Тема: Физика и техника. Роль физики в формировании научной картины великой державы
учебно-методический материал по физике (8 класс)

Тема: Физика и техника. Роль физики в формировании научной картины великой державы

Класс 8А
Дата 
Тип урока: Комбинированный
Цели урока
Образовательная: Сформировать у учащихся представление о взаимосвязи науки и техники. Показать роль физики в развитии научно- технического прогресса. Ознакомить учащихся с основными этапами становления физики как науки.

Воспитательная: Воспитание интереса к изучению физики.

Развивающая: Развитие умения анализировать полученную информацию, логически и творчески мыслить.

Задачи урока
Сформировать у учащихся представление и взаимосвязи науки и техники путем подготовки докладов. Закрепить полученные знания.
Применяемые на уроке педагогические технологии Метод проектов. Работа в парах.
Деятельность учащихся на уроке
- Речевая, 
- Слушанье,
- Записывание с доски,
- Анализ информации.
Связь с ранее изученным материалом
Государственные требования к уровню общеобразовательной подготовки учащихся
Необходимое оборудование и материалы, демонстрации Ноутбук, проектор, презентации учащихся.

Структура урока

1. оргмомент
2. проверка домашнего задания
3. актуализация опорных знаний 
4. целевая установка
5. мотивация учебной деятельности
6. изучение нового материала
7. закрепление
8. итоги урока
9. рефлексия
10.домашнее задание

Конспект урока

Мотивация учащихся, актуализация знаний
Эпиграф к уроку:
Научившись добывать огонь, человек заложил первый камень в основание большой науки.
1) Орг. Момент
2) Слово учителя:
Мы с вами продолжаем изучение физики и, сегодня мы поговорим о том, какое влияние эта наука оказывает на развитие техники и представление человека об окружающем мире.
Первые ученые
Нельзя сказать точно, когда физика возникла как наука, но сначала она была неразрывно связана с химией, биологией, географией. Да и профессии научного работника как таковой, разумеется, не было. Просто человек хотел есть, одеваться, лечить болезни, т. е. стремился удовлетворить свои потребности и таким образом облегчить жизнь. Сначала он просто использовал природу, добывая пищу и мастеря из костей и камней орудия для охоты. Заметив, что во время грозы может возникать огонь, человек после множества неудачных попыток достиг своей заветной цели — научился его добывать.
Он открыл, что вследствие трения одной сухой палочки о другую возникает тепло, осуществил первую химическую реакцию и получил огонь.
А уже укротив его, изобрел способ борьбы с вызывающими гниение бактериями. С этого момента мясо, добытое на охоте, научились хранить, оно не портилось так быстро. Таким образом, именно первобытные люди были первыми физиками, химиками, и биологами.

Открыв металлы, человек осуществил настоящую революцию. Однако металлов, существующих в природе в чистом виде, как, например, медь и золото, было мало, потому и встречались они крайне редко. С помощью огня люди научились добывать медь из руды, нагревая ее до температуры плавления. Так возникла металлургия.
Исследовав свойства металлов, люди научились изготавливать из них предметы для дома, обработки земли, охоты и защиты. Смешав несколько металлов, получили первые сплавы. Так, добавив в медь немного олова, в ІІІ тыс. до н. э. получили бронзу. Этот, более прочный, чем медь, сплав стал первым материалом для изготовления оружия и инструментов. Знали тогда и о железе, однако добывать его было сложно. Но однажды человек решил нагреть руду на древесном угле — так было получено чистое железо (литейный чугун).

Далее рассказ том, как развивалась физика, продолжат наши учащиеся.

Ход и содержание урока
3) Выступление учащихся с докладами.
Доклад №1
История развития физики.
Наука физика возникла в глубокой древности как попытка осмыслить окружающие явления, взаимосвязь природы и человека. Сначала она не разделялась на отдельные направления, как сейчас, а объединялась в одну общую науку – философию. Астрономия выделилась в отдельную дисциплину раньше физики и является наряду с математикой и механикой одной из древнейших наук. Позже наука о природе так же выделилась в самостоятельную дисциплину. Древнегреческий учёный и философ Аристотель назвал физикой одно из своих сочинений.
Одна из главных задач физики – объяснить строение окружающего нас мира и происходящие в нём процессы, понять природу наблюдаемых явлений. Другая важная задача – выявить и познать законы, которым подчиняется окружающий мир. Познавая мир, люди используют законы природы. Вся современная техника основана на применении законов, открытых учёными.
С изобретением в 1780-х гг. парового двигателя началась промышленная революция. Первый паровой двигатель изобрёл английский учёный Томас Ньюкомен в 1712 г. Паровая машина пригодная для использования в промышленности, впервые создана в 1766 г. русским изобретателем Иваном Ползуновым (1728-1766).Шотландец Джеймс Уатт усовершенствовал конструкцию. Созданный им в 1782 г. двухтактный паровой двигатель приводил в движение машины и механизмы на фабриках.
Сила пара приводила в движение насосы, поезда, пароходы, прядильные станки и множество других машин. Мощным толчком для развития техники послужило создание английским физиком «гениальным самоучкой» Майклом Фарадеем в 1821 г. первого электродвигателя. Создание в 1876г. немецким инженером Николаусом Отто четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания открыло эру автомобилестроения, сделало возможным существование и повсеместное использование автомобилей, тепловозов, судов и других технических объектов.
То, что раньше считалось фантастикой, сейчас становится реальной жизнью, которую мы уже не представляем без аудио- и видеотехники, персонального компьютера, сотового телефона и Интернета. Их возникновение обязано открытиям сделанным в различных областях физики.
Однако и развитие техники способствует прогрессу в науке. Создание электронного микроскопа позволило заглянуть внутрь вещества. Создание точных измерительных приборов сделало возможным более точный анализ результатов экспериментов. Огромный прорыв в области изучения космоса был связан именно с появлением новых современных приборов и технических устройств.
Таким образом, физика как наука играет огромную роль в развитии цивилизации. Она перевернула самые фундаментальные представления людей – представления о пространстве, времени, устройстве Вселенной, позволив человечеству совершить качественный скачок в своём развитии. Успехи физики позволили сделать ряд фундаментальных открытий в других естественных науках, в частности, в биологии. Развитие физики в наибольшей степени обеспечивало бурный прогресс медицины.
С успехами физики связаны и надежды учёных на обеспечение человечества неиссякаемыми альтернативными источниками энергии, использование которых позволит решить многие серьёзные экологические проблемы. Современная физика призвана обеспечить понимание самых глубинных основ мироздания, появления и развития нашей Вселенной, будущего человеческой цивилизации.

Доклад №2
Что же было у истоков науки физики?
Самые ранние работы по описанию, упорядочению и объяснению явлений природы относятся к 4 в до н.э. Наличие обширных практических знаний, технических навыков, высокий общий культурный уровень - всё это создало в Греции почву для формирования физики как науки. Однако некоторые начатки научных исследований пришли к грекам от народов ещё более древней культуры, в первую очередь из Вавилона и Египта.
Колесо было изобретено около 5500 лет назад на Ближнем Востоке, это было одним из первых технических достижений. Из глубокой древности, возможно более чем 3000 до н.э., пришли такие изобретения, как обожжённый кирпич, гончарный круг, колёсный экипаж. Несколько позднее были открыты способы выплавки и обработки металлов, изобретены вёсельные и парусные суда, применены плуг, весы, отвес, уровень, циркуль, клещи. Во втором тысячелетии до н.э. были изобретены кузнечные мехи, рычаги, клин, домкрат, блоки. Все эти приспособления призваны были облегчить жизнь и труд человека, они же способствовали развитию науки, т.к. делали возможным проведение множества физических экспериментов. Первая значительная попытка научной систематизации знаний связана с трудами Аристотеля (384-322 г.г. до н. э.) , многие его труды сохранились. В них содержатся многочисленные сведения из области музыки, метеорологии, физики, прикладной механики, мысли о распространении звука в воздухе, объясняется явление эха, приводится попытка экспериментального определения веса воздуха и многое другое. Аристотелева физика была основана на наблюдениях и частично на опытах. Попытки систематических научных исследований конкретных явлений природы связаны с именем другого древнегреческого учёного – Архимеда (287-212 г.г. до н. э.). Он имел навыки к проведению точных научных экспериментов, сконструировал мосты через Нил, дамбы для регулировки разливов Нила. Но наиболее гениальным изобретением этого периода был винт, который и до сих пор называется винтом Архимеда. Он служил для подъёма воды на высоту до 4 метров и для осушения низменных местностей. Весьма многочисленны (около 40) другие механические изобретения, приписываемые Архимеду, хотя исторические источники, которыми располагают учёные и содержат порой элементы легенды, однако Архимед был действительно автором целого ряда изобретений.

Доклад №3
Активно развивалась физика и в странах Востока, наибольшее развитие там получили механика и оптика – наука о распространении света. Арабские учёные рассматривали глаз как один из органов чувств нашего организма, описали его строение, выяснили функции зрительного нерва. В своих экспериментах они пользовались специальными увеличительными стёклами (линзами). Им принадлежит и описание первого компаса (1242 г.)
Многочисленные физические открытия связаны с именем знаменитого французского учёного Роджера Бэкона (1214-1292). Его считают прародителем экспериментального метода, легенды приписывают ему самые разнообразные изобретения: порох, линзы, подзорную трубу, компас, паровую машину, самолёт. До сих пор нельзя назвать ни времени, ни места изобретения линз и очков, открытие было, очевидно, случайным и вполне вероятно допустить, что автором был некто изготовлявший стёкла.

Доклад №4
В средние века развитие техники послужило не только предпосылкой изменения социальных условий жизни людей, но и поставило перед наукой новые задачи. В 10 в начали подковывать тягловый скот, что привело к широкому применению в сельском хозяйстве лошадей, к изменению конструкции плуга – он стал колёсным. В 11 в. на Западе широкое распространение получили водяные и ветряные мельницы. Это способствовало мощному скачку в развитии металлургии. Ранее воздух в печах нагнетался мехами, приводимыми в движение руками человека, после появления мельниц возросли мощности и стали достижимы более высокие температуры, при которых можно было выплавлять чугун. В 16 в. высота доменных печей возросла до 6 м. и чугун нашёл самое разнообразное применение – пушки, снаряды, печи, трубы, чугунная посуда, плиты. Оживилось стекольное производство (в 10 в. были изобретены цветные стёкла), ткачество – появились новые сукновальные и ткацкие машины, был изобретён первый печатный станок – первое сохранившееся до нашего времени издание датировано 1445 г., началось применение огнестрельного оружия, изменилось техническое оснащение кораблей, что привело к возможности выхода в открытое море.
Огромный вклад в развитие науки в то далёкое время внёс гениальный инженер, изобретатель, художник Леонардо да Винчи (1452-1519). Историки техники насчитывают сотни его изобретений, рассеянных по его тетрадям в виде чертежей, часто без единого слова пояснений. К его изобретениям относятся: стальные цепные передачи, применяемые сейчас на велосипедах, двойное соединение, называемое теперь «кардановым», роликовые опоры для уменьшения трения, различные станки, многочисленные ткацкие машины, боевые машины для ведения войны, замысловатые музыкальные инструменты. Наиболее дерзновенной мечтой Леонардо да Винчи был полёт человека, он исследовал и описал полёт птиц с удивительной точностью. В 1490 г. спроектировал первую модель летательного аппарата, позже спроектировал парашют и первую модель геликоптера, движущим элементом которого является спираль.

Доклад №5
Эпоха новых географических открытий, тесно связанных с мореплаванием, требовала точных данных о движении Солнца и Луны, которыми наука тогда не располагала. Популярная в то время астрология тоже требовала совершенствования теории планетарной системы. Кроме того, к 16 в. остро стояла проблема календаря, который расходился с астрономическими данными на 10 дней! Уже 15 веков господствовала модель мира Клавдия Птолемея (87-165), согласно которой в центре мира находится неподвижная Земля, а вокруг неё вращаются планеты – Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, а также так называемая «сфера звёзд». Земля при этом считалась неподвижной, она не вращалась не только вокруг какой-нибудь другой планеты, но и вокруг своей оси. Для устранения назревших проблем, можно было внести уточнения в систему Птолемея и получить нужные результаты, но польский астроном Николай Коперник (1473-1543) в 1543 г. решил коренным образом изменить само представление о Вселенной. Модель мира Коперника заключалась в том, что в «центре мира» находилось неподвижное Солнце, а вокруг него по окружностям вращались планеты, в том числе и Земля со своим спутником Луной. С математической точки зрения система Коперника оказалась настолько проще системы Птолемея, что ею сразу же воспользовались в практических целях, в том числе для составления нового календаря. При помощи своего телескопа выдающийся итальянский физик и астроном Галилео Галилей (1564-1642) сумел подтвердить правоту Коперника, поместившего Солнце в центр Вселенной. Телескоп изобрёл в 1608 г. голландец Ганс Липперсхей, назвав его зрительным стеклом.

Доклад №6
Создание физической теории связано с именем выдающегося английского физика Исаака Ньютона (1643-1727). Величайшая заслуга этого учёного заключается в анализе, систематизации, обобщении трудов великих физиков, математиков, астрономов, его предшественников - Галилео Галилея (1564-1642), Иоганна Кеплера (1571-1630), Рене Декарта (1596-1650), Христиана Гюйгенса (1629-1695). В результате Ньютон открыл ряд законов, изучил свойства световых лучей, значительно усовершенствовал конструкцию существовавших тогда телескопов.
Большую роль в развитие физики в России внёс замечательный русский физик, поэт, астроном, металлург, географ, историк, просветитель и государственный деятель Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765). Он ввёл в русский язык новые слова: термометр, формула, зажигательное стекло, атмосфера и многие другие. Он является автором первого учебника по физике в России. Немало сил стоило Ломоносову добиться открытия первого в России высшего учебного заведения – университета в Москве, который теперь с гордостью носит его имя.



4) Закрепление.

Устно: 1-О чем мы с вами сегодня говорили на уроке?
2- Что больше всего запомнилось?
Задание: Работа в парах. Составить по 5 вопросов по темам докладов и задать их друг другу.

5) Итоги урока.

Как работали?

Проверка и оценивание учебных достижений
Выставление оценок за работу на уроке.

Домашнее задание