Естественнонаучные революции - этапы познания Вселенной

Профессиональный конкурс работников образования
ВСЕРОССИЙСКИЙ ИНТЕРНЕТ-КОНКУРС
ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА
(2012/13 учебный год)
МИНИСТЕРСТВО ТРУДА, ЗАНЯТОСТИ И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
ГОСУДАСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НИЖНЕКАМСКИЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Номинация конкурса: Педагогические идеи и технологии:
профессиональное образование
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ОТКРЫТОГО УРОКА
НА ТЕМУ:
Естественнонаучные революции – этапы познания Вселенной
Дисциплина: Физика
Автор: Зарипова Раиса Миннехузиновна, преподаватель ГБОУ СПО
«Нижнекамский нефтехимический колледж», высшей категории
Место выполнения работы: ГБОУ СПО «Нижнекамский нефтехимический
колледж», Республика Татарстан, г. Нижнекамск, ул. Химиков д. 45
2013
Тема: Естественнонаучные революции – этапы познания Вселенной
Дисциплина: Физика
Вид занятия: нестандартный урок, урок-игра.
Тип занятия:
повторительно-обобщающий урок.
Цель:
систематизировать и обобщить знания по ключевым вопросам
естествознания.
современного
Дидактическая цель:
систематизировать и обобщить знания по ключевым вопросам современного
естествознания.
Развивающая цель:
способствовать развитию умения анализировать, выделять главное и применять
знания.
Воспитательная цель:
способствовать воспитанию активной жизненной позиции, формированию
товарищеской солидарности, способности к взаимодействию с другими.
Начальные знания, умения, навыки:
геоцентрическая система мира, гелиоцентрическая система мира.
Знания, умения, навыки, приобретаемые во время урока:
стационарная, однородная Вселенная, модель инфляционной Вселенной.
Межпредметные связи:
обеспечивающие: химия, физика, биология, астрономия; обеспечиваемые: КСЕ.
Технические средства:
компьютер, экран, диск, видео "Жить или не жить".
Наглядность: газеты.
Красота природы отражается в
красоте наук о природе".
В. Гейзенберг
План урока
1. Конкурс "Естественнонаучные революции".
2. Конкурс "Научные открытия естествознания".
3. Конкурс "Криптограмма".
4. Конкурс капитанов.
5. Конкурс "Ребус".
6. Конкурс "Гонка за лидером".
7. Конкурс "Концепция".
Здравствуйте! Садитесь!
Экран:
Тема нашего урока: Естественно - научные революции – этапы познания Вселенной.
Экран:
Цель: Систематизировать и обобщить знания по ключевым вопросам современного
естествознания.
Преподаватель:
В настоящее время под термином естествознание понимается, прежде всего,
точное естествознание – это знание обо всем, что действительно существует или
может существовать во Вселенной. Однако, очевидно, что это знание не является
окончательным итогом знаний о Природе, и лишь тем, что известно человечеству на
данном этапе его развития.
Что интересует точное естествознание? Проблемы, которые возникают в этой
весьма обширной области познания самые разнообразные – от устройства и
происхождения Вселенной до познания молекулярных механизмов существования
уникального Земного явления – Жизни.
Какие же естественные науки вы знаете?
Студент: астрономия, физика, химия, биология.
Преподаватель: Вспомним, что они изучают?
Студент:
Компьютер
Естественные науки
астрономия – наука о
Вселенной
химия – наука о
веществах
физика – изучает
свойства материи и
формы ее движения
биология –
наука о живой
природе
Преподаватель:
В систему естественных наук помимо основных наук включаются: геология,
психология, биофизика, биохимия, физическая химия и т.д.
А к каким наукам относятся экономические дисциплины?
Студент:
К гуманитарным, а точнее социальным.
Преподаватель:
Зачем же необходимо гуманитариям изучать современное естествознание?
Студент:
 расширить кругозор;
 сознательно применять знания в своей профессиональной деятельности.
Преподаватель:
Усвоить естествознание легче, исследуя его развитие во времени. Сегодня мы
совершим экскурсию в прошлое науки и познакомимся с будущим.
Для этого я попросила вас разбиться на 4 команды. Сейчас вы представитесь:
Студенты:
1. Команда: "Амперчики". Девиз: "Забудь о том, что позади и думай о том,
что впереди".
Члены команды:
Капитан: Команда: "Алхимики". Девиз: "Мы – юные алхимики химичим просто
класс и если захотите вы, схимичим и для вас".
Члены команды:
Капитан:
2. Команда: "Ботаники". Девиз: " Охраняй, убирай, защищай и тогда на земле
будет рай".
Члены команды:
Капитан: Команда: "Звезда". Девиз: "Светить всегда, светить везде, и нет преграды
нам нигде".
Члены команды:
Капитан:
Преподаватель:
1 конкурс "Естественнонаучные революции":
- необходимо подвести основной глобальный научный итог;
- дать название этапу развития по имени ученого.
Оценивает жюри – 10б, капитан – 5б.
Преподаватель:
Тысячелетиями люди восхищались звездным небом, наблюдали за движением
Солнца, Луны и планет и всегда задавали себе волнующий вопрос: как же устроена
Вселенная?
Современные представления о строении Вселенной складывались постепенно.
В древности они были совсем не такими, как сейчас. Долгое время центром
Вселенной считалась Земля.
Компьютер.
Древние индийцы полагали, что Земля плоская и опирается на спины
гигантских слонов, которые в свою очередь, покоятся на черепахе. Огромная
черепаха стоит на змее, которая олицетворяет небо и как бы замыкает земное
пространство.
Компьютер.
Иной виделась Вселенная народа, живущим на берегах Тигр и Евфрат. Земля,
по их мнению, это гора, которую со всех сторон окружает море. Над ними в виде
опрокинутой чаши расположено звездное небо.
Попытка понять и объяснить мир, без привлечения таинственных сил было
предпринято древнегреческими учеными. Один из них – великий математик
Пифагор (около 580-500 гг. до н.э.) первым предположил, что Земля вовсе не
плоская, а имеет форму шара. Правильность этого предположения доказал другой
великий грек – Аристотель (384-322 гг. до н.э.).
Слово предоставляется команде "Амперчики". Рассказать о 1 этапе развития
естествознания, его название и итог.
Студент:
Аристотель – величайший ученый Древней Греции, ученик Платона,
наставник Александра Македонского. В своей работе "О небе" он привел два веских
довода в пользу того, что Земля не плоская тарелка, а круглый шар.
Во-первых, Аристотель догадался, что лунные затмения происходят тогда,
когда Земля оказывается между Луной и Солнцем. Земля всегда отбрасывает на
Луну круглую тень, а это может быть лишь в том случае, если Земля имеет форму
шара.
Во-вторых, из опыта своих путешествий греки знали, что в южных районах
Полярная звезда на небе располагается ниже, чем в северных. Полярная звезда на
Северном полюсе находится прямо над головой наблюдателя. Человеку же на
экваторе кажется, что она располагается на линии горизонта. Аристотель делает
вывод, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна, планеты и звезды обращаются вокруг
нее по круговым орбитам.
Компьютер, стр. 6 природоведение.
Это знание получило название учения о геоцентрической системе мира.
Это знание настолько изменило мировоззрение всех живых в то время людей,
что силу их воздействия на умы можно сравнить разве что с революцией – резкой
переменой взглядов на устройство мира.
Первая естественнонаучная революция по правилу называется Аристотелевой.
На доске.
Преподаватель:
Первая естественнонаучная революция – Аристотелевая геоцентрическая
система мира.
Представления Аристотеля и многих других ученых развития величайший
древнегреческий ученый Клавдий Птолемей (около 90-160 гг. н.э.). Он разработал
свою систему мира, в центре которой, как и Аристотель, поместил Землю. Вокруг
неподвижной шарообразной Земли, по мнению Птолемея, движутся Луна, Солнце,
пять (известных) плане, а также сфера неподвижных звезд. Эта сфера и
ограничивает пространство Вселенной. Свои взгляды Птолемей подробно изложил в
грандиозном труде "Великое математическое построение астрономии в 13 книгах".
Эта система господствовала в науке на протяжении 13 веков. А книга
Птолемея была настольной для многих поколений астрономов.
Много веков в науке о Вселенной господствовало учение Птолемея. Оно
принималось и поддерживалась церковью и казалось истинным и неопровержимым.
Но шло время, росли города, развивались ремесла и торговля, европейцы узнавали
новые страны и народы. Открытия мореходов Португалии и Испании в XIV-XVI в.
изменили географическую карту. Люди поняли, как огромен мир, в котором они
живут, а кругосветное путешествие Ф. Маилана окончательно доказало
шарообразность нашей планеты.
Слово предоставляется команде "Алхимики".
Студент:
Человеком, которому удалось создать новую модель Вселенной, стал великий
польский астроном Николай Коперник (1473-1543 гг.).
2 этап, название, итог.
Представитель:
Коперник еще студентом познакомился с идеями о возможном движении
Земли. Он проникся убеждением, что наблюдаемые движения небесных тел лучше
всего объясняются двумя движениями Земли: вокруг Солнца, которое находится в
центре мира и вокруг своей оси. В год смерти Коперника вышла в свет его книга "О
вращении небесных тел". Идея движущейся Земли начала быстро завоевывать умы
ученых.
Эта революция получила название гелиоцентрической. Много открытий для
утверждения этой системы сделал И. Ньютон, поэтому она называется
Ньютоновской.
На доске. Компьютер, стр. 15
Преподаватель:
Вторая естественнонаучная революция – гелиоцентрическая система.
Учение Коперника сразу же нашло сторонников среди ученых XVI в.:
Джордано, Бруно, Галилей.
С тех пор прошло много времени, чтобы создать современную модель
Вселенной, трудилось не одно поколение ученых. Потребовались новые приборы и
инструменты, новые методы исследования.
Новая революция произошла в 1905г.
Слово предоставляется команде "Ботаники".
Название, итог.
Студент:
В 1905 г. Альберт Эйнштейн, служащий Швейцарского патентного бюро в
Берне опубликовал работу, посвященную специальной теории относительности,
которая окончательно разрушила непрочные основы классических понятий
пространства и времени.
Все события во Вселенной должны происходить в четырехмерном
пространстве - времени.
По мнению Эйнштейна Вселенная бесконечна, но при этом замкнута в
пространстве. Сигнал, пущенный наблюдателем во Вселенной, вернется к нему с
противоположной стороны.
Предлагалась релятивистская космологическая модель Вселенной – это
расширяющаяся сферическая замкнутая модель. Во Вселенной нет единого центра,
она полицентрична. Модель получила название – Эйнштейновская.
Компьютер.
Преподаватель:
Третья естественнонаучная революция – Эйнштейновская полицентрическая.
Современная наука предполагает такую модель Вселенной. Наша Земля
входит в состав Солнечной системы, которая является частью Галактики. Наша и
другие Галактики в свою очередь образуют скопления Галактик, а они –
сверхскопления. Мир Вселенной очень многообразен и содержит бесчисленное
количество небесных тел и их систем.
Слово предоставляется команде "Звезды".
Название, итог.
Студент:
Наша цель – полное понимание всего происходящего вокруг нас и в нас
самих. Центральный вопрос современной физики – это объединение квантовой
механики с теорией относительности. Если такое объединение станет возможным,
то станет возможным объяснение многих свойств Вселенной, например
однородность в больших масштабах и отклонения в меньших: галактики, звезды,
люди.
Мы стоим на пороге четвертой глобальной естественнонаучной революции.
Преподаватель:
Четвертая естественнонаучная революция.
Представление о развитии Вселенной привело к постановке проблемы
рождения Вселенной. Момент начала времени называется Большим Взрывом.
Современные космологи оценивают возраст Вселенной 12-20 млрд. лет.
Преподаватель:
2 конкурс "Научные открытия в естествознании".
Рассмотрим основные научные открытия, которые были сделаны на каждом из
этапов естествознания . Составим по 9 оригинальных вопроса, касающихся каждого
из этапов развития естествознания.
Жюри – 10б, капитаны – 5 б, за 1 ответ – 1б.
Слово предоставляется команде "Амперчики".
Вопросы:
1.
2.
3.
Слово предоставляется команде "Алхимики" …
Вопросы:
1.
2.
3.
Слово предоставляется команде "Ботаники"…
Вопросы:
1.
2.
3.
Слово предоставляется команде "Звезды" …
Преподаватель:
Конкурс "Криптограмма".
Если вы правильно решите криптограмму, то в выделенных клетках (по
вертикали) появится название изучаемой вами науки.
Жюри – 10 б, капитаны – 1 б за правильный ответ.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1. Создатель Периодической системы химических элементов.
2. Один из авторов модели ДНК.
3. Древнегреческий ученый, завершивший первую научно-техническую
революцию.
4. Наименьшая частица химического вещества.
5. Живая оболочка Земли.
6. Область физики, одним из создателей которой является Максвелл.
7. Ученый, опровергший теорию "флогистона", которому принадлежит первая в
истории химии классификация химических элементов.
8. Наука о звездах.
9. Основополагающая наука в системе естествознания.
10. Создатель теории относительности.
11. Автор теории естественного отбора.
12. Свойство атомных частиц вступать в химическое взаимодействие,
количественной мерой которого является суммарное число неспаренных
электронов, неподеленных электронных пар и вакантных орбиталей,
участвующих в образовании химических связей.
13. Наука о живой природе.
14. Основоположник теории валентности веществ, который ввел в обиход
химиков термин "химическое сродство".
Конкурс капитанов.
Тестирование капитанов (на компьютере). Оценки выставляет компьютер.
Конкурс "Ребус".
Прочитать слова, зашифрованные в ребусе, которые явились целью,
поставленной перед собой Майклом Фарадеем. Когда эта цель была достигнута?
Ответ: "Превратить магнетизм в электричество".
Жюри – 10б, капитаны – 1 б за правильный ответ.
Конкурс "Гонка за лидером".
У нас определились лидеры, жюри и капитаны – 1 б за правильный ответ.
1. Естествознание – это наука о …? (явлениях и законах природы).
2. Какие отрасли знаний включает современное естествознание? (физику и
биологию, химию и астрономию).
3. Цель естественных наук… (повышение качества и безопасности жизни
человека).
4. Ближайшей целью естествознания является… (находить сущность явлений
природы их законы и на этой основе предвидеть новые явления).
5. Конечной целью естествознания является… (раскрывать возможности
использования на практике познанных законов сил и веществ природы).
6. Теоретической базой промышленности, сельского хозяйства и медицины
является: (естествознание).
7. Название "КСЕ" означает… (система взглядов, понятий, мыслей
современного естествознания).
8. Что такое культура? (это совокупность созданных человеком материальных и
духовных ценностей, а также сама способность эти ценности производить и
использовать).
9. Каковы истоки и предмет спора двух культур? (статус и общественная
значимость двух типов культур).
10.Чем отличается естественно научная культура от гуманитарной? (они
изучают различные области знаний).
11.Какой
метод
познания
рассматривается
в
гуманитаристике?
(прагматической).
12.Какой метод познания рассматривается в естествознании? (гипотетикодедуктивный).
13.Основной критерий научности гуманитаристики… (эффективность).
14.Основной критерий научности естествознания… (подтверждаемость).
15.В
каких
предложениях
описывает
процессы
гуманитаристика?
(предписывающих).
16.В каких предложениях описывает процессы естествознание? (в
описательных).
17. Когда произошло разделение на естественнонаучную и гуманитарную
культуру? (20 век).
18.Как называется область знания, которая занимается изучением методов?
(методология).
19.Метод исследования и способ рассуждения в котором общий вывод строится
на основе частных посылок, отдельных фактов называется… (индукция).
20.Способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с
необходимостью следует заключение частного характера, называется…
(дедукция).
21.Какой из методов научного исследования можно определить следующим
образом "Соединение ранее выделенных частей предмета или явления в
единое целое"? (синтез).
22.Какой из методов научного исследования можно определить следующим
образом "Расчленение целостного предмета или явления на составные части с
целью всестороннего изучения"? (анализ).
23.Эксперимент отличается от наблюдения …(технической оснащенностью,
наличием программы действия, вмешательством наблюдателя в процесс).
24.Ветвистое дерево естествознания выросло из … (философии природы,
механики).
25.Кто разработал теорию поля? (М. Фарадей и Д. Максвелл).
26.Линзу, телескоп, микроскоп, магнит, барометр изобрел … (Галилей).
27.Первой из естественных наук, с которой началось развитие естествознание,
явилась … (астрономия).
28.Основатель статики-науки о равновесии тел является… (Архимед).
29.Наука 18 века … (наука, собирающая факты).
30.Наука 19 века … (наука, дифференцирующая знания).
31.Наука 20 века … (наука, интегрирующая знания).
32.Что включает микромир? (элементарные частицы, атомы, молекулы).
33.Что включает макромир? (мир предметов, окружающих человека).
34.Что включает мегамир? (галактики, звезды).
35.В число фундаментальных взаимодействий не включают … (трение).
36.Механизм взаимодействий … (обменный).
37.Какие
фундаментальные
взаимодействия
являются
вездесущими?
(гравитационные).
38.Какие взаимодействия являются короткодействующими? (сильные).
39.Принцип дальнодействия был введен с открытием … (гравитационных
взаимодействий).
40.Автором принципа дальнодействия является … (Ньютон).
41.Принцип близкодействия был введен с открытием … (электромагнитных
взаимодействий).
42.М. Фарадей и Д. Максвелл стояли у открытия … (принципа близкодействия).
43.Пространство – это … (форма материи, выражающая протяженность
составляющих ее объектов, их строение из элементов и частей).
44.Время – это … (форма бытия материи, выражающая длительность
протекающих процессов).
45.Кто из ученых прошлого считал, что существует абсолютное и относительное
пространство? (Ньютон).
46.Как рассматривались понятия пространства и времени в классической
механике? (независимо друг от друга).
47.Приведите формулировку принципа относительности для законов механики?
(во всех инерциальных системах все механические процессы протекают
одинаково).
48.Необходимость пересмотра принципа относительности обусловлена …
(открытием теории поля Фарадеем и Максвеллом).
49.С появлением СТО возникло утверждение … (время относительно).
50.Как СТО формулирует постоянство скорости света? (скорость света в вакууме
постоянна, независима от движения источника света).
51. Согласно СТО, для тех, кто движется с большой скоростью, время течет …
(медленнее).
Представления о развитии Вселенной привело к постановке проблемы
рождения Вселенной. Момент начала времени называется Большим Взрывом.
Современные космологи оценивают возраст Вселенной 15-20 млрд. лет назад, а
возраст Земли – 4,5 млрд. лет.
7 конкурс "Концепция".
Раскрыть содержание концепции относительности пространства и времени,
близкодействия и дальнодействия, Жюри – 10 б, капитаны – 5 б.
Знаменитый французский писатель и летчик Антуан де Сент-Экзюпери, автор
историй о Маленьком Принце и планете людей, говорил: "Мы обитатели одной
планеты, пассажиры одного корабля". Этот корабль называется Землей. Наша
маленькая голубая планета несется в мировом пространстве крошечной песчинкой,
и именно на этой песчинке возникла жизнь в ее разнообразных формах. Но венцом
творенья по праву считается существо разумное – человек.
Тревогу бьет двадцатый век:
Не узнаю я, человек,
Небес, лесов, полей и рек
Планеты прежних дней.
Ты изменил ее черты,
Ты изменил ее мечты,
И стала капля чистоты
Гор золота ценней.
В. Гурарий
Человек существует еже около двух миллионов лет, и все это время он
пользовался всеми дарами Земли-матушки как истинный хозяин. И все бы хорошо,
но в погоне за социальными благами он перешагнул границу мирного
существования с окружающей природой. Сейчас, на пороге третьего тысячелетия,
оглядываясь назад на деяния человека, мы видим, что природа гибнет.
Видео: "Жить или не жить".
Берегите Землю!
Берегите
Жаворонка в голубом зените,
Бабочку на листьях повилики,
На тропинке солнечные блики,
На камнях играющего краба,
Над пустыней тень от баобаба,
Ястреба, парящего над полем,
Ясный месяц над речным покоем,
Ласточку, мелькающую в жите,
Берегите Землю!
Берегите …
М. Дудин
Преподаватель:
Наше занятие подходит к концу. Надеюсь, что оно проходит в атмосфере
дружбы и взаимопонимания. Сегодня в ходе игры вы показали не только свои
знания в области естествознания, но и эрудицию, умение нестандартно мыслить,
работать творчески.
Д/з: Сочинение-размышление "Берегите Землю! Берегите …"
(о Нижнекамске).
Лист оценки (жюри)
№
Команда
п/п
1.
Амперчики
2.
Алхимики
3.
Ботаники
4.
Звезды
1 конкурс 2 конкурс 3 конкурс 4 конкурс 5 конкурс 6 конкурс 7 конкурс
Итого
Место
Литература
1. Дмитриева В.Ф. Задачи по физике: учеб. Пособие. – М., 2010.
2. Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М., 2010.