Естественнонаучного образования


НазваниеЕстественнонаучного образования
страница8/19
Дата публикации05.04.2013
Размер0.91 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Физика > Документы
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   19
^

«Жизнь с биомеханикой»


Физика  Биология  Химия.
18 часов (2*9).

Автор курса: учитель физики Среднеикорецкой СОШ
Острянина Ирина Ивановна


В процессе изучения курса учащиеся знакомятся с именами таких учёных, как: Аристотель, Гален, Демокрит, Галилей, Леонардо Давинчи, Джованни Борели, Р.Гук, Леонард Эйлер, Г.Гельмгольц, Марей, Демени, И.М. Сеченов, Ж.Пуазейль, А.Ю.Ищлинский, Д.Д.Ивлев, Т.Х.Хил, А.В.Никиктин, А.С.Давыдов, Рейнольс, Фико, с их ролью становления физических знаний и экспериментального метода исследования физики и других наук.

Курс содержит теоретическую и практическую часть. В теоретической части даются необходимые знания о методах и принципах научных исследований, а также сведения о физических принципах, лежащих в основе устройства приборов и их использования в эксперименте, сведения из истории космонавтики, научных открытий, медицины.

Практическая часть включает в себя решение задач, поставленных природой; задач на подобие; кинематических задач; постановку экспериментальных опытов; лабораторных работ.

Перечень лабораторных работ:

  1. Расчет мощности сердца человека.

  2. Удержание груза рукой.

  3. Определение центра тяжести.

  4. Изменение веса тела при движении.

Перечень тем для самостоятельных исследований:

  1. Достижение максимального удлинения кожи.

  2. Определение максимального импульса силы человека при прыжке с места.

  3. Определение средней мощности человека, развиваемой при беге.

  4. Определение работы сердца при физической нагрузке.

Практические работы:

  1. Фотографирование движущихся объектов в окружающей среде.

  2. Создание простой модели упругого тела.


Учащимися отрабатывается:

    • освоение графических способов представления результатов измерений;

    • наблюдение, составление планов, описание результатов;

    • единство мировоззренческих идей, законов с опорой на практику;

    • овладение способами использования межпредметных связей.

Форма отчетности:

  1. Проводится научно-практическая конференция в школе.

  2. Выставка-конкурс.

При подготовке конференции учащиеся учатся самостоятельно работать с литературой при написании рефератов, причем таких, в которых обсуждаются проблемные вопросы, связанные с фундаментальными представлениями. Учащиеся подходят к осмыслению информации, углубляющей изученный курс.

Рефераты выносятся в качестве докладов на итоговую физико–астрономическую конференцию и на их содержании оформляется школьный физический журнал.

Конференция проводится в два этапа. На первом – выявляются работы. На втором - выступают победители, они же могут «защищать» свои рефераты на переводных экзаменах.

Выставка – конкурс оформляется в кабинете физики. На ней представляются снимки учащихся с описанием сфотографированных объектов. Работами оформляется специальный альбом.

Эта работа позволяет развивать инициативу, самостоятельность ребят, лает им множество полезных сведений и навыков.
^ Содержание курса.
Тема №1. Биомеханика – это…

Демонстрации: снимки движения объектов, их взаимодействия с окружающей средой.

Плакаты: опорно–двигательная, сердечно–сосудистая и дыхательная системы.

Просмотр фильма: исследование движения вязкой жидкости в трубах малого диаметра (капиллярах).

^ Практическая работа: сфотографировать движения объектов в окружающей среде и представить небольшое описание.

Тема №2. Живая модель

Математическое моделирование.

Исследование свойств материалов (деформация биологических тканей):

^ Проведение опыта «Достижение максимального удлинения кожи». Расчёт удлинения кожи и процентный расчет от первоначальной длины. Построение графика зависимости между напряжением и деформацией. Рассмотрение таблиц, сравнение модуля юнга технических материалов и биологических тканей.

^ Реологическое моделирование.

а) рассмотрение реологических диаграмм.

б) знакомство со схемами некоторых элементарных и более сложных реологическое моделей.

в). ^ Практическая работа: Создание простой модели упругого тела.

Оборудование: пружинка (имитирующая упругое тело), вязкая среда, пластинка (имитирующая поршенёк).

^ Тема №3. Закон механики и тело человека

Сердечно–сосудистая система.

Рассмотрение движения крови по сосудам с учётом законов гидродинамики.

а) Сердце – самый работоспособный двигатель.

^ Лабораторная работа: «Расчёт мощности сердца человека».

Оборудование: прибор для измерения давления (тонометр); схема Фолкова «Перепад давления».

Расчёт производится по формуле N=QPU, где

Q – общий объём крови;

P – перепад давления в кровеносной системе;

U – средняя скорость течения крови (3,5 см/с).

По полученным расчётам сравнить мощность сердца с мощностью небольшой электробритвы. В чью пользу сравнение?

б) Сообщение: «Враги сердца – табак, наркотики, алкоголь.

^ Опорно–двигательная система

Рассматриваются знания законов динамики; для роботостроения знания кинематики и динамики движения животных и человека.

а) Степени свободы опорно–двигательного механизма.

Рассматривается упрощённая схема руки.

^ Лабораторная работа: «Удержание рукой груза».

Оборудование: линейка, груз.

Расчет: рука – рычаг второго рода: во сколько раз усилие мышцы больше величины нагрузки, во сколько раз точка закрепления мышцы ближе к локтевому суставу, чем удерживаемый груз.

Формула Nr=PR , где

N – усилие развиваемое мышцей (50 – 100 Н);

r – расстояние от точки закрепления мышцы к кости предплечья до локтевого сустава;

P – вес груза;

R – расстояние от груза до локтевого сустава.

б) Мышца – замечательный природный «механизм».

Сообщения на темы:

1. Мышца – машина, имеющая КПД.

2. Жевательные мышцы в жизни животных.

3. Подъёмная сила икроножной мышцы.

Дыхательная система

Внимание обращается на турбулентное течение воздуха.

а) Почему и как нужно правильно дышать? (Дыхательные системы упражнений).

б) ^ Решение задачи: По данным из учебника физиологии рассчитать число молекул кислорода, проходящих в единицу времени через единицу площади мембраны по формуле закон Фика: m=-kdN/dx, где

m – число молекул кислорода;

k – коэффициент диффузии кислорода в альвеолярно–капиллярной мембране;

N – концентрация кислорода;

X – координата по оси, направленной перпендикулярно поверхности мембраны.

в) ^ Сообщение на тему: «Физико–техническая и физико–химическая гидродинамика процесса дыхания».

г) Знакомство с устройством спирометра.

Тема №4 Математическая точность прыжка

а) Механическое движение и различные процессы (физиологические, биохимические и психологические), происходящие в организме.

^ Демонстрации: схемы, графики.

б) Биомеханика спорта (игра в теннис, футбол, толкание ядра, метание копья).

Решить кинематическую задачу:

Спортсмен метнул копье.

V1 – скорость кисти руки относительно туловища спортсмена;

V2 – скорость туловища движущего спортсмена относительно земли.

Данные получить на опыте и определить скорость движения.

в) Методы определения положения центра тяжести. Роль центра тяжести в спорте.

Демонстрации: просмотр снимков «Механика спортивных движений», фильма «Спортивные достижения».

Лабораторная работа: «Определение центра тяжести».

Оборудование: линейка, весы.

Расчёт зависимости центра тяжести от удельного веса (положения: стоя, приседая; стоя и приседая с вытянутыми руками; переступая с носка на пятку).

Просмотр и объяснение демонстраций:

  1. Удержать огурец на кончике отточенного карандаша.

  2. Игрушка «Ванька – Встанька».

  3. Попробуйте достать платок, лежащий в полуметре от ступни, не сгибая ног.

  4. Поставить табурет к стене , нагнуться над ним, упереться головой в стену, расположив ноги далеко от табурета. Приподнять табурет над полом, а потом попытаться выпрямиться, не сдвигая ног.

  5. Необыкновенная коробка.

г) Готовясь совершить прыжок…

Исследовательская работа в группах: Задания выполняются с помощью методов измерения. Знания требуются из физики, математики, биологии, физической культуры.

Оборудование: секундомер, школьная линейка, измерительная лента.

Задания:

  1. Определить максимальный импульс силы человека при прыжке на месте, имея секундомер и измерительную ленту.

  2. Определите среднюю мощность человека, развиваемую при беге. Сделайте выводы о ходе работы и полученных данных.

  3. При каждом биении человеческого сердца левый желудочек, сокращаясь, выталкивает в аорту около 0,07 кг крови под давлением 200 мм.рт.ст. Плотность крови 1,05*103кг/м3. Определить работу сердца при физической нагрузке.

При обсуждении результатов всех заданий затрагиваются вопросы об их достоверности, о необходимости многократной проверки экспериментов и полученных данных для того, чтобы сделать окончательный вывод.

^ Тема №5. Инженер пришёл к биологу

Работа учащихся в группах.

а) задачи, поставленные природой.

1. Задача о процессе передачи инфекции, предполагая, что заболевшие остаются среди здоровых и передают инфекцию при контактах, перенос инфекции паразитами – переносчиками.

2. Задача о росте дерева и поступающей свободной энергии, которая образуется благодаря фотосинтезу в зелёной части растений, расход этой энергии.

По результатам подсчётов построить графики зависимости величин, обосновать свои расчёты.

б) Задачи на подобие.

Задачи рассматриваются на примерах движения насекомых, животных, автомобилей и т.д.

Муха – журчалка (сирфида) – отношение её тела к пролетаемому расстоянию.

Сравнение скорости движения жука и автомобиля, блохи и кенгуру и т.д.

Физический смысл числа Рейнольдса.

Знакомство с таблицами значений чисел Рейнольдса для ряда животных.

Результаты каждой группы анализируются, выявляются достоинства и недостатки.

^ Тема №6. Биомеханика в космосе

а) Величайшие достоинства в изучении космоса.

Просмотр кинофильма об освоении космоса.

б) Космическая биология – отрасль биологической науки, исследующая особенности жизнедеятельности и проведения земных организмов в условиях космического пространства.

^ Демонстрация опытов по невесомости:

  1. Изменение веса тела при ускоренном движении по вертикали (динамометр, блок, грузы).

  2. Невесомость (полиэтиленовый мешок с небольшим отверстием внизу, наполненный водой или флакон из – под шампуня).

в) Космическая медицина – область медицины, основные задачи которой состоят в разработке методов отбора и методики подготовки космонавтов, безопасности полётов.

^ Лабораторная работа «Изменение веса тела при движении».

Оборудование: напольные весы.

Расчёт: Как будут изменяться показания весов при приседании, быстром подъёме, подъёме рук и их опускании вниз? Почему7

Тема №7. Итоговое занятие

а) Научно – практическая конференция в школе «Что называется биомеханикой?»

Темы рефератов:

  1. Нервный импульс в живом организме.

  2. Роль вистибулярной системы в жизни организма.

  3. Физиология человека в условиях невесомости.

  4. Сила тяжести и невесомость; космические полёты.

  5. Космическая биология и медицина.

  6. Биомеханика ударных движений.

  7. Биомеханика физических упражнений.

  8. Глаза на пальцах.

  9. Новое в жизни и науке.

  10. Единство сил природы.

б) Выставка – конкурс «Окно в мир движений».

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   19

Похожие:

Естественнонаучного образования iconПримерный перечень вопросов
ДЕ1: Структурная, методологическая и историческая панорама естественнонаучного познания мира
Естественнонаучного образования iconПеречень экзаменационных вопросов дисциплина: История
Итоговая аттестация, IΙ семестр, 2011-2012 уч год для технического, естественнонаучного и социально-экономического профиля
Естественнонаучного образования iconПлан: Структура и динамика естественнонаучного познания 2
Весь окружающий нас мир — это движущаяся материя в ее бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми свойствами, связями...
Естественнонаучного образования iconЛитература Гуманитарная парадигма
Недостаточность естественнонаучного познания применительно к социальным и культурным объектам поставила перед исследователями науки...
Естественнонаучного образования iconПрограмма 030900 юриспруденция
Курс «Математические методы в юриспруденции» является дисциплиной вариативной части математического и естественнонаучного цикла....
Естественнонаучного образования iconРоль античной философии в становлении научной рациональности
В эпоху сама возможность научного познания мира отнюдь не были самоочевидной. Немало мыслителей сомневалось в возможности естественнонаучного...
Естественнонаучного образования iconПлан лекции 1 Характеристика инженера-педагога как преподавателя...
Нально-технического образования или высшего образования, которое предоставляют заведения 1-2 уровней аккредитации (техникумы, колледжи)....
Естественнонаучного образования iconЭкзаменационные вопросы по дисциплине «психолого-педагогические теории...
Понятие «образование». Система образования, структура системы образования в России
Естественнонаучного образования iconСеминарские занятия по дисциплине «Социология воспитания и образования»...
Взаимосвязи особенностей общества, культуры и образования в историческом контексте
Естественнонаучного образования iconОбразовательная программа каждого направления проходит без отрыва...
Москвы по инициативе Управления профессионального образования департамента образования г. Москвы и Управления социализации и дополнительного...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница