Интегрированный урок "Микромир"

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:

1. 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.

1. Регулятивные:

• Воспитание самостоятельности.

• Формирование целостного восприятия окружающего мира у учащихся.

1. Коммуникативные:

• Развитие умения слушать.

• Развитие навыков владения монологической и диалогической речью; разговорным, научно-публицистическим стилями представления информации.

• Развитие кругозора у учащихся.

Ход урока:

1. Организационный момент: проверка готовности к уроку, приветствие участников урока и семинара. Краткая инструкция о раздаточных пособиях и тренажерах.

2. 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».

1. Постановка цели занятия:

Наша задача сегодня обобщить знания (как физические, так и математические) о Микромире.

1. 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 О_3. 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 – С₆Н₁₂О_6.

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.