Урок-экскурсия "Физика в природе"; 11 класс

Урок-экскурсия

«Физика в природе»

Автор:

Учитель физики МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 2»

с. Александрия Благодарненского р-на Ставропольского края

Баландина Татьяна Васильевна

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К УРОКУ «ФИЗИКА В ПРИРОДЕ»

Урок-экскурсия «Физика в природе» - это праздничный урок на природе с элементами соревновательности и поэзии. Урок комплексного применения знаний, умений и навыков. Проводится с учащимися 11 класса в апреле или мае месяце. Действия урока происходят на склоне холма , к вершине которого учащиеся поднимаются тремя группами , отвечая на вопросы, которые скомпонованы в четыре блока- «Солнце», «Туманы», «Облака» и «Луг». . В ходе урока учащиеся применяют теорию, непосредственно наблюдая солнце, облака, контуры далеких предметов, росу на листьях различных растений и т.д. Покорение вершины холма символизирует преодоление трудностей в процессе обучения (физика непростой предмет), но итогом сложного учебного процесса стало восхождение на вершину физических знаний, с высоты которых, как с вершины высокого холма, открываются новые горизонты для выпускников школы на их жизненном пути.

Экскурсия, кроме познавательного, имеет воспитательное значение. Воспитывает чувства любви к своему селу, городу, краю, Родине. Воспитывает уважение к человеку- труженику. Учит беречь природу. Вырабатывает коммуникативные навыки у учащихся.

Организация экскурсии требует предварительной подготовки и от учителя , и от учащихся. Учитель должен побывать накануне экскурсии на местности, разработать маршрут подъема к вершине холма, выделить флажками старт, финиш и промежуточные остановки, найти место для привала.

Учащиеся за неделю получают задание повторить ряд тем : «Атмосферное давление», «Диффузия», «Давление», «МКТ жидкостей», «Динамику», «Термодинамику» и «Оптику». Познакомиться с главами «Закат солнца», «Туман», «Облака» из книги Л. В. Тарасова «Физика в природе». Группа учащихся рисуют плакат « Земная атмосфера»-стр.63 из книги Л. В. Тарасова, учат стихи ( см. описание урока). На уроке после экскурсии учащимся предлагается задание написать сочинение- эссе на тему: « Что мне дала экскурсия в природу».

УРОК-ЭКСКУРСИЯ

Тема «ФИЗИКА В ПРИРОДЕ»

Цель урока:

• показать взаимосвязь явлений в природе и целостность науки «Физика»;

• обобщить знания, полученные за курс физики и развивать умение применять их в новой ситуации;

• воспитывать бережное отношение к природе, своему краю, селу, воспитывать любовь к Родине;

• развивать память, мышление, эмоциональное восприятие учащихся и их коммуникативные навыки.

Девиз урока: «Ты открой мне природа объятья, чтоб я слился с красою твоей»

И.А. Бунин.

СОДЕРЖАНИЕ УРОКА

I Организационный момент

Класс у подножия холма, на котором этапы подъема к вершине отмечены флажками.

Учитель:

- Ребята, сегодня у нас необычный урок. Мы пять лет изучали физику, учились объяснять природные явления, используя известные физические законы. Сегодня нам предстоит покорить вершину этого холма. Это будет символическое покорение, как победа знаний над невежеством, как завершение многолетнего труда в проникновение тайн природы. Для начала выберем трех проводников, которые будут возглавлять три команды.

II Выборы проводников

Учитель задает учащимся вопросы, те из них кто отвечает правильно, становятся проводниками.

1 вопрос

Известный русский путешественник Н.М. Пржевальский в своих воспоминаниях о первых путешествиях в Азию писал: «Ну, гора, сейчас твоя тайна будет открыта – сказал я, устроив свой кипятильник, - и через несколько минут, знал что Соди-Сарукарм подымается на 13600 футов (4145 метров) над уровнем моря»

Как Н. М. Пржевальский узнал высоту горы?

(Ответ: чем больше h, тем меньше Р – атмосферное давление, тем меньше t кипения жидкости. По существующим таблицам зависимости этих физических величин определяется высота h)

Тот кто ответил правильно становится первым проводником.

2 вопрос

У вас остановились часы, но есть компас. Азимут Солнца 90⁰. Сумеете ли вы на часах поставить точное время. Как это сделать?

(Ответ: Земля поворачивается на 360⁰ за 24 часа, тогда за 1 час она поворачивается на 15⁰. Вычисляем 90⁰/15⁰ = 6 часов – поясное время; 6+1=7 ч. – декретное время)

Правильно ответивший на этот вопрос становится вторым проводником.

3 вопрос

Как найти воду в степи?

(Ответ: выкопать ямку, поставить туда эмалированный сосуд. Если утром на его стенках сконденсируется влага, значит поблизости есть вода и можно рыть колодец.)

Тот кто ответил на вопрос – третий проводник.

Оставшиеся учащиеся делятся на три группы и выходят к линии первого флажка.

III Первый этап подъема к вершине

Учащийся:

В дали зеркальной, огненно-лучистой

Закрывшись тучей

И окаймив дугой ее огнистой,

Пунцово-жгучей,

Огромный шар, склонясь, горит над нивой

Багрянцем роз.

Андрей Белый

Какое природное явление отражено поэтом в этом стихотворном отрывке?

(Ответ: Описывается красный закат Солнца)

Учитель: Правильно. Отсюда каждой группе вопрос

1) Почему небо имеет голубой цвет? (Ответ: Сложный по составу солнечный свет, проходя через атмосферу рассеивается на флуктуациях плотности, и большему рассеиванию подвергается голубой свет, поэтому небо голубое.)

2) Почему при закате Солнце становится красным?

(Ответ: меньшему рассеиванию подвергается длинноволновая часть солнечного света – красный луч, поэтому, когда солнце вблизи горизонта и свет в толще атмосферы проходит больший путь, то спектр, прошедшего через атмосферу света, смещается больше к красному концу.)

3) Чем объясняется сплюснутость заходящего солнечного диска?

(Ответ: плотность атмосферы увеличивается с приближением к поверхности Земли, поэтому изменяется показатель преломления воздуха, и солнечный луч искривляется – это явление называется рефракцией. Когда Солнце вблизи горизонта, угол рефракции у нижнего края Солнца увеличивается больше, чем у верхнего края – результат сплющенность диска.)

Проводник группы организует обсуждение ответа в своей группе и назначает отвечающего. Если ответ полный и точный, то группа поднимается до второго флажка, если ответ частично верный, то группа поднимается на половину расстояния до второго флажка

IV Второй этап подъема к вершине

Учащийся:

Бледнеет ночь... Туманов пелена

В лощинах и лугах становится белее,

Звучнее лес, безжизненней Луна

И серебро росы на стеклах холоднее.

И.А. Бунин

Учитель:

Когда и где образуется туман?

(Ответ. Туман может образовываться в низинах, оврагах, горах, утром над поверхностью воды и вечером после захода Солнца.)

Различные виды туманов можно разделить на две группы – туманы охлаждения, и туманы испарения. В связи с этим - следующие вопросы.

1) Предположим, что имеется хорошо прогреваемый солнцем водоем – пруд, озеро. Объясните возникновение над ним утреннего тумана.

(Ответ. Прилегающий к воде остывший утренний воздух имеет более низкую температуру чем вода. Поэтому с теплой водной поверхности в холодный воздух испаряется дополнительное количество пара. В результате возникает туман испарения.)

2) Объясните образование зимних туманов на набережных Санкт-Петербурга.

(Ответ. Теплый воздух нагревшийся зимой над речкой, обогащается влагой, а затем охлаждается над заснеженным берегом, конденсируется. Это туман охлаждения.)

3) Объясните образование вечерних туманов, описанных М.Ю. Лермонтовым

И скрылся день; клубясь туманы

Одели темные поляны

Широкой белой пеленой.

(Ответ. В следствие перехода тепла от нагретого слоя приповерхностного воздуха к быстро остывшей земле происходит охлаждение воздуха и его переход в насыщенное состояние. Возникает типичный туман охлаждения.)

Группы, ответив на этот блок вопросов, переходят выше по склону, каждая на новые позиции, в зависимости от полноты и точности своих ответов.

V Третий этап подъема к вершине

Учащийся

Там щедрым отблеском зари освещены

Густые облака, сбегая с вышины,

Нависли пышными янтарными клубами

В.Г. Бенедиктов

(Учитель дает слово учащимся, которые делают сообщения о шести типах облаков и их расположение в земной атмосфере, на фоне кривой изменения температуры в ней.)

Земная атмосфера и расположение облачного покрова

а) Облака тропосферы h ≈5-10 км;

б) Перламутровые облака h ≈ 30 км;

в) Серебристые облака h ≈ 80 км.

Сообщение учащихся сопровождается демонстрацией плаката с изображением слоев атмосферы и кривой, отражающей изменение температуры воздуха с высотой.......................................................................................................................

Учитель:

1) Почему расположение облаков в атмосфере находится на минимуме температур?

(Ответ. Для образования облаков надо, чтобы воздух был влажным и чтобы происходило достаточное понижение температур. Поднимающийся воздух подвергается адиабатному расширению и охлаждению, что приводит к образованию насыщенного водяного пара в воздухе – облаку.)

2) В стратосфере на высоте 20-60 км, где находится озоновый слой (О₃) температура атмосферы повышается. Почему?

(Ответ. Это повышение температуры вызвано поглощением ультрафиолетовой составляющей солнечного излучения в слое озона, который, тем самым, защищает Землю от губительных лучей.)

3) На высоте 200 км температура возрастает до 400⁰С. А как же «космический холод»? На высоте 400 км уже 1000⁰С. На этих высотах летают ИСЗ, космонавты выходят в космос и ничего страшного в столь ужасной «жаре» с ними не происходит. Почему?

(Ответ. На этих высотах давление воздуха очень мало ≈10^-8 мм.рт.ст. При таком разряжении большая кинетическая энергия молекул атмосферного воздуха не может причинить вреда космонавтам, поскольку самих молекул крайне мало.)

(Группы поднимаются выше)

Учитель. Вопросы из этого же блока

4) Каким образом водяные капли облака удерживаются в воздухе? Почему облако не падает на землю?

(Ответ. Мелким каплям, радиус которых составляет доли микрометра, не дают падать удары хаотически движущихся молекул воздуха, вовлекая их в тепловое движение. Когда капля крупнее она начинает падать вниз под действием силы тяжести, но вступает новый фактор, удерживающий каплю – сопротивление воздуха. Это сопротивление увеличивается с увеличением скорости падения ; приводит к торможению капли, которая восходящим потоком воздуха, может быть даже остановлена и подброшена вверх.)

5) При каких условиях водяные капли перестают удерживаться в воздухе и падают на землю в виде дождя?

(Ответ. Дождь из слоисто-дождевых облаков не испытывает сопротивления восходящих потоков, как в кучево-дождевом облаке, поэтому уже более мелкие капли выпадают на землю в виде моросящих осадков, так как сила тяжести превышает силу сопротивления воздуха.)

6) Что больше облако или его тень?

(Ответ. Солнце для облака точечный источник и если бы облако было непрозрачным, то давало бы на земле тень больших, чем облако размеров. Но облако прозрачно, особенно его края, поэтому тень облака меньше самого облака.)

Ответив на вопросы, учащиеся своими группами выходят на новые позиции выше по холму. Учитель объявляет привал.

VI Привал

(Все собираются в тени деревьев, присаживаются на приготовленные места, отдыхают и играют)

1) Игра.

Взять линейку и пакет ирисок, спросить учащихся: «Сколько конфет можно уложить на линейке?»

Выслушать все ответы, выложить конфеты на линейку, пересчитать их. Конфеты достаются тому, кто угадал ответ.

2) Сколько стаканов воды в котелке?

Выслушать все ответы, разлить воду в разовые стаканчики из котелка, сосчитать их и напоить всех учащихся.

3) Составьте из первых букв перечисленных названий рек название физического прибора:

Амур, Мезень, Кубань, Енисей, Урал, Нева, Зея, Рейн. (Ответ - мензурка)

4) Конкурс песен о природных явлениях – ветер, иней, мороз, тучи и т.д.

Отдохнув, учащиеся занимают свои оставленные позиции на холме/

VII Четвертый этап подъема к вершине

«ФИЗИКА НА ЛУГУ»

1) Объясните пословицу «Коси коса, пока роса. Роса долой, а мы долой».

(Ответ. Так влажная трава тяжелее, то она обладает большей инертностью, а значит нам приходится применять меньшую силу, чтобы срезать ее. А так как вода – это смазка, то коса дольше остается острой.)

2) Почему в яркий солнечный день, особенно в полевых условиях, становятся расплывчатыми контуры далеких предметов?

(Ответ. Это явление связано с испарением, воздух становится неоднородным, лучи солнца по-разному преломляются.)

3) Капли воды на листьях некоторых растениях в виде шариков, а на некоторых вода растекается тонкой пленкой. Почему?

(Ответ. На тех растениях листья которых не смачиваются водой, капли росы или дождя силами поверхностного натяжения собираются в шарики, а на листьях, которые смачиваются водой, капли растекаются.)

4) Можете ли вы, увидев и услышав летящую пчелу, определить, куда она летит: за «добычей» или возвращается с «добычей» в улей?

(Ответ. С «добычей» пчела более тяжелая – держит тело под углом и чаще машет крыльями, поэтому при полете, она издает более высокий звук. Без «добычи» – тело горизонтально, а звук полета ниже по тону.)

5) Почему по скошенному лугу трудно ходить босиком?

(Ответ. Остатки стеблей, скошенных трав, имеют маленькую площадь сечения, поэтому оказывают на ступни ног большое давление – ходить колко.)

6) Как в пруду дышат рыба и лягушка?

(Ответ. Рыба – жабрами. Жаберные крышки у рыбы периодически движутся, перегоняя через жаберные щели воду, которая омывает жаберные лепестки, пронизанные капиллярами. Через стенки капилляров кислород диффундирует в кровь, а из крови в воду – углекислый газ. Лягушка дышит влажной кожей на суше и легкими, а в воде кожей. Основа процесса дыхания- диффузия.)

VIII Пятый этап подъема к вершине

Ответив на последние вопросы, одна или две группы уже оказались на вершине холма.

Учитель.

Молодцы! Вы покорили вершину первыми. Сделаем фотографию на память об этом знаменательном событии. Обращаясь к группам (или группе) учащихся, недошедшим еще до вершины, учитель говорит: «Не будем падать духом, придумайте по одному вопросу и задайте его одному из одноклассников, а он, ответив, задаст свой вопрос другому и т.д. По эстафете все поднимемся на эту вершину».

IX Финал

(Все группы на вершине холма, с которого открывается прекрасный вид на окрестности)

Учитель.

Посмотрите как прекрасно наше село. Вон там речка – Мокрая буйвола, а там улицы, утопающие в зелени деревьев. А на юг, север, восток и запад простираются возделанные поля до самого горизонта. А что за ним? Наша большая страна – Россия. За всей этой красотой виден труд человека – пахаря, строителя, инженера и т.д., в том числе ваших родителей. В будущем вы внесете в эту красоту частичку своего созидательного труда. Вот где вы будете покорять одну «вершину» за другой и группой поддержки будет ваш опыт, ваши знания, ваше воспитание. И наконец, не могу не произнести такие строчки:

Природа милая, тебе одной я внемлю,

Ты подарила мне и небеса, и землю,

И их помощникам я буду век за веком

Лишь оттого, что я родился человеком.

(венгерский поэт 18 века М. Чоконаи)

Использованные ресурсы:

Л.В. Тарасов «Физика в природе».