Биофизика Программа элективного курса при изучении механики, 9-й класс

Дата добавления: 06.12.2020

Автор: Калюжная И. В. - учитель физики и информатики

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Красноселовская средняя общеобразовательная школа

Биофизика

Программа элективного курса при изучении механики, 9-й класс

                                                                                                   Составила Калюжная И. В.

                                                                                                     учитель физики 1 КК 

2019-2020 учебный год

Биофизика

Программа элективного курса при изучении механики, 9-й класс

Логика природы есть самая доступная
и самая полезная логика для детей.

К.Д.Ушинский

Пояснительная записка

Характерной чертой нашего времени является взаимопроникновение отдельных наук, образование комплексных отраслей и их бурное развитие. Например, появилась биофизика – наука, изучающая действие физических факторов на живые организмы.

Цель курса: создание в представлении учащихся общей картины мира с его единством и многообразием свойств неживой и живой природы.

Задачи курса: ознакомить учащихся с применением физических методов изучения биологических процессов; расширить кругозор; повысить познавательный интерес.

Целостность картины мира достигается наряду с другими приёмами и осуществлением межпредметной связи физики и биологии. Школьники приучаются иллюстрировать законы физики примерами не только из техники, но и из живой природы. Физика – основа техники, но широко применяется и для исследования строения и жизнедеятельности биологических объектов. В наши дни радио и телевидение активно знакомят с достижениями биофизики. В занятиях курса «Биофизика» эту информацию нужно научиться обобщать и использовать. Важно, чтобы учащиеся твёрдо знали, что физика – ключ к пониманию явлений как живой, так и неживой природы.

При общем объёме 9 ч учебной работы лекции и беседы составляют 2 ч, лабораторные работы 2 ч, на решение задач отводится 4 ч и на обобщение 1 ч. Учащиеся отчитываются творческими работами и изготовленными собственными силами наглядными пособиями – динамометром для регистрации силы мышц пальцев руки, счётчиком пульса, моделью для пояснения принципа перкуссии.

Содержание

1. Тема «Движение и силы» (2 ч). Ознакомление со скоростями движения разных животных. Графическое изображение сил разных видов животных, сравнение. Лабораторная работа (ЛР) № 1 «Определение скорости движения указательного пальца» или «Определение мощности человека при поднятии груза».

2. Тема «Сила трения» (1 ч). Сила трения и сила сопротивления среды при движении животных, лучшие пловцы – рыбы, дельфины. Планирующий полёт. Решение задач на нахождение силы трения.

3. Тема «Законы Ньютона» (2 ч). Проявления инерции. Плавание и третий закон Ньютона. Полёт. Реактивное движение в живой природе. Влияние ускорения на живые организмы. Амортизатор меч-рыбы. Секрет дятла.

 Решение задач по второму закону Ньютона.

4. Тема «Деформация» (1 ч). Виды деформаций в теле человека, организмах растений, птиц. Падение живых существ. Решение задач на нахождение коэффициента деформации.

5. Тема «Колебания» (2 ч). Биоритмы, метод выстукивания. Перкуссия. Регистрация звуков сердца, лёгких. Голоса в животном мире. Голосовой аппарат человека. Слуховой аппарат человека. Эхо в мире живой природы. Ультразвук и его роль в биологии и медицине. ЛР № 2  «Определение частоты человеческого голоса при произношении гласных звуков». Решение задач. Лекция-беседа.

6. Обобщение, тестирование (1 ч).

Требования к ЗУН

Учащийся должен уметь:

– используя понятия перемещения, скорости, ускорения, силы, определять положение живого организма;

– рассчитывать тормозной путь;

– распознавать механические и электромагнитные колебания в природе;

– описывать колебания, используя понятия периода, частоты, амплитуды, рассчитывать биоритм человека.

Критерии оценок

За тесты:

а) в коррекционных классах:

б) в общеобразовательных классах:

За решение задач:

– «удовлетворительно» – правильны 65% всех представленных решений;

– «хорошо» – решены все задачи, но допущена одна негрубая ошибка или есть 2–3 недочёта;

– «отлично» – решены все задачи, допускается один недочёт.

Тест

1. Кто быстрее перемещается – аист или почтовый голубь? Скорость аиста 60 км/ч, голубя 17 м/с.

а) Голубь; б) аист.

2. Кета за сутки плывёт вверх по Амуру 50 км. Определите среднюю скорость её движения.

а) 2 км/ч; б) 1,2 км/ч.

3. Для чего на уроках физкультуры при выполнении упражнений на некоторых снарядах ладони натирают магнезией, а подошвы – канифолью?

а) для увеличения силы трения; б) для уменьшения силы трения.

4. При выходе из воды животные встряхиваются. На каком законе физики основана такая обсушка?

5. Во время тяжёлой физической работы сердце человека сокращается до 150 раз в минуту. При каждом своём сокращении оно совершает работу, равную поднятию груза массой 0,5 кг на высоту 0,4 м. Определите мощность, развиваемую сердцем при этом.

а) 4,9 Вт; б) 6,8 Вт.

6. Почему вынутую из воды рыбу трудно удержать в руках?

а) из-за маленького трения; б) из-за большого трения.

7. Спортсмен поднял штангу массой 200 кг на высоту 2 м за 4 с. Какую мощность при этом он развил? Сравните её со средней мощностью человека.

а) 980 Вт; в 14 раз больше; б) 100 Вт; в 20 раз больше.

8. Каково назначение насечек на губках плоскогубцев?

9. Изменяется ли положение плавников рыбы при её движении в воде?

Задачи для сильных групп

1. Пульс человека в экстремальных условиях достигает 240–300 ударов в минуту. Определите частоту сокращений сердца, их период.

(Ответ. 0,25–0,2 с; 4–5 Гц.)

2. Частоты звуковых колебаний, к которым наиболее чувствительно ухо, составляют от 300 до 1500 Гц. Определите диапазон длин звуковых волн, соответствующих этим частотам. Скорость звука принять 340 м/с.

(Ответ. 0,226–1,13 м.)

3. При катапультировании пилот самолёта испытывает перегрузку, равную 16g, а при выполнении на самолёте фигуры высшего пилотажа «петля Нестерова» – до 6g. Определите ускорение, с которым движется пилот в обоих случаях. Ускорение свободного падения принять за 10 м/с².

(Ответ. 150 м/с²; 70 м/с².)

4. Высота голоса человека зависит от длины и натяжения голосовых связок. Так, у мужчины длина связок составляет 18–25 мм, у женщин 15–20 мм. Женское сопрано имеет диапазон длин волн 137–34 см, а мужской баритон 342–86 см. Определите частотный диапазон этих голосов. Скорость звука принять за 340 м/с.

(Ответ. У сопрано 250–1000 Гц, у баритона 100–400 Гц.)

Литература

Межпредметные связи курса физики в средней школе. Под ред. Ю.И.Дика и И.К.Турышева. М.: Просвещение, 1987.

Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – М.: Просвещение, 1988.

Биология-9. Человек. – М.: Просвещение, 1994.

Тарасов Л.В. Физика в природе. – М.: Просвещение, 1988.

Ильченко В.Р. Перекрёстки физики, биологии, химии. – М.: Просвещение, 1986.

Енохович А.С. Справочник по физике. – М.: Просвещение, 1990.

Лабораторные работы

ЛР № 1 «Определение скорости указательного пальца при горизонтальном щелчке».

Приборы: металлический брусок массой 50–60 г, измерительная лента и линейка.

Телом, воспринимающим щелчок, будет металлический брусок, поставленный вертикально на край стола.

Ход работы

1. Поставьте брусок на край стола.

2. Измерьте высоту стола Н.

3. Щелчком сообщите бруску горизонтальную скорость.

4. Измерьте дальность полёта L.

5. Вычислите время полёта бруска t = (2Н/g)^1/2.

6. Рассчитайте начальную скорость горизонтального полёта ₀ = L/t.

7. Повторите опыт и расчёты не менее трёх раз, меняя силу щелчка.

8. Результаты запишите в таблицу.

ЛР № 2 «Определение частоты человеческого голоса при произношении гласных звуков».

Оборудование: осциллограф, школьный звуковой генератор, микрофон, камертон и молоточек к нему, соединительные провода, ключ.

Ход работы

1. Соберите установку из осциллографа, усилителя, микрофона.

2. Ударьте по ножке камертона, поднесите его к микрофону.

3. Зарисуйте картинку (синусоиду).

4. Микрофон отключите и подключите к осциллографу звуковой генератор.

5. Добейтесь вращением ручки генератора появления на экране такой же картинки.

6. Определите частоту сигнала.

7. Замените звуковой генератор голосом, произнося перед микрофоном гласные звуки «а», «о», «е», «у», «и», определите частоту этого звука.

8. Зарисуйте в тетрадь наблюдаемые на экране картинки, рядом проставьте значение найденной частоты.

9. Найдите частотные границы своего голоса.

10. Сделайте вывод.

Электромагнитное поле и здоровье". Проект программы элективных курсов

по физике для учащихся 9-го класса

Пояснительная записка

В настоящей программе предложена структура элективного курса физики для предпрофильной подготовки учащихся основной школы по методической литературе А.В. Усовой, А.А. Пинского, Л.А. Ивановой, В.И. Андреева, Ц.Б. Кац, С.Е. Каменецкого и по материалам Российского Национального Комитета по Защите от Неионизирующих Излучений, составлена с учетом нормативных документов в соответствии со стандартом основного общего образования по физике “Вестник образования” №13 июль 2004 г. Сборник приказов и инструкций министерства образования России.

Физика рассматривается как фундамент естественнонаучного образования, философии естествознания и научно-технического прогресса. Физика как наука имеет своей предметной областью общие закономерности природы во всем многообразии явлений окружающего нас мира. Характерные для современной науки интеграционные тенденции привели к существенному расширению объекта исследования по сравнению с физикой ХIХ века, включая космические явления (астрофизика), некоторые явления живого мира и свойства живых объектов (биофизика, молекулярная биология), информационные системы (полупроводниковая, лазерная и криогенная техника как основа ЭВМ). Физика стала не только теоретической основой современной техники, но и её неотъемлемой составной частью, они органически переплелись друг с другом. Энергетика (в частности, ядерная и термоядерная), связь (лазеры, волоконная оптика) - это создание материалов с заранее заданными свойствами и т.п. - убедительные примеры взаимопроникновения физики и техники, физики и медицины, физики и здоровья. Этим определяется образовательное значение учебного предмета.

Целесообразность включения в состав курса предпрофильной подготовки уроков, посвященных здоровьесберегающему образованию основана на здоровьесохранных принципах обучения и воспитания школьников через материал изучаемого предмета, который будет способствовать не только сохранению здоровья школьников через знание конкретного материала, а и выбору будущей профессии, так как тема “Электромагнитное поле и здоровье” охватывает множество профессий.

Здоровьесбережение предпрофильной подготовки через элективные курсы по теме “Электромагнитное поле и здоровье” при обучении физике напрямую связано с содержанием изучаемого материала. В век информационных технологий ученика необходимо информировать через активные формы обучения о вредном воздействии электромагнитного поля на организм человека, о последствиях этого влияния и о мерах предосторожности. От того, как будет организовано занятие, насколько правильно учителем будет вложено в содержание понятий "развитие творческих способностей", "развитие мышления", "формирование мировоззрения", зависит выбор учащегося будущей профессии и здоровье обучающихся.

Реализация идеи профильности старшей ступени, ставит выпускника основной ступени перед необходимостью совершения ответственного выбора – предварительного самоопределения в отношении профилирующего направления собственной деятельности. Соответственно, особую важность приобретают задачи предпрофильной подготовки 9-классников – как комплексной их подготовки к жизненно важному выбору. Уже в 9-м классе основной школы ученик должен будет получить информацию о возможных путях продолжения образования и при обработке полученной информации, при работе в связи с этим увеличивается, причем совершенно конкретно, в отношении территориально доступных ему образовательных учреждений, - оценить свои силы и принять ответственное решение.

Общая направленность занятий

Главная цель курса - формирование современных научных знаний о сохранении здоровья как единой физической системе и возможностях законов физики в здоровьесохранной деятельности человека.

В задачи курса входят:

• формирование целостной естественнонаучной картины мира;
• формирование знаний учащихся об организме человека как единой физической системы;
• организация здоровьесохранной деятельности учащихся;
• разработка педагогических технологий по программе курса.

Создание условий для формирования и развития у учащихся 9-го класса:

• интеллектуальных и практических умений в области сохранения здоровья при изучении “Электромагнитного поля” из курса физики, позволяющих исследовать явления, процессы при изучении данной темы;
• интеллектуальных и практических умений в области физического эксперимента, позволяющих исследовать явления; процессы при изучении темы: “Электромагнитное поле и здоровье”;
• интереса к изучению физики и проведению физического эксперимента;
• умения самостоятельно приобретать и применять знания;
• творческих способностей, умения работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие конкретные умения:

• наблюдать и изучать законы электромагнитного поля
• описывать результаты наблюдений, с точки зрения сохранения здоровья;
• выдвигать гипотезы;
• характеризовать необходимые приборы для измерения ЭМП;
• анализировать результаты измерений представленных в виде таблиц и графиков;
• интерпретировать результаты эксперимента;
• делать выводы;
• обсуждать результаты эксперимента, участвовать в дискуссии.

Перечисленные умения формируются на основе следующих знаний:

• цикл познания в естественных науках: факты, гипотеза, эксперимент, следствия;
• цикл познания понятий, законов, теории, методов физической науки;
• о широких возможностях применения электромагнитного поля
• о влиянии ЭМП на здоровье
• роль эксперимента в познании;
• соотношение теории и эксперимента в познании;
• электротранспорт и здоровье человека;
• спутниковая связь и здоровье человека;
• линии электропередачи и здоровье человека;
• сотовая связь и здоровье человека;
• электропроводка и здоровье человека;
• радары и здоровье человека;
• бытовые электроприборы и здоровье человека;
• персональный компьютер и здоровье человека;
• теле-радиостанции и здоровье человека.

Внедрение программы основано на технологии саморазвития учащихся, где учитель является не единоличным субъектом учебно-воспитательного процесса, а выступает в роли консультанта. Педагогическая практика показывает, что в условиях информационно- ориентированного общества, когда одной из важнейших ценностей является информация, знание, организовывать обучение следует с позиций самого ребенка, его опыта и ценностных ориентации. Витагенное обучение позволяет рассматривать ученика в качестве равноправного участника процесса познания, в качестве носителя ценностного знания. При таком подходе ученик является не только объектом, но и субъектом познавательной деятельности.

Достижению этой цели во многом должно способствовать не только само содержание учебного материала, но и подход к изучению основ здоровьесбережения. В процессе занятий целесообразно обратить внимание учащихся на целый ряд интересных и во многом поучительных моментов сохранения здоровья при изучении темы “Электромагнитное поле и здоровье””, при этом преемственность теорий, взаимосвязь теории и наблюдений (эксперимента), роль интеграции достижений различных наук в процессе разработки сложнейших научных проблем.

В процессе изучения курса учащиеся знакомятся с элементарными понятиями о природе электромагнитного поля (ЭМП), его составляющих и единицах измерения, которых достаточно для восприятия излагаемого далее материала школьником, не являющимся специалистом по электромагнитным полям. Ознакомление учащихся с такого рода материалом, может стать первым шагом на пути ее более глубокого познания в процессе дальнейшего обучения, возможного в классах физико-математического профиля.

Содержание программы

Примерная учебная программа курсов по физике в составе предпрофильной подготовки учащихся 9-х классов составлена на основании документов Министерства образования РФ и рассчитана на 34 часа в год, из расчета два часа в неделю.

Необходимо сделать акцент на изучение;

• понятий, законов, особенностей электрического поля; магнитного поля; электромагнитного поля; основные характеристики электрического, магнитного и электромагнитного поля; электромагнитные волны, классификация электромагнитных волн по частоте, особенности деления ЭМП на “ближнюю” и “дальнюю” зоны; основные термины и сокращения; как действует ЭМП на здоровье человека, каковы последствия и как предотвратить вредное воздействие ЭМП.
• понимания графических представлений, диаграмм результатов произведенных исследований, измерений;
• наблюдений физических явлений по плану проведения наблюдений и предоставления отчета наблюдений по определенному плану индивидуально и в группах;
• выполнение самостоятельных исследований в соответствии с этапами цикла познания: наблюдение явления, выдвижение гипотезы (гипотез), планирование проверочного эксперимента, подбор приборов и материалов для его проведения, представление результатов эксперимента, построение вывода. Защита и обсуждение результатов исследования (дискуссия).

Общие вопросы курса по выбору в составе предпрофильной подготовки учащихся

Введение

История исследования действия электромагнитного поля и его влияние на организм человека.

Понятия, законы, особенности

Электрического поля; магнитного поля; электромагнитного поля. Основные характеристики электрического, магнитного и электромагнитного поля. Электромагнитные волны, классификация электромагнитных волн по частоте, особенности деления ЭМП на “ближнюю” и “дальнюю” зоны; основные термины и сокращения.

Биологическое действие электромагнитных полей. Последствия действия ЭМП для здоровья человека: влияние на нервную систему, на иммунную систему, на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию, влияние на половую функцию и другие медико-биологические эффекты.

Роль модуляции ЭМП в развитии биоэффекта. Комбинированное действие ЭМП и других факторов.

Санитарно-гигиеническое нормирование электромагнитных полей. Основы системы санитарно-гигиенического нормирования электромагнитных полей в России.

Приборы для измерения ЭМП

Основные источники ЭМП

• Электротранспорт и здоровье человека.
• Спутниковая связь и здоровье человека.
• Линии электропередачи и здоровье человека.
• Сотовая связь и здоровье человека.
• Электропроводка и здоровье человека.
• Радары и здоровье человека.
• Бытовые электроприборы и здоровье человека.
• Персональный компьютер и здоровье человека.
• Теле-радиостанции и здоровье человека.
• Куда обратиться с вопросами.

Лабораторные работы (указаны ориентировочно):

Бытовые электроприборы и здоровье человека

Приобретая бытовую технику проверяйте в Гигиеническом заключении (сертификате) отметку о соответствии изделия требованиям "Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях", МСанПиН 001-96;

1. Опишите по предложенному учителем плану, используя паспортные данные, одного (на свой выбор) примера бытовой техники, имеющегося у Вас с точки зрения влияния на здоровье, используя МСанПиНы.
2. К потенциально неблагоприятным источникам магнитного поля промышленной частоты в квартире относятся холодильники с системой “без инея”, некоторые типы “теплых полов”, нагреватели, телевизоры, некоторые системы сигнализации, различного рода зарядные устройства, выпрямители и преобразователи тока – спальное место должно быть на расстоянии не менее 2-х метров от этих предметов если они работают во время Вашего ночного отдыха;
3. Измерьте минимальное расстояние от одного потенциального неблагоприятного источника магнитного поля промышленной частоты в Вашей квартире до ближайшего спального места и опишите наибольшее его влияние на здоровье.

Сотовая связь и здоровье человека

Исследования возможного влияния биологического действия электромагнитного поля элементов систем сотовой связи в средствах массовой информации.

Самостоятельные исследования

1. Представьте план размещения бытовых электроприборов в Вашей квартире, проанализируйте с точки зрения здоровья и предложите Ваш вариант расположения бытовых приборов наиболее здоровьесохраняющий
2. Компьютер как источник переменного электромагнитного поля
3. Влияние на здоровье пользователя электромагнитных полей компьютера.

Рабочая программа

Рабочая программа составлена на основе Рекомендаций об организации предпрофильной подготовки учащихся основной школы в рамках эксперимента по введению профильного обучения учащихся в общеобразовательных учреждениях на 2003-2004 учебный год (письмо Минобразования России от 20.08.2003 г. № 03-51-157 ин/13-03), (Приложение 3) утвержденной приказом Министерства Общего и Профессионального образования Республики Тыва “О проведении эксперимента по введению профильного обучения учащихся в общеобразовательных учреждениях, реализующих программы среднего (полного) общего образования” от 23 июля 2004 года за № 419-д в соответствии с Концепцией модернизации российского образования профильного обучения на старшей ступени общего образования.

Цели или задачи дисциплины: Ознакомить учащихся с элементами здоровьесбережения при изучении физики электромагнитного поля для предпрофильной подготовки 9-классников в соответствии с Концепцией модернизации российского образования профильного обучения на старшей ступени общего образования их профессиональными интересами в отношении продолжения образования.

Форма контроля: баллы, в соответствии с критериями соответствующего портфолио

В таблице 1 представлено примерное распределение часов в проекте программы элективного курса по теме “Электромагнитное поле и здоровье” по проведению лекционных занятий, практических лабораторных и самостоятельных исследований

Таблица 1

Литература:

1. Глазунов А.Т. и др. Методика преподавания физики в средней школе: Электродинамика нестационарных явлений. Квантовая физика: Пособие для учителя /А.Т. Глазунов, И.И. Нурминский, А.А. Пинский; Под ред. А.А. Пинского.-М: Просвещение, 1989.-272 с.: ил.
2. Занько Н.Г. Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности: Учебник для студентов высших учебных заведений / Н.Г. Занько, В.М. Ретнев. – М.: Издательский центр “Академия”, 2004. – 2-е изд., стер. -288 с.
3. Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики: Пособие для учителей.- М.: Просвещение, 1983.-160 с., ил.
4. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики: Кн. Для учителя: Из опыта работы. – 2-е изд., перераб.-М.: Просвещение, 1988.-159 с. ил.
5. Муравьев А.В. Как учит школьников самостоятельно приобретать знания по физике. Пособие для учителей. М., “Просвещение”, 1970. 160. с ил.
6. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учебное пособие для студ. высш. пед. Учеб. Заведений /С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева, Н.Е., Н.Е. Важеевская и др.; под ред. С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой.-М.: Издательский центр “Академия”, 2000. -368 с.
7. Теория и методика обучения физике в школе: Частные вопросы: Учебное пособие для студ. высш. пед. Учеб. Заведений /С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева, Н.Е., Т.И. Носова и др.; под ред. С.Е. Каменецкого. - М.: Издательский центр “Академия”, 2000. -384 с.
8. Усова А.В., Завьялов В.В. Воспитание учащихся в процессе обучения физике. – М.: Просвещение, 1984.-143 с., ил.- (Б-ка учителя физики)

Интернет ресурсы:

www.Pole.com.ru сайт Российского Национального Комитета по Защите от Неионизирующих Излучений.