения. Это называется адаптацией глаза к яркости предмета. Поэтому, если художник изображает пейзаж в лунную ночь, то луна должна быть очень светлой и резко выделяться на темном фоне (Фото – 1, «луна»). Известно, что среди цветов спектра: красный(К) – оранжевый(О) – желтый(Ж) – зеленый(З) – голубой(Г) – синий(С) – фиолетовый(Ф). Существуют такие, которые будучи попарно смешанные дадут вместе белый свет. Какие? К-З; О-Г; Ж-С; З-Ф. Чувствительность глаза смещается в сторону уменьшения длины волны, значит от длины волны красного света к длине волны фиолетового света. Например, в сумерках цветок красного мака – темный, а синий василёк более светлый. Как только начинается смеркаться, в картинной галерее постепенно начинают «исчезать» краски на картинах: сначала красный, потом оранжевый, затем желтый, зеленый и т.д. Последним «гаснет» фиолетовый цвет, который имеет наименьшую длину волны из перечисленных цветов. Затем наступает полное исчезновение отраженного цвета.

(репродукция 2 – букет цветов). Интересен и тот факт, цвет предмета зависит от фона, на котором предмет находится.

(репродукция 3 – кувшины). Здесь действует закономерность контраста яркостей: цвет светлеет на темном фоне и темнеет на светлом фоне. Сочетание различных цветов в картине называют колоритом. Колорит бывает «холодным» и «теплым». К, О, Ж – «теплый» цвет, Г, С, Ф – «холодные» цвета, но это уже из области цветотерапии и использовании цвета улучшения качества жизни человека. Прекрасным колористом был русский художник В.И. Суриков.

(репродукция 4 – «Утро стрелецкой казни»). Мы видим здесь колоритное сочетание белого и красного цвета, яркие контрасты и мрачная полутень. Красное на черном фоне и синее или желтое на белом фоне воспринимаются глазом по разному.

           На следующей картине Сурикова В.И. (репродукция 5 – «Боярыня Морозова») преобладают холодные – голубые тона и скорбные – темные тона. На картине Сурикова В.И. «Покорение Сибири Ермаком (репродукция 6) – сдержанный, благородный колорит. Даже красные краски приглушены. В самом деле, можно ли битву изображать радостно в ярких красках? Люди гибнут, кровь льется, ничего веселого!

           По иному воспринимается яркая, веселая, колоритная картина, И.Е. Репина: «Запорожцы пишут письмо турецкому султану». Трудно удержаться от улыбки, глядя на хохочущих запорожцев. Так заразителен их смех (Репродукция 7).

          Необыкновенно интересные световые эффекты – светящиеся объекты получают сейчас с помощью люминесцентных красок и ультрафиолетовых облучателей. Люминесценция – свечение тел под действием обычного и ультрафиолетового излучения. Например, если этими красками написать летний пейзаж, а сверху обычными красками - зимний пейзаж, то при освещении ультрафиолетовыми лучами деревья и кусты, покрытые «хлопьями снега» мгновенно «зеленеют», зима превращается в лето. Значит художник – живописец должен неплохо разбираться в оптических явлениях, знать законы образования подобных световых эффектов, знать свойства света при образовании тени, полутени. Кроме этого он должен разбираться в фотометрии (часть оптики, изучающая световые измерения), колориметрию (раздел оптики, где рассматриваются методы измерения и количественного выражения цвета).

          Физические явления, физические величины, физические закономерности,  «увиденные» учащимися в рассказе «физика и живопись» – цвет изменяется с изменением длины световой волны, спектр, длина волны, тень, полутень, структура белого цвета, люминесценция, ультрафиолетовое излучение, дисперсия цвета, отражение света, преломление света, контраст, яркость и т.д.

Ведущий:    « А теперь ребята поговорим о скульптуре – древнем, замечательном виде искусства. И здесь каждый «ваятель», т.е. скульптор, создавая свои произведения из глины, камня, металла, дерева, гипса или другого пластичного, неупругого материала должен тоже знать законы физики, и прежде всего, законы упругости, устойчивости, равновесия и прочности. Дадим  слово второму рассказчику, который поведает нам о скульптуре.

3.2. Физика и скульптура.

          Взять, к примеру, величественную скульптуру матери – родины Е.В. Вучетича, в гневе поднявшей на врагов Отчизны карающий меч. Прежде чем делать эту громадную фигуру – высота ее 101 метр, длина меча 29 метров. Вес скульптуры 8000 тон, - нужно было рассчитать прочность и устойчивость статуи, учтя ветры, бури, осадки, изменение сезонных температур. Это оказалось делом непростым. Используя закон Гука (величина деформации прямо пропорциональна силе упругости), вычислили возможные и допустимые механические напряжения в теле монумента. стали. Материал – железобетон с толщиной оболочки в 30 см. Меч был сделан из стали. Для погашения силы воздушных  потоков и вихрей были сделаны сквозные отверстия – шлюзы. Эти шлюзы уменьшали избыточное давление ветра во время бури. В торсе статуи натянули 77 прочных тросов. Такие же тросы были пропущены внутри рук: 12 тросов в правой руке и 10 – в левой. Сила натяжения каждого троса составляет 650000 н. На одном этом тросе могут свободно висеть 8 тракторов Ка – 700, массой по 9 тон. Особая группа ученых – физиков в лаборатории, оборудованной внутри статуи, следит за креном и осадкой скульптуры, амплитудой ее колебания. Верхолазы – альпинисты каждый год проводят осмотр всей статуи сверху до низу. Проводится так же осмотр изнутри. Люди, которые восхищенно смотрят на замечательный мемориальный комплекс. Часто и не подозревают, что кроме скульпторов  и художников в его создании и функционировании принимали участие физики и инженеры. (Демонстрация репродукции скульптуры «Родина – Мать»).

          Известный всему миру памятник Петру – 1 «Медный всадник» работы французского скульптора Э. Фальконе имеет тоже свою «физическую» историю. По замыслу автора Петр был представлен верхом на вздыбленном коне, поднявшемся на полном скаку, по крутой скале и остановившемся на вершине, у края обрыва. И вот здесь – то скульптору пришлось обратиться к физикам: для того чтобы конь, упирающийся всего на 2 ноги, был более устойчив, Фальконе решил бросить под копыта змею и тем самым создать дополнительную точку опоры. Ведь вам известно ребята, что всякий предмет не падает только тогда, когда у него есть 3 точки опоры. Всадник и конь были отлиты из бронзы. А вот скалу предстояло еще найти. Эту скалу (гром – камень) по рассказу одного крестьянина нашли в 12 верстах (1 верста = 1,07 км.) от Петербурга, весом около 100000 пудов (1 пуд = 16, 38 кг.) Таким образом, скалу массой 1638 тонн надо было перетащить на расстояние 12 км. 840 м. Кстати, на эту скалу сам Петр Алексеевич не раз взбирался, чтобы осмотреть окрестность. Скала очень хорошо подошла в качестве пьедестала к памятнику. Началась трудная работа по его доставке. В лесу прорубили дорогу. Из толстых бревен сколотили платформу, с нижней стороны устроили желоба. Обшили все медными листами. Между желобами и переносимыми желобообразными рельсами поместили отлитые специально бронзовые шары: получился огромный шариковый подшипник. (Я прошу по описанию, которое вы сейчас услышали нарисовать схему этой платформы). Сотни рабочих с помощью воротов и рычагов двигали платформу с водруженной на нее глыбой. Шары и рельсы по мере перемещения переносили вперед. Двигались очень медленно – в день 25 метров. Поэтому до Финского залива гром – камень двигался целых пять месяцев. Об этой смелой по замыслу операции говорила  вся Европа. Была даже отлита памятная медаль с гордыми для каждого россиянина словами: «Дерзновению подобно, 1770 год».

          18 августа 1782 года упало покрывало с памятника, и присутствующим предстал «гигант на скачущем коне», одно из величайших произведений мирового искусства, проникнутое глубокой идеей и гражданским пафосом (А.С. Пушкин, поэма «Медный всадник»)

          Физика «увиденная» учащимися при прослушивании рассказа «Физика и скульптура» – длина, высота, вес, масса, прочность, шариковый подшипник, устойчивость, деформация, сила упругости, механическое напряжение, сила давления, шлюзы, колебание, крен, осадка, перемещение, трение, простые механизмы.

Ведущий: «А теперь ребята окунемся в мир музыки, в мир гармонии звуков, создаваемых музыкантами инструментами и голосами певцов, мембранами электронных устройств и самой природой, в которой мы живем. И здесь конечно не обошлось без физики. Слушайте внимательно и постарайтесь и в музыке увидеть «госпожу физику», которая хозяйничает и  в мире музыки. Дадим возможность третьему рассказчику поведать об этом:

3.3. Физика и музыка.

          Музыкальные звуки отличаются от других звуков тем, что они испускаются телом, которое совершает гармоническое колебание (его движение точно повторяется через равные интервалы времени). Это тело является источником музыкального звука, а попросту – музыка. В любом музыкальном инструменте есть звучащая, а значит гармонически колеблющаяся часть. У гитары – струна, в барабане – мембрана, в трубе или саксофоне – воздух. И какие музыкальные инструменты бывают? (Обращается к участникам вечера). Правильно!!!. Струнные, духовые, язычковые (аккордеон, баян), ударные, электромузыкальные (электрогитара, экводин, виолена, шумофоны и другие). И все эти инструменты создают звуки, которые характеризуются высотой тона, тембром, громкостью и длительностью. Высота тона определяется частотой колебаний. У музыкальных инструментов она изменяется от 16 гц. До 4,5 кгц. Чем больше частота колебаний в звуковой волне, тем выше звук. Звуковую волну определенной частоты иначе называют музыкальным тоном. Поэтому о высоте звука часто говорят как о высоте тона. Основной тон с «примесью» нескольких колебаний двух частот образует музыкальный звук. Например, звуки скрипки или гитары могут включать в себя до 15-20 различных колебаний, от состава каждого сложного звука зависит его тембр, то есть качество звука, его «окраска». Частота свободных колебаний струны зависит от ее размеров и силы напряжения. Поэтому, натягивая струны гитары с помощью колышков и прижимая их пальцами к грифу в разных места, мы изменяем их собственную частоту звучания, следовательно, и высоту издаваемых ими звуков.

          О гитаре. Струнный, щипковый инструмент. В Испании она известна с 13 века. В 17-18 веках распространилась в странах Европы и Америки как народный инструмент. Особенно общедоступной в это время стала шестиструнная гитара. В России преимущество получила 7-струнная гавайская гитара, модификации которой до сих пор используются в эстрадной музыке. Для отражения и усиления звука в гитаре, как и у других струнных музыкальных инструментах используется резонатор или дека (вспомните, вы изучали резонанс и резонатор у камертона). (резонанс – явление резкого возрастания амплитуды звучащего тела) Какие же частоты «выдают» музыкальные инструменты.

Гитара – 260 – 13000 Гц.

Рояль – 90 – 9000 Гц.

Саксофон – 80 – 8000 Гц.

А какие частоты голосов певцов и певиц?

Бас – 80 – 350 Гц. (Федор Шаляпин, Дмитрий Хворостовский)

Баритон – 100 – 400 Гц. (Лев Лещенко, Александр Маршал)

Тенор – 130 – 500 Гц. (Дмитрий Собинов, Зураб Соткилава, Лучано Поворотти, Пласидо Доминго, Николай Басков).

Контральто – 170 – 780 Гц.

Сопрано – 250 – 1000 Гц.

Колоратурное сопрано – 260 – 1400 Гц.

Например, уникальный певец российской эстрады Витас имеет голос, диапазон звучания которого очень широк от 100 Гц. До 1400 Гц., т.е. от баритона до колоратурного сопрано. (Слушаем голос Витаса)

(Этот рассказ иллюстрируется аудио-видеозаписями выступлений Новоалейских бардов и других авторов.

          Физика в этом рассказе – гармонические колебания, музыкальные звуки, частота, свободное колебание, резонанс, отражение звука – эхо, амплитуда.

Ведущий: Ребята! А вы знаете, что такое цветотерапия?

Есть врачи терапевты, чем они занимаются? Правильно, они занимаются лечением внутренних болезней. Значит цветотерапия – это лечебное действие цвета на организм человека. Четвертый рассказчик поведает нам как же физика, связана с медициной.

3.4. Физика и цветотерапия.

          Да, действительно связь физики и медицины общеизвестна и не может подвергаться какому-то сомнению: рентген – кабинеты, различные приборы на столах у врачей и т.д. А вот что  такое цветотерапия и какова роль физики в ней мы сейчас выясним. Цвет тела воздействует на человека психотропно, т.е. вызывает эстетическое восприятие. Например, красный цвет возбуждает, активизирует все функции организма, оживляет, повышает кровеносное давление и иммунитет. А желтый цвет стимулирует зрение, тонизирует, укрепляет нервную систему. А что такое цвет, чем он обусловлен? Свет и цвет неотделимы друг от друга: цвет тела зависит от спектрального состава света, рассеиваемого им и попадающего в глаз человека. Цвет тела – это зрительное восприятие световых волн определенной длины волны, исходящих от тела. Цвет тела может меняться, если изменяются условия отражения света: поверхность нагреется или эта поверхность будет расположена под другим углом к падающему свету. Почему небо голубое? Потому что в воздухе много мелких взвешенных частиц (капельки воды, пылинки и т.д.) На этих частицах свет рассеивается коротковолнового (синее – голубое) диапазона спектра. Наши органы и психические центры в системе биоритмов организма работают в определенном волновом диапазоне. Поэтому влияние колебаний  волн определенной длины могут иметь лечебное или пагубное воздействие. Например, черный цвет  олицетворение идеи уничтожения, прекращения жизни, пессимизма. А красный имеет противоположное значение – он олицетворяет мощную силу воли, интерес к окружающему миру, активность, соревновательность, оптимизм. Так, один из лондонских мостов имел черную окраску. Было замечено, что он как магнитом притягивал к себе самоубийц со всего города и его окрестностей. Когда же мост перекрасили в зеленый цвет, то число желающих свести счеты с жизнью резко сократились. Психотерапевты установили, что зеленый цвет успокаивает, вырабатывает умение защищаться, облегчает невралгии и расширяет капилляры. Почему в пасмурную, дождливую погоду у человека, как правило, плохое настроение? Потому что серый цвет вызывает апатию, тоску и безразличие. Психоэмоциональное  состояние человека резко изменяется, когда всходит солнце, оно приносит жизнерадостное настроение и жажду жизни, активность и репродуктивность. Существует мнение, что даже вода, налитая в бутылки разного цвета, под воздействием лучей солнца приобретает новые химические свойства и в последствии может быть использована для лечения. Если вас мучают  мрачные мысли и беспричинный страх, не торопитесь пить таблетки. Лучше обратите внимание на то, какие цвета вас окружают в одежде, украшениях, интерьере жилища, измените эти цвета или идите в природу. Зимой и летом природа дает человеческому глазу целительную гармонию цветов от белого («идеальный цвет мечты») до глубинной синевы летней ночи.

          Сюда же входят цвета, исходящие от флоры и фауны: цвет зеленого мха, сосновых иголок, окрас диких и домашних животных. Влияние цвета на нашу жизнь и здоровья огромно. Подтверждение тому служат многие исторические факты. Цвет влияет на наши мысли, поведение в обществе, здоровье и взаимоотношения с людьми. Язык цвета, который вы научитесь понимать, многое объяснит вам и поможет разрешить ваши проблемы. С помощью этих знаний вы стане мудрее, укрепите свое здоровье и избавитесь от недугов.

          Физика в этом рассказе – спектр, рассеивание света, отражение света, световые волны, длина волны, диапазон, колебание волн, капилляры.

Ведущий: А сейчас прошу подать в жюри свои физические заметки по нашим рассказам.

Начинаем конкурсную программу.

4. Конкурсная программа.

1. Конкурс визитных карточек команд (название, представление).

     Команда девочек – «лирики»

     Команда мальчиков – «ваятели»

2. Конкурс знатоков физики. Заочный тур – викторина физика и   искусство.

1) Какая физическая закономерность используется при устройстве фонтанов? (закон сообщающихся сосудов).

2) Какое оптическое явление дает возможность сделать фонтаны светящимися? (полное отражение света).

3) Почему иногда струны гитары, висящей на стене, начинают, как бы, сами собой звучать? (это вызывается внешними колебаниями и акустическим резонансом).

4) Почему у памятников делают широкие основания-постаменты? (для уменьшения давления на грунт и для придания большей устойчивости).

5) Как называется свечение без нагревания газов и тел, т.е. холодное свечение? (люминесценция).

5. Подведение итогов вечера.

          Девочки в этот раз знают физику лучше мальчиков. Они заслуженно победили со счетом 39:26.

          После подведения итогов жюри наградило самых активных учащихся аудиокассетами с песнями известных композиторов.

          Этот несколько необычный вечер вызвал живой интерес у ребят. Многие говорили, что им захотелось больше узнать о музыкантах, художниках, скульпторах, о проблемах на стыке искусства и науки.

Литература

1. Мы – Физики.- Планета, 1999 г. Тарасевич В., Голованов Я..

2. Физика и музыка. Москва. детгиз. 1962 г. Анфилов Г.

3. Памятники славы и бессмертия. Москва, Планета. 1971 г.

4. Избранные статьи о русской живописи. Москва. Детская литература В.В. Стасов. 1984 г.

5. Основы «Живописи». Обнинск. Издательство «Титул». 1996 г.

6. Свет и цвет. Москва. Физматгиз. Шаронов В.В. 1961 г.

7. Рассказы о трех искусствах С-Петербург. Детская литература. 2000 г.

8. Вечера физики в средней школе. Журнал «Физика в школе» №1 1980 г.