Конспект урока в 11 классе по теме "Физика и НТП"

Тема урока: «Физика и научно-технический прогресс».

11 класс.

Цели урока:

Обучающая: 

• обобщить и систематизировать знания учащихся по физике на основе главных направлений НТП;

• ознакомить учащихся с достижениями в ряде отраслей современного производства;

• показать связь изучаемого материала с реальной жизнью на примерах; ознакомить учащихся с понятием равнодействующей силы;

Развивающая:

• продолжить формирование умений самостоятельно готовить сообщения, устанавливать главное;

• совершенствовать точность и четкость при ответе;

• умение видеть физику вокруг себя;

• комплексно рассмотреть влияние окружающей среды на здоровье человека ознакомить с использованием достижений НТР для диагностики и лечения заболеваний.

Воспитательная: 

• совершенствовать навыки групповой работы.

Тип урока: обобщения и систематизации знаний.

Оборудование: компьютер, мультимедийная доска, презентации.

Комментарий к уроку

Учитель заранее дает задание учащимся подготовить к этому уроку небольшие сообщения о роли физики в научно-техническом Развитии человечества, о последних открытиях, достижениях в области физики по следующим темам:

1. Новые конструкционные материалы: сверхпрочные, сверхлегкие, устойчивые к коррозии.

2. Полупроводниковые материалы для солнечных батарей.

3. Оптоволоконные линии связи: принципы действия и используемые материалы.

4. Принцип работы плазменного экрана.

5. Термоядерные установки для производства энергии: принципы действия и перспективы.

6. История создания атомной энергетики.

7. История создания атомной бомбы.

8. Зондирование поверхности Земли из космоса. Применение его результатов в экологии, сельском хозяйстве, метеорологии.

9. Ядерно-физические методы определения возраста археологических находок.

10. Нанотехнологии.

План урока.

I. Организационный момент.

II. Постановка учебной проблемы.

1. Углубление и обобщение знаний учащихся.

2. Подведение итогов урока.

3. Закрепление. Рефлексия.

4. Домашнее задание

По ходу изложения материала заслушиваются сообщения учащихся о роли физики в научно-техническом развитии человечества.

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Постановка учебной проблемы.

III. Углубление и обобщение знаний учащихся.

Объяснение учителя

Понятие «прогресс» в сочетании с эпитетами «научный», «социальный» неслучайно стало одним из наиболее употребляемых во второй половине XX столетия. Во многих сферах науки в это время были совершены крупнейшие открытия, появились новые отрасли знаний. Ещё в начале века можно было заметить, что научные идеи значительно быстрее, чем прежде, находят воплощение в технических проектах, новых машинах и т.д. Во второй половине века этот процесс значительно ускорился. Теперь настало время, для которого характерны тесное взаимодействие науки и техники, быстрое внедрение научных достижений в различных сферах деятельности, использование новых материалов и технологий, автоматизация производства.

НТП – процесс непрерывный, происходящий на протяжении всего периода существования человеческого общества. НТП можно замедлить или ускорить, но нельзя остановить. Он связан с модернизацией, совершенствованием, развитием. То, что раньше считалось фантастикой, сейчас становится реальной жизнью, которую мы уже не представляем без аудио- и видеотехники, персонального компьютера, сотового телефона и Интернета. Их возникновение обязано открытиям сделанным в различных областях физики.

Однако и развитие техники способствует прогрессу в науке. Создание электронного микроскопа позволило заглянуть внутрь вещества. Создание точных измерительных приборов сделало возможным более точный анализ результатов экспериментов. Огромный прорыв в области изучения космоса был связан именно с появлением новых современных приборов и технических устройств.

Сообщение учащегося.

1. Новые конструкционные материалы: сверхпрочные, сверхлегкие, устойчивые к коррозии.

Объяснение учителя

Важной составной частью развития современной науки и техники стала компьютерная революция. Первые электронно-вычислительные машины (компьютеры) были созданы в начале 1940-х годов. Работу над ними вели параллельно немецкие, американские, английские специалисты, но наибольшие успехи были достигнуты в США. Первые ЭВМ занимали целую комнату, для их настройки требовалось значительное время. Применение транзисторов (с 1948 г.) позволило сделать вычислительные машины более компактными и быстродействующими. В начале 1970-хгодов появились микропроцессоры, а вслед за ними — персональные компьютеры. Это была уже настоящая революция. Расширились и функции компьютеров. Сегодня они используются не только для хранения и обработки информации, но и для обмена ею, проектирования, обучения и т. д.

Сообщение учащегося.

2. Полупроводниковые материалы для солнечных батарей.

Объяснение учителя

Медицина зародилась в далёком прошлом. Одним из первых прославился своим искусством древнегреческий врач Гиппократ. Он старался сделать медицину более научной, учил, что главная задача врача – отыскать причину болезни и устранить её. Хирургия существует уже тысячи лет. Археологи иногда обнаруживают черепа с возрастом более десяти тысяч лет с просверленными в них отверстиями. После сверления кость снова заросла, значит пациенты оставались в живых. Такие операции помогали, но не всегда.

Современная хирургия располагает множеством методов внутреннего обследования организма. Это стало возможно после изобретения в 1895 г. немецким физиком Вильгельмом Рентгеном нового вида излучений. Мягкие ткани организма для этих лучей прозрачны, они задерживаются только костями. Вскоре при помощи рентгеновских лучей стали осматривать переломы и подозрительные ушибы и шишки.

Современные компьютерные томографы и ультразвуковые аппараты показывают внутренности в мельчайших деталях. Поначалу протезы делали из дерева и золота. Современные биоинженеры пользуются целым рядом металлов, пластмасс и других материалов, не отторгаемых организмом. Современные медицинские технологии позволяют подключать протезы к нервным окончаниям, в результате чего искусственные протезы воспроизводят движения настоящих органов (рук, ног). Всё большее применение в медицине находит лазер.

Сообщение учащегося.

3. Оптоволоконные линии связи: принципы действия и используемые материалы.

Объяснение учителя

В 1876 г. американец Александр Грэхем Белл (1847-1922) создал первый телефонный аппарат. Учёный был врачом, учившим разговаривать глухих людей, он много знал о голосе и звуке. С тех пор конструкция аппарата претерпела многочисленные изменения.

7 мая 1895 г. русский физик Александр Степанович Попов на заседании Русского физико-технического общества в Петербурге продемонстрировал действие первого в мире радиоприёмника. День 7 мая стал днём рождения радио. Уже первые применения средств радиосвязи помогли спасти жизнь рыбакам, оказавшимся на льдине.

В 1926 г. шотландский изобретатель Джон Лоджи Бэрд первым продемонстрировал публике телевизионную систему. Его оригинальное устройство было сделано из старой коробки, вязальных спиц, жестяной банки из-под торта и велосипедного фонаря! Вскоре на смену его конструкции пришла электронная система, разработанная ещё в 1923 г. американцем русского происхождения Владимиром Зворыкиным. Если первая половина XX столетия была веком кино, то вторая стала веком телевидения. Его изобрели ещё до Второй мировой войны. Первые телепередачи состоялись в 1936 г. в Лондоне. Война приостановила развитие нового вида техники. Но уже с 1950-х годов телевидение стало входить в повседневный быт людей. В настоящее время в развитых странах телеприёмники имеются в 98 % домов. Сегодня телевидение является самым мощным, массовым каналом передачи разного рода информации — от политических новостей до развлекательных, зрелищных программ.

Сообщение учащегося.

4. Принцип работы плазменного экрана.

Сообщение учащегося.

5. Термоядерные установки для производства энергии: принципы действия и перспективы.

Объяснение учителя

Обратимся к фактам. Начало XX в. ознаменовалось значительными открытиями в области атомной физики. В последовавшие десятилетия актуальной научной и практической задачей стало получение и использование атомной энергии. В 1942 г. в США группа учёных под руководством Э. Ферми создала первый ядерный реактор. Полученный в нём обогащённый уран был использован для создания атомного оружия (две из трёх произведённых тогда атомных бомб были сброшены на Хиросиму и Нагасаки). В 1946 г. атомный реактор построили в СССР (руководил работой И. В. Курчатов), в 1949 г. произошло первое испытание советского атомного оружия. После войны встал вопрос о мирном использовании энергии атома. В 1954 г. в СССР была построена первая в мире атомная электростанция, в 1957 г. спущен на воду первый атомный ледокол.

Сообщение учащегося.

6. История создания атомной энергетики.

Сообщение учащегося.

7. История создания атомной бомбы.

Объяснение учителя

Ярким подтверждением связи науки и техники является прорыв в области изучения космоса. Под руководством гениального конструктора Сергея Павловича Королёва (1907-1966) в 1956 г. инженеры построили ракету, способную доставить двухтонную боеголовку на расстояние свыше 6000км. Вскоре, 4 октября 1957 г. на орбиту был запущен первый искусственный спутник Земли. Это открыло эру космических исследований.

12 апреля 1969 г. Юрий Алексеевич Гагарин стал первым космонавтом.

Большинство космических исследований выполняют беспилотные зонды, управляемые бортовыми компьютерами и снабжённые приборами, собирающими и передающими данные на Землю.

Однако учёные не только исследуют космос, они ещё и моделируют некоторые процессы, происходившие когда-то во Вселенной. Большинство специалистов считает, что некогда Вселенная представляла собой крохотную пылинку, содержавшую в себе всю материю, но миллиарды лет назад эта пылинка разлетелась вдребезги. Это могучее потрясение назвали Большим Взрывом. С тех самых пор Вселенная разрастается, а галактики разлетаются в разные стороны. Существовало ли что-нибудь до Большого Взрыва? Неизвестно. Как он произошёл? Для нахождения ответов на эти вопросы учёные построили колоссальное сооружение – Большой адронный коллайдер. Его задача заключается в том, чтобы в миниатюре воссоздать условия, аналогичные Большому взрыву. Он расположен под землёй в районе франко-швейцарской границы, его стоимость 3 миллиарда евро. Коллайдер создавали 8000 учёных из 88 стран в течение десяти лет напряжённого труда.

Сообщение учащегося.

8. Зондирование поверхности Земли из космоса. Применение его результатов в экологии, сельском хозяйстве, метеорологии.

Объяснение учителя

Физика повлияла и на развитие других наук. Прежде всего это связано с глубоким пониманием структуры материи, которое основано на теоретическом описании микромира с помощью квантовой механики. Применение этой теории для решения задач химии и биологии позволило за короткий срок добиться прогресса в развитии этих областей знаний.

Практически все современные измерительные приборы и методы измерения, применяемые в астрономии, медицине, археологии и т. п., «выросли» из соответствующих законов физики.

Сообщение учащегося.

9. Ядерно-физические методы определения возраста археологических находок.

Объяснение учителя

Одно из направлений современной технической мысли – «нанотехнологии». В переводе с греческого приставка «нано» обозначает «карлик». Это технологии работы с веществом на уровне отдельных частиц. Разработки в этой области будут способствовать миниатюризации приборов и технических приспособлений, затронут практически все области промышленности и общества, все сферы жизни человека

Сообщение учащегося.

10. Нанотехнологии.

Объяснение учителя

Таким образом, физика как наука играет огромную роль в развитии цивилизации. Она перевернула самые фундаментальные представления людей – представления о пространстве, времени, устройстве Вселенной, позволив человечеству совершить качественный скачок в своём развитии. Успехи физики позволили сделать ряд фундаментальных открытий в других естественных науках, в частности, в биологии. Развитие физики в наибольшей степени обеспечивало бурный прогресс медицины.

С успехами физики связаны и надежды учёных на обеспечение человечества неиссякаемыми альтернативными источниками энергии, использование которых позволит решить многие серьёзные экологические проблемы.

Современная физика призвана обеспечить понимание самых глубинных основ мироздания, появления и развития нашей Вселенной, будущего человеческой цивилизации.

Про­бле­мы фи­зи­ки XXI века:

1. За­вер­ше­ние клас­си­фи­ка­ции эле­мен­тар­ных ча­стиц, умень­шив число фун­да­мен­таль­ных и уста­но­вив за­ко­ны их вза­и­мо­дей­ствия.

2. Со­зда­ние ла­зе­ров с боль­шей мощ­но­стью и рас­ши­ре­ние диа­па­зо­на этих ла­зе­ров.

3. По­лу­че­ние эле­мен­тов с по­ряд­ко­вым но­ме­ром 114 и 126 – ост­ро­ва ста­биль­но­сти ато­мов.

4. Раз­ви­тие на­но­тех­но­ло­гий.

5. Ре­ше­ние про­блем вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной плаз­мы и осво­е­ние тер­мо­ядер­но­го син­те­за.

IV. Подведение итогов урока

Технический прогресс в современном обществе имеет не только положительные стороны. Ряд серьёзных, глобальных проблем связан с последствиями научно- технического прогресса для экологии, среды обитания человека. Уже в 1960—1970-е годы стало ясно, что природа, ресурсы нашей планеты не являются неисчерпаемой кладовой, а безоглядный технократизм (власть техники) приводит к необратимым экологическим потерям и катастрофам. Одним из трагических событий, показавших опасность технологических сбоев на современных предприятиях, явилась авария на Чернобыльской АЭС (апрель 1986 г.), в результате которой в зоне радиоактивного заражения оказались миллионы людей. Проблемы сохранения лесов и плодородных земель, чистоты воды и воздуха сегодня актуальны на всех континентах Земли. На защиту окружающей среды, жизни самого человека встали экологические движения и организации («зелёные», «Гринпис» и др.). Так к концу XX в. научно-технический прогресс сделал глобальной проблему сохранения природной, культурной, духовной сфер существования человека и общества.

V. Закрепление. Рефлексия.

• Покажите, в чём состояли важнейшие достижения научно-технического прогресса во второй половине XX в.

• К каким качественным изменениям в жизни общества они привели? В ответе желательно использовать знания, полученные вами при изучении физики, химии, биологии и других предметов.

• Наше исследование. Составьте характеристику положительных и отрицательных сторон широкого проникновения компьютеров в жизнь современного человека и общества (вы можете избрать разные формы ответа — от аналитической справки до рекламного листка).

• Выскажите ваше отношение к современным экологическим движениям — целям, формам и методам их деятельности. Считаете ли вы важным, необходимым так или иначе участвовать в защите окружающей среды? Аргументируйте свою точку зрения.

1. Домашнее задание.

 Подготовить сообщения по теме «Физическая картина мира»

Пояснительная записка

Тема урока: «Физика и научно-технический прогресс». Урок носит систематизирующий, обобщающий характер, проводится в 11 классе.

Целесообразность проведения урока по данной теме оправдана выдающейся ролью, которую играет наука физика для ускорения научно-технического прогресса, что повышает эффективность образования. Физика определяет научные основы многих современных технологий, развитие физической науки непосредственно связано с важнейшими направлениями научно-технического прогресса.

Объяснение учителя на уроке и сообщения учащихся по теме посвящены основным этапам формирования науки и развития технической мысли. В докладах большое внимание уделяется учёным, сделавшим наибольший вклад в развитие науки на каждом этапе, показывается роль опыта и наблюдений в формирование физической теории.

Темы сообщений учащихся посвящены прикладному характеру науки.

Таким образом, материал урока показывает многогранность науки, её прикладной характер, интересен учащимся, даёт им представление о том, что наука физика не застыла на месте, а постоянно развивается, оказывая влияние на все сферы жизни человека.

На уроке применяется интерактивная доска для демонстрации слайдов по теме урока.

Темы сообщений учащиеся получают за неделю до проведения урока. В течение этого времени материалы анализируются, обсуждаются с учителем, формируются доклады. Для подготовки материала к уроку используются современные информационные технологии. При подготовке к уроку созданы условия для активной деятельности учащихся по самостоятельному подбору необходимой информации.