Методическая разработка интегрированного урока по дисциплинам история и химия

ГБОУ СПО (ССУЗ) «Чебаркульский профессиональный техникум»

Методическая разработка

интегрированного урока по истории и химии

тема урока: «Применение металлов в военных целях»

для специальности 151 901 «Технология машиностроения»

Преподаватели первой категории Горюнова Нонна Петровна, Шушарина Валентина Михайловна

2015 г.

Девиз урока : «Добро – это ценность, способствующая сохранению жизни;

Зло – это стремление уничтожать жизнь, вредить жизни». А. Швейцер.

Тип урока: урок обобщения знаний средствами истории и химии с презентацией проектов обучающихся и выступлением приглашенных гостей.

Вид урока: конференция с защитой презентации по теме.

Цель урока: обобщить знания о металлах и их практическую значимость, обобщить знания об особенностях научно – технического прогресса.

Задачи урока:

• Познавательные – формировать познавательный интерес учащихся, реализуя межпредметные связи химии и истории;

• Развивающие - используя интегрированный подход, развивать у учащихся умения логически рассуждать, сравнивать, сопоставлять, находить практическое применение своим знаниям;

• Воспитательные – формировать потребности в познавательной деятельности и ценностное отношение к знаниям;

Дидактические средства и оборудование: коллекция «Металлы и сплавы», периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, презентация с изображениями военных доспехов, коллекции учащихся, АРМ, посуда и реактивы для проведения опытов.

Ход урока

Вводное слово учителя истории. Сегодня мы проводим урок – конференцию об использовании металлов на войнах. История человечества – это в том числе и история войн. Нашей конференцией мы хотим показать, что «самое порочное ухищрение ума человеческого» - это применение веществ не по гуманистическому назначению.

По ходу выступления учащихся на экране проецируется вид оружия, о котором рассказывает обучающийся –

проект «История создания разных видов оружия».

1 обучающийся. Оружие появилось на ранней стадии развития человечества как средство охоты и защиты, но вначале не было различия между орудиями труда и оружием. Первые виды оружия – дубина или палица, и ее разновидность – бумеранг, а также деревянное копье с каменным наконечником, праща, бола применялись в эпоху палеолита. Таким образом, в эту древнейшую эпоху уже существовало ударное метательное оружие. К концу палеолита появляется копьеметалка, значительно увеличившая дальность полета копья.

В эпоху мезолита лук и стрелы – одно из важнейших изобретений человечества.

В эпоху неолита появились новые виды оружия – каменный топор, булава и кинжал. Дальнейшее развитие оружия вызвало создание защитного вооружения.

2 обучающийся. Первое металлическое оружие было изготовлено в конце V – начале IV тысячелетий до н.э. из природного золота. Серебро стало известно людям позже, чем золото. Затем, в III тысячелетии до н.э., стала известна и медь. Древнейшее оружие из самородной меди обладало большей твердостью и с течением времени полностью вытеснило из употребления золотое оружие. Преимущества меди перед камнем в качестве материала для орудия оказалось столь очевидным, что это не могли не заметить. Металл сравнительно легко менял форму, его можно было сплющить, заострить края, проделать в нем отверстие.

Упоминание о меди можно встретить в самых ранних литературных источниках. Гомер описывает в «Илиаде», как античный бог-труженик Гефест – кузнец по профессии – выковывает из меди победный щит герою Трянской войны Ахиллу: «Сам он в огонь распыхавшийся медь некрушимую ввергнул…» Согласно древнегреческим мифам, титан Прометей, похитивший у богов огонь и передавший его людям, был прикован к скале медной цепью по приказу Зевса.

Но меди не хватало. Во время войны со шведами, Россия покупала медь и железо в Швеции. В бою под Нарвой в 1700 году – русские войска потерпели тяжелое поражение. Петр 1, понимая необходимость создания мощной артиллерии, наряду с увеличением выплавки меди, принимает решение о реквизиции у церкви бронзовых колоколов. Несмотря на возражения церковников, Петр 1 пускает всю бронзу на военные цели.

После медного наступил бронзовый век (2000 лет до н.э). Бронза – сплав меди и олова. Оружие из бронзы распространилось повсеместно, хотя месторождения медных и оловянных руд рядом не встречались. Например, из Египта за оловом снаряжались экспедиции на Кавказ, на Пиренейский полуостров и даже на Британские острова, которые финикийцы так и называли «Оловянными остро вами»

.

Из бронзы во всем мире создают памятники воинам. В Трептов-парке в Берлине у памятника воинам Советской Армии, павшим при штурме столицы фашистской Германии, отлиты 5 огромных бронзовых венков, лежащих на братских могилах.

3 обучающийся. Кочевниками черноморских степей применялась сабля (с 8 века); на Руси она известна с 10 века, а в Европе – значительно позднее.

В 19 веке в России в кавалерии и конной артиллерии стали применять шашку. Недавно украинский рыбак «поймал» в Днепре недалеко от Запорожья древний меч из серебра. Рукоятка метрового меча оснащена богатой отделкой из 4 металлов – золото, серебро, медь . Меч пролежал в пресной воде 1100лет и хорошо сохранился . Меч был найден рядом с местностью , где предполагается «возможное место гибели князя всея Руси – Святослава.»У греков и римлян применялось тяжелое метательное оружие – метательные машины. После изобретения пороха появилось огнестрельное оружие. Один из первых его образцов – модфа – использовалась арабами в 12 веке.

В западной Европе и на Руси огнестрельное оружие известно с 14 века. Орудия того времени представляли собой гладкостенные железные трубы (стволы), прикреплявшиеся к деревянным стенкам и стрелявшие каменными снарядами (ядрами). Первыми образцами ручного огнестрельного (стрелкового) оружия были ручные пищали (ручницы) и петринали. Воспламенение заряда в этом оружии производилось от фитиля или раскаленного металлического прута. Развитие артиллерии и ручного огнестрельного оружия происходило параллельно. Важное значение в развитии артиллерийских орудий сыграл переход в15-16веках к изготовлению стволов из чугуна и бронзы и к использованию для стрельбы чугунных и свинцовых ядер. Это позволило уменьшить калибр орудий.

4 обучающийся. Много столетий назад в Индии процветало искусство изготовления из булатной стали мечей и кинжалов особой твердости с необычным узором, острых и тонких, как бритва, и гибких, как ветка ивы. С течением времени рецепты изготовления такой булатной стали были забыты.

Разгадать секрет производства булатов, объяснить чудесные свойства старинных дамасских клинков пыталось не одно поколение ученых 18-19веков. Безуспешно занимался этой проблемой физик Майкл Фарадей.

П.А.Аносову первому удалось открыть тайну булата – это сталь с различным содержанием марганца. В течение 10 лет он осуществил тысячи экспериментов, используя влияние на качество стали кремния, марганца, хрома, углерода, алюминия, титана, алмаза, платины, золота. Эти опыты увенчались успехом, и Аносов получил сталь, не уступающую по качеству прославленной дамасской, сочетающую изумительную твердость и невиданную упругость. На клинках из этой стали можно делать необыкновенные узоры.

5 обучающийся. Железо являлось основным металлом, из которого изготовляли многочисленные и разнообразные орудия для истребления людей. Недаром копье и щит, характерные принадлежности бога войны Марса, древние мудрецы сделали символом, обозначающим железо. Многие кровавые страницы истории человечества связаны с этим металлом. Почти 2 тысячелетия назад древнеримский писатель и ученый Плиний Старший писал: «Железные рудокопы доставляют человеку превосходнейшее и зловреднейшее орудие. Ибо сим орудием прорезываем мы землю, сажаем кустарники. Сим орудием выстраиваем дома, разбиваем камни и употребляем железо на все подобные надобности. Но тем же самым железом производим битвы и грабежи, бросаем из мощных рук в виде оперенных стрел. Самое порочнейшее ухищрение ума человеческого, чтобы смерть скорее постигла человека, создали ее крылатою и железу придали перья».

Более 90% всех металлов, которые использовались в Великой Отечественной войне, приходится на железо. Железо – главная составная часть чугунов и сталей, а по их выплавке судят о мощности государства. Миллион бомб сброшено фашистской авиацией на Сталинград. Но железо – не только война, разрушение, но еще это металл созидания. Это основа всей металлургии, машиностроения, судостроения, железнодорожного транспорта и др.

С давних времен люди пытались использовать метеоритное железо, хотя сделать это было непросто. Однажды бухарский эмир приказал своим лучшим оружейникам выковать ему меч из куска «небесного железа». Но сколько они не старались, ничего не вышло. Оружейников казнили. Они погибли из-за того, что нагретый металл не поддавался ковке. Это характерно для никелистого метеоритного железа: оно куется только холодным, а при нагревании становится хрупким. Таким образом, никель подвел бухарских оружейников, не знавших об этой особенности сплавов железа с никелем.

6 обучающийся. В первой половине 19 века никель добывался в небольших количествах и стоил очень дорого. Он считался, поэтому ювелирным металлом. Позднее никель стали добавлять в стальную броню. Позже он стал неотъемлемой составляющей бронированных орудий и танков. На подводной лодке «Валькирия», исчезнувшей при загадочных для германского командования обстоятельствах, находилось 160 тонн никеля в слитках и монетах США и Канады.

Природа обделила Германию никелем. Основную часть никеля Германия получала из Канады. Началась Великая Отечественная война, и канадский никель был потерян для Рейха. Гитлер захватил Грецию, а вместе с ней и никелевые рудники. Вассальная Финляндия открыла для немцев рудники на севере государства. Там работали заключенные и военнопленные. Целый эсесовский корпус обеспечивал охрану рудников и гарантировал бесперебойную добычу красного колчедана и отправку его в Германию на металлургические заводы.

7 обучающийся. Когда советские танки Т-34 появились на полях сражений, немецкие специалисты были поражены неуязвимостью их брони. Нашим конструкторам во главе с М.И.Кошкиным удалось создать лучший танк периода Великой Отечественной войны. Этот танк сочетал в себе три основных качества – мощность огня, скорость, прочность брони.

Производство «тридцатьчетверок» было налажено в самые короткие сроки на Урале и уже в конце декабря 1941г отправили на фронт первый эшелон с боевыми машинами. По приказу из Берлина первый же захваченный Т-34 был доставлен в Германию. Здесь за него взялись химики. Они установили: русская броня содержит большой процент никеля, что делает ее сверхпрочной. Недостаток никеля в германской стали привел к тому, что к 1944г имперские военные заводы вынуждены были изготовлять танковую броню повышенной толщины, и «тигры», «пантеры» и «фердинанды», одетые в нее, оказывались тяжелее и слабее советских танков и самоходок.

8 обучающийся. В декабре 1944г на окраине небольшого польского городка органами советской контрразведки была задержана подозрительная женщина, которая «теряла» у колонны машин с боеприпасами «автоматические ручки» При проверке было установлено, что это диверсионное зажигательное средство со сложным воспламенителем, с корпусом из сплава, имеющего в основе алюминий. Из этого сплава изготавливали и корпуса зажигательных бомб. Алюминиевые соли органических кислот составляют основу «напалм», применявшегося американскими войсками в войне с Вьетнамом, португальскими колонизаторами – в Анголе. Так и алюминий был поставлен на службу войне. В годы 2-ой мировой войны, когда некоторые воюющие государства испытывали нехватку бокситов – основного алюминиевого сырья, Италия получала алюминий из лавы Везувия.

9 обучающийся. Термит (смесь железной окалины и порошка алюминия) применяют для изготовления зажигательных бомб и снарядов. При поджигании этой смеси происходит бурная реакция с выделением большого количества теплоты, в зоне реакции температура достигает 3000˚С. (уравнение на доске и видеокадр). 3Fe₃O₄ + 8Al = 9Fe + 4Al₂O₃ + 3000˚С

Многие наши сверстники в военные годы во время налетов фашистских бомбардировщиков дежурили на крышах домов, тушили зажигательные бомбы. Начинкой таких бомб была смесь порошков алюминия, магния и оксида железа, детонатором служила гремучая ртуть. При ударе бомбы о крышу срабатывал детонатор, воспламенявший зажигательный состав, и все вокруг начинало гореть.

Алюминий использовали не только в зажигательных бомбах, но и для «активной» защиты самолетов. Так, при отражении налетов авиации на Гамбург операторы немецких радиолокационных станций обнаружили на экранах индикаторов неожиданные помехи, которые делали невозможным распознавание сигналов от приближающихся самолетов. Помехи были вызваны лентами из алюминиевой фольги, сбрасываемыми самолетами союзников. При налетах на Германию было сброшено примерно 20000т алюминиевой фольги.

10 обучающийся. Во время ночных налетов для освещения цели бомбардировщики сбрасывали на парашютах осветительные ракеты. В состав такой ракеты входили порошок магния, спрессованный с особыми составами, и запал из угля, бертолетовой соли и солей кальция. При запуске осветительной ракеты высоко над землей красивым ярким пламенем горел запал; по мере снижения свет постепенно делался более ровным, ярким и белым – это загорался магний. Показ опыта – «Горение магния». 2Mg + O₂ = 2MgO

Наконец, когда цель была освещена и видна так же хорошо, как и днем, летчики начинали прицельное бомбардирование.

Магний использовали не только для создания осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб . Основным потребителем этого металла была военная авиация. Легкие и прочные сплавы магния с медью, алюминием, титаном, кремнием, находят широкое применение в ракето-, машино-, самолетостроении. Из них готовят шасси и стойки шасси для военных самолетов, отдельные детали для корпусов ракет. Магния требовалось много, поэтому его добывали даже из морской воды.

11 обучающийся. Трудная задача стояла перед войсками противовоздушной обороны в Великую Отечественную войну. На нашу Родину были брошены тысячи самолетов, пилоты которых уже имели опыт войны в Испании, Польше, Норвегии, Бельгии, Франции. Для защиты городов использовали все возможные средства. Так, помимо зенитных орудий небо над городами защищали наполненные водородом шары, которые мешали пикированию немецких бомбардировщиков. Во время ночных налетов пилотов ослепляли специально выбрасываемыми составами, содержащими соли стронция и кальция. Стронций – металл фейерверков, потех и салютов. Соединения стронция применяют в пиротехнике для получения красных огней, а соли кальция – в кирпично-красный цвет.

В годы Великой Отечественной войны элемент литий приобрел особое значение. Металлический литий бурно реагирует с водой выделяя при этом большой объем водорода, которым заполняли аэростаты и спасательные снаряжения при авариях судов и самолетов в открытом море. Соединения лития использовались на подводных лодках для очистки воздуха.

12 обучающийся. Во время первой мировой войны настоящую сенсацию вызвал созданный французскими инженерами самолет, который был вооружен не пулеметом, как обычно, а пушкой, наводившей страх на немецких летчиков. Но каким же образом удалось поставить пушку на самолет? Ведь грузоподъемность тогдашних «этажерок» была очень мала. Оказалось, что пушке помог «забраться» в самолет…ванадий. Французские авиационные пушки были изготовлены из ванадиевой стали. При относительно небольшой массе они обладали прекрасными прочными характеристиками, позволяющими вести сокрушительный огонь по немецким самолетам.

Вслед за этим ванадиевую сталь начали использовать для изготовления солдатских шлемов. Сравнительно легкий шлем из тонкой, но прочной стали надежно предохранял своего владельца от пуль и осколков гранат.

13 обучающийся. Уже в годы гражданской войны нашим морякам и красноармейцам, сражавшимся на Севере с интервентами, довелось познакомиться с необычными минами, на которых, даже не прикоснувшись к ним, подрывались тральщики Северодвинской флотилии. Когда водолазы выудили и обезвредили одну из таких коварных «игрушек», оказалось, что она магнитная, а принцип её действия заключался в следующем: как только стальной корпус приближавшегося к мине корабля оказывался в зоне силовых линий ее магнитного поля, срабатывал механизм взрывателя и корабль шел ко дну.

Накануне второй мировой войны в фашистской Германии производство кобальтовых сталей, служивших материалом для изготовления магнитных мин, заметно возросло. Немцам удалось заминировать с воздуха побережье Англии, устья Темзы. Магнитные мины нанесли большой урон английскому флоту. Наши военные специалисты нашли разгадку этим минам и через две недели после вероломного нападения гитлеровской Германии на Советский Союз разминировали в районе Очакова первую немецкую магнитную мину.

14 обучающийся. В современном мире используют и новые виды оружия. Взрывающийся металл – принцип его действия основан на использовании так называемых «реактивных материалов» - металлов безопасных по отдельности, но взрывающихся при соединении. «Реактивными материалами» обычно являются превращенные в порошок металлы алюминий и титан, детонатором является окислитель. Два металла могут быть разделены изолирующей прослойкой, изготовленной из тефлона. При определенном внешнем воздействии изоляция уничтожается. Два металла вступают в химическую реакцию и, в результате, происходит взрыв. Еще в 1970г в США были изготовлены образцы «бинарного оружия» - снарядов и бомб.

В странах с развитой ядерной промышленностью, накопивших большое количество обедненного урана, его использование для боеприпасов обходится дешевле. Главное военное применение обедненного урана – бронебойные снаряды и пули. Бронебойные снаряды, содержащие обеднённый уран обеспечивают высокое бронебойное действие и вызывают существенные запреградные разрушения, что определяет их эффективность.

Учитель истории. На протяжении всей истории нового и новейшего времени происходит непрекращающееся соревнование брони и бронебойных снарядов, дальности действия орудий и их мощи в количественном и качественном отношениях. Потребность в ружьях, пушках, ядрах, снарядах вызывала необходимость увеличения выпуска стали и чугуна, создания металлов и сплавов с особыми свойствами, т. к. качество материала, из которого изготовлено оружие, нередко определяло исход военных действий. Сейчас ребята представят нам свои коллекции, связанные с тематикой сегодняшнего урока.

Учитель химии. Ребята подготовили проекты по теме урока и сейчас они вам их представят. «Металлы в оружии», «Металлы тоже воевали», «Металлы в составе оружия времен Великой Отечественной войны».

Учитель истории. Ветеран, участник Великой Отечественной войны расскажет о некоторых видах оружия, разрушительную силу которых он видел в годы войны.

Учитель химии. Урок мы закончим победным химическим салютом (показывает опыт).

Хотелось услышать от вас о нашем уроке – что понравилось, что надо переделать. Выразите свое отношение к уроку поднятием вверх цветных карточек: оранжевые – понравился урок; зеленые – не совсем понравился.

Спасибо за вашу поддержку.

12