Интегрированный урок
«МИКРОМИР»
Класс: 7
Предметы: физика, математика
Разработка урока: Шалаева Марина Николаевна
Форма: интегрированный урок – монтаж обобщения знаний и умений.
Методическая цель: создание условия для развития предметных и метапредметных УУД у обучающихся через интегрированный подход в изучении предметов физико – математического цикла.
Планируемые результаты:
Предметные:
Расширение знаний по теме «Первоначальные сведения о строении вещества».
Совершенствование умения записи числа в стандартном виде.
Совершенствование навыка оформления и решения физических задач.
Интегрирование знаний и умений, полученных в теме «Свойство степеней», запись числа в стандартном виде с задачами физического содержания.
Регулятивные:
Воспитание самостоятельности.
Формирование целостного восприятия окружающего мира у учащихся.
Коммуникативные:
Развитие умения слушать.
Развитие навыков владения монологической и диалогической речью; разговорным, научно-публицистическим стилями представления информации.
Развитие кругозора у учащихся.
Ход урока:
Организационный момент: проверка готовности к уроку, приветствие участников урока и семинара. Краткая инструкция о раздаточных пособиях и тренажерах.
Активизация внимания учащихся:
Эпиграф:
«… все науки по мере совершенствования становятся по своему характеру математическими»
А.Н. Уайтхед (1911 г.)
??? Как Вы думаете, почему у сегодняшнего занятия такой эпиграф?
(ответы учащихся)
У: Т.О. подведем итог: математика - царица всех наук, фундамент, основа…
Тема нашего занятия «МИКРОМИР».
??? Как Вы думаете, о чем пойдет речь? Как расшифровать это слово?
(ответы учащихся)
У: из словаря С.И.Ожегова:
«Микро» - первая часть сложных слов, указывающая на отношение к очень малым размерам.
От греческого «микрос» - малый.
«Мир» - отдельная часть жизни, явлений, предметов.
Т.О. в рамках сегодняшнего урока будем понимать под «Микромиром»: в физике – мир мельчайших частиц (молекул и атомов); в математике – мир «чисел - карликов».
Постановка цели занятия:
Наша задача сегодня обобщить знания (как физические, так и математические) о Микромире.
Ход занятия:
Блок физика:
Мини – сообщение «Первоначальные знания ученых о строении веществ. О понятие элемент…».
«Из чего построен окружающий нас мир? Впервые попытались дать ответ на этот вопрос древние греки более 25 веков тому назад.
Ответы их кажутся на первый взгляд странными:
Фалеса, утверждал, что все состоит из воды,
Анаксимен, говорил, что мир построен из воздуха,
Гераклит утверждал, что все состоит из огня.
Эмпедокл утверждал, что элементов четыре: земля, вода, воздух и огонь. В это учение внес поправки Аристотель.
Согласно Аристотелю, все тела состоят из одного и того же вещества, но это вещество может обладать различными элементами-свойствами.
Этих невещественных свойств четыре: холод, тепло, влажность и сухость. Соединяясь по два и будучи приданы единому веществу, элементы-свойства Аристотеля образуют элементы Эмпедокла. Ввиду трудности ответа на ряд вопросов, философы древности добавили к четырем элементам свойствам еще «божественную квинтэссенцию» — что-то вроде бога-повара, сваривающего воедино разнородные элементы-свойства.
Впрочем, очень долгое время, почти вплоть до XVIII в., учение Аристотеля было признано церковью. Сомнение в его справедливости каралось как ересь.
И все же сомнения эти возникали. Породила их алхимия. Уже в далекие времена человек знал, что большинство окружающих нас тел способно превращаться в другие. Такие явления, как были хорошо известны людям. Это, казалось бы, не противоречило учению Аристотеля.
Науку об изготовлении золота и философского камня, о превращении любого тела в любое другое средневековые арабы назвали алхимией. В XVII в. многим стало ясно, что число основных элементов несравнимо больше четырех. Ртуть, свинец, сера, золото, сурьма оказались не разлагаемыми веществами. Утверждать, что они построены из элементов: было бы теперь очевидной нелепостью. Пришлось причислить их к основным элементам мира.
В 1668 г. в Англии вышла в свет книга Роберта Бойля «Скептический химик, или мнения и парадоксы относительно элемент алхимиков». Здесь мы находим совершенно новое определение элемента.
«Я называю элементами,— писал Бойль — некоторые первоначальные и простые, вполне несмешанные тела; эти тела не состоят из других тел или друг из друга и являются составными частями, из которых сложены все смешанные тела...»
Список элементов Бойля невелик; конечно, в нем были и ошибки: так, в качестве элемент; в списке значился огонь. Впрочем, идеи об элементах-свойствах еще долго жили в науке.
Даже в списке великого Лавуазье, одного из основоположников химии, наряду с действительно существующими элементами фигурируют и несуществующие: теплотвор и световое вещество.
В первой половине XVIII в. было известно 15 элементов. К концу века их число возросло до 35. Правда, лишь 23 из них были действительно элементами, остальные — это или несуществующие элементы, или такие вещества, как, например, едкий натр и едкий калий, которые тогда еще не умели разлагать на составные части. К середине XIX в. в химических руководствах описывалось уже свыше 50 не разложенных веществ.
Новое слово в науке об элементах сказал великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев, открывший периодический закон, с помощью которого стало возможным искать еще не открытые элементы. Химический элемент – это атом определенного вида.
В начале XX в. были найдены почти все встречающиеся в природе элементы. Их оказалось 88. За 40-е и 50-е годы в лабораторных условиях было искусственно получено еще 15 элементов, не существующих в природе.
Всего в настоящее время известно 109 элементов».
Мини – сообщение «О понятиях «атом» и «молекула»».
«Около 2000 лет назад в Древнем Риме была написана оригинальная поэма «О природе вещей». Ее автором был римский поэт Лукреций Кар. Звучными стихами рассказал Лукреций в своем поэтическом произведении о взглядах древнегреческого философа Демокрита на мир, об его учении, о невидимых частичках, из которых построен весь наш мир.
«Выслушай то, что скажу, и ты сам, несомненно, признаешь,
Что существуют тела, которых мы видеть не можем…
… на морском берегу, разбивающем волны,
Платье сыреет всегда, а на солнце, вися, оно сохнет.
Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,
Да и не видно того, как она исчезает от зноя.
Значит, дробиться вода на такие мельчайшие части,
Что недоступны они совершенно для нашего глаза»
Наблюдая различные явления, Демокрит пытался дать им объяснение. Вот, например, вода. При сильном нагревании она превращается в невидимый пар и улетучивается. Как это можно объяснить? Ясно, что такое свойство воды связано каким-то образом с ее внутренним строением. Демокрит пришел к убеждению, что тела только кажутся нам сплошными, на самом деле они состоят из мельчайших частиц. В самом деле, если вода не является сплошным телом, а состоит из «водяных» частиц, то не представляет особого труда объяснить ее превращение в пар. К мысли о таком строении окружающих тел Демокрит приходил и другим путем. Размышляя над вопросом, что будет, если мы начнем делить какое-либо вещество, скажем ту же воду, на все более мелкие части, он невольно задумывался, над тем, сможем ли мы продолжать это деление беспредельно. Нет, отвечал философ, если делить воду достаточно долго на все более и более мелкие капельки, то мы получим, наконец, такие частички воды, которые дальше уже делить будет нельзя. Демокрит назвал эти мельчайшие, неделимые далее частички, из которых состоят вода и все другие тела, атомами, что по-гречески означает «неделимые».
Вот как сформулировал он свое учение об атомах: «Ничто не существует, кроме атомов и пустого пространства. Все прочее есть мнение. Сладкое существует только во мнении, во мнении существует тепло, холод, цвета... Атомы бесконечны в числе и бесконечно различны по форме. Различие всех предметов зависит от различия их атомов в числе, величине, форме и порядке; качественного различия атомов не существует».
В 1647 г. француз Пьер Гассенди издал книгу, в которой развил дальше учение Демокрита. Он попытался объяснить, каким именно образом могут возникать и возникают в мире миллионы разнообразных тел природы. Для этого, утверждал он, не нужно большого числа различных атомов. Ведь атомы — это все равно, что строительный материал для домов.
При этом в каждом, теле различные атомы соединяются в небольшие группы.
Эти группы Гассенди назвал молекулами, т. е. «массочками» (от латинского слова «молес» — масса). Молекулы различных тел отличаются друг от друга числом входящих в них атомов и видом («сортом») этих атомов.
Вот почему так велико разнообразие окружающих нас тел.
Рассмотрим образование 1 молекулы воды. Одна молекула воды состоит и 2 атомов водорода и 1 атома кислорода.
Однако многое еще во взглядах Гассенди было ошибочно. Так, он считал, что имеются особые атомы тепла, холода, вкуса и запаха. Как и другие ученые того времени, он не мог полностью освободиться от влияния Аристотеля, от признания его невещественных элементов.
В сочинениях М. В. Ломоносова, содержатся уже другие мысли, получившие подтверждение на опыте много позднее. Ломоносов пишет, что молекула может быть однородной и разнородной. В первом случае в молекулы группируются однородные атомы. Во втором — молекула состоит из атомов, отличных друг от друга.
Понятию сложного («смешанного») вещества отвечает молекула, состоящая из различных атомов.
Простое вещество строится из молекул, состоящих из одинаковых атомов.
Рассмотрим примеры:
Однородная молекула:
1 молекула кислорода О2 = 1 атом О + 1 атом О
Разнородная молекула:
1 молекула углекислого газа СО2 = 1 атом углерода С + 2 атома кислорода О».
У: рассмотри процесс образования молекул озона. При электрическом разряде во время грозы из 3 молекул кислорода О2 образуется 2 молекулы озона О3. Хочется сказать, что озон –газ светло – синего цвета с характерным запахом, нестоек, токсичен. В природе образуется при грозовых разрядах. В промышленности получают при электрическом разряде в специальных аппаратах – озонаторах. В приземном слое атмосферы озона содержится 10-7 – 10-6 %. Озоновый слой в стратосфере (≈ 25 км от поверхности Земли) поглощает ультрафиолетовое излучение, опасное для всех живых организмов. При остром отравлении озон поражает органы дыхания, раздражает слизистые глаз, вызывает головную боль. Применяют как окислитель для очистки и кондиционирования воздуха, для обеззараживания воды, в производстве некоторых органических веществ (камфара, ванилин, жирные кислоты), в медицине в качестве дезинфицирующего средства.
Вставьте в тексте пропущенные слова.
??? Озон – это … вещество?
??? 1 молекула озона – это … молекула, состоящая из …?
(ответы учащихся)
Т.О. озон – это простое вещество. 1 молекула озона – это однородная молекула, состоящая из 3 атомов кислорода.
У: Глюкоза – это сахар, содержащийся в сладких фруктах (от греческого glukys сладкий) – моносахарид из группы гексоз. Содержится в свободном виде во всех зеленых растениях. В небольших количествах обнаруживается почти во всех органах, тканях человека и животных.
Формула молекулы глюкозы – С6Н12О6.
Вставьте в тексте пропущенные слова.
??? Глюкоза – это … вещество?
??? 1 молекула глюкозы – это … молекула, состоящая из …?
(ответы учащихся)
Т.О. глюкоза – это сложное вещество. 1 молекула глюкозы – это разнородная молекула, состоящая из 6 атомов углерода, 12 атомов водорода, 6 атомов кислорода.
У: рассмотрим молекулу кислорода О2.
Расстояние между атомами составляет 0, 000 000 000 121 м – это цифра выражает расстояние между атомами в молекуле кислорода О2 . очень маленькое число, которое неудобно читать и записывать.
У: Физические величины в процессе измерения или вычисления выражают числами. Значения измеряемых величин могут очень сильно отличаться друг от друга и выражаться, соответственно, чрезвычайно малыми или гигантскими числами.
Например, размеры различных тел лежат в пределах от размеров элементарных частиц до размеров наблюдаемой части Вселенной и различаются (страшно представить!) в 1 000 000 000 000 000 000... (надо написать после «1» 60 нулей!) раз! Такое число даже нельзя прочитать.
К макромиру принадлежит пространственная протяженность от 10-8 м до 1020м. К микромиру относится пространственная протяженность -8 м. Также есть и Мегамир его протяженность исчисляется 1020м – это Галактики.
??? Как же записать очень маленькое или очень большое число, чтобы сэкономить бумагу и чернила и чтобы было легче оперировать этими числами — складывать, умножать, делить и т. д.?
(ответы учащихся)
У: Т.О. чтобы записать очень большое число нужно сдвинуть запятую вправо и при этом ввести число 10 в степени. Показатель степени – это натуральное число, показывающие, сколько раз надо число 10 умножить само на себя, чтобы получить искомое число.
Чтобы записать очень маленькое число «число - карлик» (десятичную дробь) нужно запятую передвинуть влево и при этом ввести число 10 в отрицательной степени.
Наиболее удобный способ сокращения записи чисел заключается в использовании множителя 10 (десять) в некоторой степени. Например, число 2000 (2*1000) можно записать как 2*103. Степень десяти (в данном случае «3») показывает, сколько нулей нужно приписать справа, за первым сомножителем (в данном примере «2»). Такую операцию называют записью числа в стандартном виде.
Стандартный вид записи числа – это запись вида а • 10n , где 1 а n – целое число. Число n называется порядком числа а.
Расстояние между атомами кислорода в молекуле: 0,000 000 000 121 м.
Запишем это число в стандартном виде:
0,000 000 000 121 м = 1,21 • 10-10 м
У: В дальнейшем результаты измерений мы будем записывать в стандартной форме. Это не только удобнее, но и позволяет легче оценивать точность результатов.
Блок математика:
У: математический тренажер «Запись числа в стандартном виде и наоборот»
Запишите в стандартном виде числа:
1) 0,73 =
2) 800,5 =
3) 0,0025 =
4) 
=
5) 
=
Запишите в виде числа:
1) 
=
2) 
=
3) 
=
4) 
=
5) 
=
Проверим.
У: расстояние между атомами в молекуле О2 столь малы, что для их измерения пришлось выбрать и подходящие единицы. единица, особенно удобная для описания атомного мира, называется ангстрем (правда, фамилия шведского ученого, именем которого названа эта единица, правильно читается Онгстрем; для напоминания об этом над буквой А поставлен значок: Ǻ):
1 Ǻ = 10-8 см,
1 Ǻм = 10-10 м.
Блок физика и математика:
У:
Запишите диаметр молекул в стандартном виде и при помощи приставки (Ǻм):
Водород (атом): d = 0, 000 000 000 12 м = ………………….м = …….… Ǻм
Водород (молекула): d = 0, 000 000 000 23 м = …………….. м = ………… Ǻм
Кислород: d = 0, 000 000 000 37 м = ……………….. м = …….… Ǻм
Вода: d = 0, 000 000 000 3 м = ……………………… м = …….… Ǻм
Запишите диаметр молекул в обыкновенном виде:
Гелий: d = 2 • 10 -10 м = …………………………….м
Хлор: d = 3,7 • 10 -10 м = …………………………... м
У: в математике микромир – это «числа - карлики» - степень с отрицательным показателем. В физике степень 10-6 заменяется приставкой «микро» (мк).
Запишите размер молекулы в стандартном виде и при помощи приставки (микро):
Эритроциты (красные кровяные тельца):
d = 0, 000 007 5 м = ……………….. м =…………мкм
У: другие «числа – карлики», используемые для измерения малых длин и размеров
- Множитель: 10 -9 - приставка: н (нано).
- Множитель: 10 -12 - приставка: п (пико).
Это надо знать!
У: микромир недоступен непосредственному наблюдению и для изучения его требуется особые, тонкие методы. Микромир оказался чрезвычайно сложным – это система, состоящая из громадного числа непрерывно движущихся частиц. Создание электронных и туннельных микроскопов дали возможность рассматривать отдельные молекулы и устанавливать их размеры. Конец 20 века: ученые смогли увидеть атомы!!! Обратите внимание, на фотографии изображена поверхность золотой фольги, сделанная с помощью ионного микроскопа. Увеличение в 20 миллионов раз. Белые пятна — это изображения отдельных атомов золота!
??? Как оценить размеры молекул?
У: Если поместить капельку масла на поверхность воды, масло растечется по ней очень тонким слоем. Максимальная площадь масляной пленки соответствует ее толщине в одну молекулу. Зная объем капельки и площадь образовавшейся из нее масляной пленки, можно оценить размер одной молекулы масла.
Блок физика и математика:
Задача: капелька оливкового масла объемом 0,003 мм3 растекается по площади 300 см2. Оцените размер молекулы оливкового масла.
d = ? Си Решение
V = 0,003 мм3 Формула: d =
S = 300 см2 Проверка единиц: [d] =
Расчет: d =
Ответ:
Поведение итогов:
??? Что нового Вы узнали, чему научились…?
(ответы учащихся)
Т.О. атомы — это все равно, что строительный материал для домов. Из трех различных видов строительных материалов — кирпичей, досок и бревен — можно построить огромное число самых разнообразных домов. Точно так же из нескольких десятков различных атомов природа может создать многие тысячи разнообразнейших тел. При этом в каждом, теле различные атомы соединяются в небольшие группы.
Основные правила умножения и деления значений физических величин, выраженных в стандартном виде, представлены на экране. При решении физических задач удобно пользоваться записью число в стандартном виде, что значительно упрощает вычисления.
Проверка и оценка ЗУН учащихся по физике и математике:
Тестирование по физике (по 5 вопросов), затем самоконтроль и самооценка. Самооценка вклада в подготовку мероприятия, работы на уроке, самого урока.
У: урок хочется закончить словами:
«Науку все глубже постигнуть стремись
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знаний нет!»
Фирдоуси
(персидский и таджикский поэт, 940 – 1030 гг.)
Инструктаж Д/З: творческая работа по теме «Микромир», доделать все задания на раздаточном материале.
![Микромир d = ? Си Решение V = 0,003 мм 3 S = 300 см 2 S d V = S • d Это надо помнить всегда!!! а n • a m = a n + m а n : a m = a n - m (a n ) m = a n • m Формула: d = … Проверка единиц: [d] = … Расчет: d = … Ответ:…](http://fsd.compedu.ru/html/2019/04/10/i_5cae276d82767/img_php4rfTCz_Mikromir_1_39.jpg)
![Микромир d = ? Си Решение V = 0,003 мм 3 3 • 10 -12 м 3 S = 300 см 2 3 • 10 -2 м 2 S d V = S • d Это надо помнить всегда!!! а n • a m = a n + m а n : a m = a n - m (a n ) m = a n • m Формула: d = V / S Проверка единиц: [d] = м 3 / м 2 = м 3 • 10 -12 Расчет: d = = 10 - 10 м 3 • 10 - 2 Ответ: диаметр молекулы оливкового масла 10 - 10 м .](http://fsd.compedu.ru/html/2019/04/10/i_5cae276d82767/img_php4rfTCz_Mikromir_1_40.jpg)
