ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК ФИЗИКИ И АСТРОНОМИИ В 11 КЛАССЕ «Солнце и законы физики»

Интегрированный урок физики и астрономии

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК ФИЗИКИ И АСТРОНОМИИ В 11 КЛАССЕ 
Урок семинар по теме: 
«Солнце и законы физики» 

Цель:  изучить  материал по теме «Солнце, его строение, эволюция и влияние на жизнь на Земле»  (астрономия). Познакомить учащихся понятием солнечная активность и её влиянием на жизнь людей. Повторить физические законы, применяемые для изучения Солнца, разделы и законы оптики. 
Задачи: 
Образовательные. Повторить и обобщить знания о магнитном поле Земли, познакомить учащихся со строением атмосферы Солнца и солнечной активностью. Решить задачи, устанавливающие интересные характеристики Солнца как ближайшей звезды.

Развивающие. Продолжать формировать навыки работы со справочной литературой и умение использовать ИКТ для подбора и анализа нужной информации. Способствовать развитию ораторских качеств у учащихся.  Продолжать формировать умение оценивать свою деятельность и умение решать задачи по физике, а также способствовать развитию аналитической памяти и творческого мышления.

Воспитательные. Воспитывать настойчивость в достижении намеченной цели, умения слушать других, чувство ответственности и взаимоуважения. 

Оборудование: Видеоряд.                                                                                                                

1)Презентация (слайд-шоу) «Звезда по имени Солнце», учебно-познавательный фильм «Строение Солнца».
2) Презентации учащихся:                                                                                                                                                                                                                                                                                 а) Строение атмосферы Солнца.                                                                                                                                                                                                                            б) Излучение Солнца и Солнечная активность.                                                                                                                                                                                          в) Эволюция Солнца. 

Тип урока: Комбинированный урок: изучение нового материала (астрономия) и повторительно-обобщающий  (физика) 
Методы: словесные, наглядные, использование ИКТ 
План урока: 
I. Организационный момент. 
II. Постановка цели урока, мотивация.                                                                                                                                                                                                             III Показ фильма и проверка домашнего задания.
IV. Выступления учащихся с презентациями ( учащиеся готовятся по опережающим заданиям) и проверка домашних задач на использование физических законов для установления характеристик Солнца.
V. Итог урока. 
VI. Домашнее задание. 
Ход урока: 
I. Организационный момент: приветствие, учебные принадлежности. 
II. Постановка цели урока, мотивация. (слайд-шоу «Звезда по имени Солнце»)                                                                                                                                           III. Проверка домашних задач.                                                                                                                                                                                                                IV.Выступления учащихся с докладами- презентациями ( 4 человек ) 
1) Строение атмосферы Солнца                
  а) Фотосфера 
  б) Хромосфера                    
  в) Солнечная корона 
2) Солнечная активность 
3) Магнитное поле Земли                                                                                                                                                             4) Влияние солнечной активности на жизнь и здоровье людей.                                                                                                                                                        V. Закрепление материала по астрономии и повторение материала по оптике (работа в группах)   

Итог урока. При подведении итога урока учащимся предлагается оценить выступления своих одноклассников и  заполнить зачетные листы по усвоению нового материала. 

VI. Домашнее задание: подготовиться к зачету по теме.

 Развернутый план-конспект интегрированного урока

физика и астрономия в 11 классе.

Обобщенные этапы урока, воспроизводя-щего целостный учебный поцесс	Основные этапы урока	Наблюдаемые приемы обучения  и учения	Деятельность     учителя	Деятельность           ученика	Основные  УУД            формирующиеся  в процессе урока
Самоопределение деятельности и актуализация  знаний Самоопределение деятельности и актуализация  знаний Открытие нового знания Применение изученных знаний Творческое применение полученных знаний Углубление сформированных компетенций Рефлексия эмоциональная и оценочная	1.Организационный момент урока. 2.Постановка цели урока. 3.Актуализация знаний УУД в начале урока 4.Первичное восприятие и  усвоение  нового теоретичес- кого материала 5.Применение теоретических положений в условиях выполнения  устных заданий 6.Самостоя-тельное творческое использование сформирован-ных умений и навыков. 7.Динамичес-кая пауза 8.Обобщение сформиро-ванного и включение его в системы ранее усвоенных ЗУН и УУД 9.Рефлексия деятельности. 10.Контроль за процессом и результатом учебной деятельности	Цель урока: Изучение строения Солнца,  его излучения , эволюции и повторение законов физики , Проверка домашних задач на расчет характеристик Солнца, с использованием ранее изученных физических законов, (8-10мин) А)Для привлече-ния внимания учащихся к новому материалу использую  научно – познавательный фильм о Солнце (  5 мин). Б)Презентации учащихся (9 мин) Предлагаю, Рассмотреть рисунок на плакате, изображающий строение Солнца Заполнение  листов- опросни-ков с рисунком и фантастической добавкой: «что будет, если…..» (2мин) Ученики  делают гимнастику для глаз Самостоятельнаяработа в парах. Задания: «продолжи мысль»,  «Найди ошибку» Создание проблемной ситуации: оптика и профессия Подведение итогов деятельности учащих ся  и оценки за урок	Показываю слайд –шоу с музыкальным сопровождением про Солнце и комментирую кадры словами: (текст  прилагается отдельно): Какая ты, звезда по имени Солнце?  Звезда дающая свет и жизнь … Может, Солнце – это большой ядерный котел  с разогретой до мпн градусов плазмой………. И насколько оно велико….. Так каково же строение Солнца?........ Что спрятано в твоих недрах?  …. Солнце – это центр и колыбель ….. Полезно или вредно его излучение…….. Что ждет наше светило в будущем:……  Знакомлю присутствую-щих с условиями задач (текст задач прилагается отдельно).При получении  ответа ,    выдаются учащимся знаки в виде «рожиц» с отражением удовольствия, неудовольст вия или безразличия.  Демонстрирую                научно-познаватель-ный фильм    о Солнце. Нацеливаю учащихся       на внимательный просмотр ,    т.к. на основании его и дополнитель-ного объяснения они будут заполнять лист-опросник Повторяю строение Солнца еще раз и задаю вопросы Наблюдаю за выполнением задания и даю возможность самостоятельно проверить правильность выполнения. (еще раз проецирую рисунок на экран) Предлагаю  самим выбрать  задания, пере-сесть в нужную группу ,выпол-нить 2-3 упражнения. Даю задание группе «Практики» и группе «Теоретики». ( по оптике) Задаю вопросы: в какой профессии могут пригодиться знания по оптике. Предлагаю выставить оценки за сообщения и за работу в классе, используя смайлы. Использую идеальный опрос:   «Кто справился с задачей на «5», на «4», на «3» ?	Ученики смотрят, слушают и самостоятельно формулируют цели урока: изучить строение Солнца, его излучение , эволюцию и повторить законы физики. Вызванные к доске учащиеся на столе находят основные формулы или законы, по которым решалась проверяемая задача, при крепляют ее к доске и записывают ответ  в таблицу на доске. Остальные учащиеся формулируют закон Учащиеся внимательно слушают, запоминают, Учащиеся демонстрируют презентации на темы: «Излучение Солнца», «Эволюция Солнца», «Солнечная активность» Ущиеся слушают и отвечают на вопросы, но не записывают. Учашиеся выполняют задание и самостоятельно себя оценивают. Выполняют упражнения для мышц глаз и для отдыха глаз. Группа практики анализирует правильность построенных изображений, Теоретики дополняют определения. Затем меняются заданиями и  делают взаимопроверку. Учащиеся отвечают, фантазируют. Ученики голосуют карточками и сдают задания на проверку	Личностные УУД: Формирование познавательных интересов, убежденность в возможности познания природы при использовании возможностей НТП. Регулятивные УУД:                        целеполагание, как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что известно и усвоено обучающимися, и того, что еще неизвестно;             Познавательные УУД:    самостоятельное выделение и формирование познавательной цели;   поиск и выделение необходимой информации, применяя методы информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств;-   структурирование знаний; Умение применять ранее изученные законы в новой ситуации Коммуникативные УУД: Умение самостоятельно и с полнотой выражать свои мысли и чувства в соответствии с поставленной задачей и ее выполнением. Познавательные УУД:    Формирование умений воспринимать, запоминать,  перерабатывать  и анализировать предоставленную информацию. Коммуникативные УУД: Умение самостоятельно и с полнотой выражать свои мысли и чувства в соответствии с поставленной задачей . Личностные УУД: Формирование  уверенности в своих силах, повышение своей самооценки и статуса в коллективе. Личностные УУД: Формирование бережного отношения к своему здоровью. Коммуникативные УУД: Формирование тактичного отношения к партнеру, контроль. коррекция оценки партнера Регулятивные УУД: Прогнозирование результатов усвоения знаний ,осознание качества и уровня знаний.                      Коммуникативные УУД: Формирование  чувства взаимоответственности между партнерами.

I.            Комментарии к слайд-шоу «звезда по имени Солнце»

Ты теплом нас согреваешь,                                                                        Ты всю Землю освещаешь                                                                  Смотришь весело в оконце.                                                                                  А зовут тебя все …..

Учащиеся: «Солнце»

1.      Тема нашего интегрированного урока сегодня – звезда по имени Солнце и законы физики. Какая ты, звезда по имени Солнце?  Звезда дающая свет и жизнь всему сущему на нашей планете. Удивительная, загадочная… Тебе  поклонялись и обожествляли в веках.

2.      Может, Солнце – это большой ядерный котел  с разогретой до миллионов градусов плазмой и с языками пламени солнечного вещества, достигающих десятки тысяч километров?  И насколько оно велико в сравнении со звездами других галактик?

3.      Так каково же строение Солнца? Что спрятано в твоих недрах? И солнце не без пятен – гласит народная мудрость. Так что же это за пятна, и каково их влияние на живые организмы Земли?

4.      Солнце – это центр и колыбель солнечной системы, включающая в себя девять планет: ближе всех к Солнцу находится Меркурий, за ним Венера, Земля, Марс, Юпитер, Уран, Нептун, Плутон.

5.      Каково же влияние Солнца на Земле и всегда ли полезны его лучи или они могут принести вред? Как говорили древние – «Вполне нельзя доверять даже Солнцу» …

6.      Что ждет наше светило в будущем, и, стало быть, нас: может оно превратится в страшного монстра – черную  дыру и поглотит всю Солнечную систему? Или станет белым карликом?

II. Проверка  домашних задач (фронтально-индивидуальная).

Задача №1: Известно, что Солнце выглядит как ярко светящийся диск с угловым диаметром  α =32 ΄ (минуты), зная расстояние от Земли до Солнца 1а.е.=1,5*10м, вычислить диаметр и радиус Солнца.                                                                                                   Вывод после анализа решения задачи (радиус Солнца больше радиуса Земли в 109 раз) .                                                                                                                                                 Задача №2: По известному расстоянию между Землей и Солнцем R=1,5*10м,  и периодом обращения Земли вокруг Солнца  Т=1г=365,25сут=3,16* 10 с. Рассчитать массу Солнца
Задача №3 :Рассчитать среднюю плотность вещества Солнца в точке равноудаленной от центра на половине радиуса Солнца, зная массу и радиус Солнца. ( М=2*10кг) ;   (R=1,5*10м ).Вывод: ( ρ=1400 кг/м) больше плотности воды.

Задача №4: Определить давление солнечного вещества, в точке равной половине радиуса Солнца. Предполагая, что давление Солнца много выше давления атмосферы на Земле и сравнимо с давлением жидкости,  для расчета используем формулу давления столба жидкости. Массу и радиус Солнца берем из предыдущей задачи. Вывод:  средне давление на Солнце равно 6,6*10 Па ,что в 660 млн раз больше атмосферного.

Задача №5: Рассчитать температуру на половине радиуса от центра Солнца, если известна средняя плотность (1400 кг/м); масса  (( М=2*10кг) ;давление  (6,6*10 Па), состав газа атомарный водород и гелий (молярная масса 5*10 кг/моль.

Задача №6:Рассматривая Солнце как абсолютно черное тело можно рассчитать температуру на поверхности Солнца. Максимальная энергия в спектре излучения приходится на длину волны  λ =470 нм,  b=2,898*10 ( закон смещения Вина).

Задача №7: Найти мощность(R) излучения Солнца (интегральную светимость) с 1 мповерхности, если температура на поверхности Т=6.16 *10°К, а постоянная Стефана-Больцмана б =5,67*10Вт/ мК.

Задача №8 : Рассчитать энергию, выделяемую Солнцем за год (t=1год=3,16* 10 с), если известна интегральная светимость Солнца R=8,17*10Вт/м

Задача №9: Какова потеря массы Солнца за 1год , если энергия, выделяемая Солнцем за год равна 16*10Дж. На сколько лет хватит Солнца , если потеря массы  не будет  меняться.

Задача №10:Записать уравнения термоядерных реакций внутри Солнца.

                    H+ H = H+ е +ע

                      H+ H = He+

                      He+He =He +2H

В недрах Солнца за 1с синтезируется 600млн тонн Не из Н, за 1 год 4,6 млрд тонн Не.

III. Физические законы и формулы,

     используемые при решении домашних задач

1)    Закон Всемирного тяготения;

2)    Второй закон Ньютона;

3)    Линейная скорость;

4)     Центростремительное ускорение;

5)    Плотность тела;

6)    Объем шара;

7)     Давление столба жидкости;

8)     Закон Менделеева-Клапейрона;

9)    Закон смещения Вина;

10)  Формула интегральной светимости;

11) Формула, связывающая массу и энергию.

В процессе проверки заполняем таблицу физические свойства Солнца.

IV .Распределение по времени частей урока

1)    Слайд-шоу «Звезда по имени Солнце» (5мин.)

2)    Проверка домашнего задания (10 мин.)

3)     Краткий фильм о Солнце (6мин);

4)    Выступления учащихся с докладами- презентациями:

А) Солнечная активность. (3 мин.)

Б) излучение Солнца и жизнь на Земле.(3 мин.)

В) Эволюция Солнца (3 мин.)

5)    В процессе объяснения нового материала учащиеся должны заполнить лист-опросник,(10 мин)

V. задание для групп  « теоретиков» и «практиков»

Закончить  определение или ответить на вопросы:

1. Зависимость показателя преломления  вещества от частоты, это-……………                                    2. Свободная электромагнитная волна является  (какой)……………………………….                          3. Отклонение от прямолинейности световых волн, это…………………….. ………..                           4. Если свет идет из среды с меньшим показателем преломления в среду с большим показателем преломления  (n< n), то угол падения  α и угол преломления   β:  (α < β ;   α = β;   α > β ). Запиши правильное соотношение.                       5. Перераспределение энергии волн в пространстве при наложении волн друг на друга,  это…………………………..                                                                                                                   6. Назовите в порядке увеличения  длины волны  цвета видимой части спектра, проставить порядковые номера цвета (зеленый, желтый, красный, синий, фиолетовый, оранжевый, голубой).                                                                                                   7. Дальнозоркость корректируется: а)собирающей линзой;б) рассеивающей линзой)…………………………..                                                                                                                                                         8. Свет падает на плоское зеркало под углом  25°, чему равен угол между падающим и отраженным лучами?.......................................                                                                                                      9. С помощью какого оптического прибора  можно разложить белый свет в спектр? ( а) линзы, б) зеркала, в) дифракционной решетки, г) фотоэлемента ).                                             10. Какое из перечисленных излучений имеет наибольшую частоту ?  (   а) видимый свет;      б) инфракрасное  излучение,     в) рентгеновское излучение,    г) ультрафиолетовое)

Задание  для самостоятельной  работы  по новому  материалу

1. Солнце--                           звезда ;

2. Радиус Солнца                 м; Радиус Солнца больше радиуса Земли в       раз.

3. Масса Солнца                  кг.

4. Средняя плотность Солнца             кг/м.

5. Среднее давление Солнца             Па.

6. Температура внутри Солнца               °К.

7. Температура на поверхности Солнца           °К.

8. Мощность излучения с 1 м  поверхности Солнца.

9.. Энергия, выделяемая Солнцем за 1 год                Дж.

10. На сколько лет хватит Солнца             ?

 Б) Строение Солнца

                         

Эволюция Солнца

         

Солнцу около 5 миллиардов лет, и оно прошло половину своего жизненного цикла; звезды средней массы (как наше Солнце) живут около 10 миллиардов лет.

В следующие миллиарды лет жизни Солнце будет светить намного ярче и увеличиваться в размерах, пока не станет вдвое больше на 50%. Солнце закончит свою эволюцию как белый карлик.

Через 5 миллиардов лет на Солнце выгорит весь водород, и ядро его начнет сжиматься. После сжимания ядра Солнце будет окружено большой газовой оболочкой, а его поверхность охладеет и покраснеет; Солнце превратится в красного гиганта. Земля сгорит вдребезги задолго до того, как Солнце увеличится и поглотит ее.

Светлость Солнца почти не изменяется, но в его жизни был необычный период между 1645 и 1715 году, когда на нем не было пятен — так называемый минимум Маундера. В эти годы Земля пережила малый ледниковый период. Значительная часть углерода с атомной массой 14 образовалась на Земле тогда, когда на Солнце были многочисленные пятна. Тогда возник углерод-14, который входит к составу древесины, и это дает возможность ученым определить уровень солнечной активности в прошлом за измерениями количества углерода-14 в старых деревьях.

Европейская солнечная обсерватория (S0Н0), выведенная на гелиоцентрическую орбиту, постоянно наблюдает по солнцу и определяет его активность.

Кажется, что Солнце светит — неизменно и мы всегда будем получать от него светло и тепло. Однако, незначительные изменения происходят постоянно, и в следующие 5 млрд. лет Солнце будет греть сильнее.