Программа кружка «Физика и здоровье человека»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 1
Программа кружка
«Физика и здоровье
человека»
дополнительное образование.
Шумская Ольга Николаевна,
первая квалификационная категория.
г. Гуково Ростовской области
2014 – 2015 учебный год
Пояснительная записка
Содержание курса базируется на материале курса физики, изучаемом в
основной школе, в соответствии с программой общего образования по
физике, основано на интеграции физики, биологии, химии и географии, и
предполагает изучение и сравнительный анализ физических процессов,
происходящих в различных объектах живой природы. Иллюстрируется и
доказывается общность и универсальность физических законов, что дает
учащимся возможность осознать место человека в окружающем мире.
Данный курс дает представление о процессах происходящих в живом
организме на основе физических законов, о современных медицинских
диагностических и терапевтических методиках, в основе которых лежат
достижения современной физики.
Практические работы и эксперименты дают возможность учащимся
творчески подойти к решению доступных им исследовательских задач,
включающих как проведение эксперимента, так и обработку его результатов.
Ведущая идея программы –
Цель курса –
показать единство природных процессов,
общность законов, применимых к явлениям
живой и неживой природы.
способствовать развитию интереса к естественным
наукам, формированию здорового образа жизни.
Задачи:
 расширение знаний учащихся по физике;
 приобретение практических, информационных,
коммуникативных умений учащихся;
 развитие интеллектуальных и творческих способностей в процессе
решения задач, выполнению практических работ, подготовки
творческих работ;
 экологическое воспитание школьников.
Для решения поставленных задач используется технология личностно
ориентированного обучения и межпредметных связей.
На занятиях применяются коллективные и индивидуальные формы
работы: постановка, решение и обсуждение решения задач, практические
работы, обмен информацией. Основными методами обучения являются
частично- поисковый и исследовательский. При изучении теоретического
материала используются информационно-иллюстративный метод и
проблемное изложение.
Данная программа кружка рассчитана на один год обучения - 1 раз в неделю,
что составляет 35 часов в год для учащихся 13-14 лет
Предполагаемы результаты:
К концу учебного года учащиеся должны знать:
 почему происходят те или иные явления в природе
 применять полученные знания на практике.
 взаимосвязь физических процессов с жизнедеятельностью
живых организмов
Учащиеся должны уметь:
 работать со средствами информации (учебной, справочной, научнопопулярной литературой, текущей научной информацией в Интернете);
 готовить сообщения и доклады, оформлять их и представлять,
использовать технические средства обучения и средства новых
информационных технологий.
 объяснять природные явления, рассматриваемые в курсах биологии и
географии, соответствующими физическими законами и явлениями
критерии и показатели оценки знаний учащихся
- теоретический уровень знаний /тестирование, викторины/
- проектная деятельность
- подготовка докладов и рефератов.
- творческие работы учащихся
Содержание курса.
1. Введение (1 часа)
Значение для человека знаний по биологии, биофизике, медицинской и
биологической физике. Исторические межнаучные связи: физики и
медицины, физики и биологии (деятельность ученых: Ньютон, Юнг,
Гельмгольц и др.). Место человека в биосфере. Управление в системе
«Человек» как в физической системе.
Тема 2. Двигательная активность жизненно необходима. /10 ч./
Геометрическое и физическое подобие. Анализ подобия в биологических
системах. Рассматривается опорно-двигательная система, скелет человека
и млекопитающих животных. Строение скелета и конструкция зданий
/Эйфелева башня/.
Основы биостатики. Биостатика растений. Биостатика животных.
Биомеханика движений человека. Кинематика, динамика и энергетика
движения человека. Кинематика, динамика и энергетика движения
животных.
Демонстрация видеофильма «Опорно-двигательная система» и видов
деформации. Проведение экспериментов учащихся: а) выяснение, почему
большинство длинных костей в организме имеют трубчатое строение;
б) выяснение работоспособности человека при статической и динамической
работе мышц, механическое напряжение, предел прочности, запас прочности.
Урок решения задач на расчет прочности кости; на расчет работы с помощью
рычага (рука человека), а также эксперименты по выявлению причин
утомляемости мышц. Рассказать о пользе активного отдыха и значении
физических упражнений для правильного формирования скелета и мышц.
Форма занятий: Лекция, сопровождаемая показом экспериментов и диалог
учителя с учащимися. Самостоятельная экспериментальная работа учащихся.
Практические работы:
1. Измерение быстроты реакции человека
2. Определение прочности природных материалов
3. Определение прочности кости
4. Измерение мышечных усилий человека с помощью силомера
5. Влияние физической активности на скелет человека
Творческие задания:
 Разработать конструкцию модели мышцы человека.
 Разработать комплекс упражнений на тренировку равновесия /с
физическим обоснованием каждого упражнения/.
. Тема 3. Основы гидродинамики. Движение крови по сосудам. Закон
Бернулли. /5 ч./
Рассмотреть систему органов кровообращения с применением видеофильма.
Показать взаимосвязь движения крови и движение жидкости по трубам.
Объяснение этого движения возможно с использованием закона Бернулли.
Скорость крови зависит от суммарной площади поперечного сечения всех
сосудов, по которым проходит кровь. Движение крови происходит благодаря
работе сердца. О ней часто судят по пульсу. Учащиеся проводят измерения и
выясняют: а) зависит ли пульс от движения крови; б) зависимость частоты
пульса от нагрузки; в) измеряют линейную скорость движения крови в
капиллярах ногтевого ложа. Рассматривается первая помощь при
кровотечениях.
Форма занятия: беседа и практическая работа учащихся.
Практические задания:
1. Освоения процедур измерения пульса.
2. Освоение процедур измерения давления.
3. Ознакомление с приемами остановки кровотечения.
4. Влияние физической нагрузки на кровяное давление и пульс
Тема 4. Механизм вдоха и выдоха. Дыхание. /5 ч./
На основе раннее полученных знаний, выяснить состав воздуха и роль его
компонентов для организма. Рассмотреть механизм дыхания и его
объяснение с физической точки зрения. Значение атмосферного давления и
роль диффузии в жизни человека. Гидростатическое давление проблемы
дыхания в воде. Кислородное голодание и отравление. Кессонная болезнь
Демонстрационные эксперименты:
 определить, какая часть воздуха приходится на долю кислорода;
 сравнить содержание углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом
воздухе;
 работа шприца и пипетки;
 диффузия в жидкостях и газах.
Обсудить следующие вопросы: как мы пьем?; в чем заключается горная
болезнь?; загрязнение атмосферы и саморегуляция организма. Рассмотреть
вопросы неблагоприятного воздействия сухого воздуха на дыхание человека,
а также последствия повышенной влажности
Форма занятия: лекция с демонстрацией экспериментов. Сообщения
учащихся о значении атмосферного давления и роли диффузии.
Творческие задания:
 Разработать действующую модель легкого человека.
 Разработать комплекс оздоровительных дыхательных упражнений.
Практическая работы:
1. Определить жизненную емкость легких.
2. Измерить частоту дыхания.
Тема 5. Физиология зрения и оптика. /2 ч./
Рассмотреть строение глаза и его оптическую часть. Построение
изображений, даваемые глазной мышцей. Недостатки зрения и их причины.
Провести исследования: а) определить какую функцию выполняют веки?
б) влияние освещенности на зрачок; в) проследить за работой хрусталика.
Самостоятельная работа с дополнительной литературой к подготовке
проектов и сообщений учащихся.
Второе занятие провести в форме семинара и обсудить следующие вопросы:
а) в чем преимущество зрения двумя глазами перед зрением одним глазом?
б) как объяснить цветное зрение?
в) зрительные иллюзии;
г) мир глазами животных.
Форма занятий: 1. Лекция, сопровождаемая показом видеофильма;
2. Практическая работа учащихся;
3. Семинар: «Загадочный мир света»
Тема 6. Орган слуха. Акустические явления./2 ч./
Рассмотреть общую работу слухового анализатора. Определить
чувствительность слуха. Порог слышимости. Звук и его характеристики.
Ультразвук и инфразвук, и их применение. Обсуждение вопросов: а) только
ли ушами мы слышим;
б) влияние звука на меня; в) звук и шум /влияние шумов на жизнь человека/.
Форма занятий: мини- лекция с демонстрацией экспериментов; сообщения
учащихся о применении ультразвука и инфразвука.
Практическая работа:
1. Выявить шумовое загрязнение в районе школы.
Тема 7. Терморегуляция./4 ч./
Теплопередача и ее виды. Процесс парообразования и факторы, влияющие
на этот процесс. Влажность воздуха и ее значение для человека и других
живых организмов. Каким образом происходит теплообмен,
предохраняющий организм от чрезмерного перегрева, приводящего к
тепловому удару. Оптимальный воздушно-тепловой режим для
жизнедеятельности человеческого организма. Способы искусственного
изменения абсолютной и относительной влажности. Использование
низкотемпературного метода (криогенная медицина) разрушения ткани при
замораживании и размораживании
Практические работы:
1. Измерение температуры на различных участках тела.
Форма занятий: беседа и практическая деятельность учащихся по решению
качественных и количественных задач.
Тема 8
Человек и физические поля окружающего мира (3 часа)
Естественные источники электромагнитного излучения. Взаимодействие
электромагнитных излучений с веществом. Действие излучений различной
частоты на человека.
Виды и свойства радиоактивных излучений. Методы, использующие
ионизирующее излучение радиоактивных изотопных материалов для
биологического действия с лечебной целью (гамма-топограф).
Защита от ионизирующего излучения. Дозиметрические приборы.
Ионизирующее действие космических лучей. Радиационные пояса Земли.
Использование электромагнитных и радиоактивных излучений в медицине
(физические основы современных диагностик).
Творческие задания: сообщения
- «Сотовые телефоны и их влияние на организм человека».
- «Кухня – источник опасностей»
- « Искусственные источники радиации дома»
Тема 9. Биополя и биоизлучение человека. /2 ч./
Виды физических полей тела человека. Их источники и характеристики.
Низкочастотные электрические и магнитные поля. Инфракрасное излучение.
Электромагнитные излучения СВЧ-диапазона. Акустические поля человека .
Инфракрасное тепловое излучение и факторы, подтверждающие его
существование в повседневной жизни, в природе, на производстве.
Практическое использование теплового излучения. Магнитные и
электрические поля вокруг живых организмов. Биоэлектрические
потенциалы в клетках и тканях человека. Физические основы
электрокардиографии. Электрокардиограмма как временные зависимости
напряжения в разных точках поверхности тела человека.
Методы исследования электрической активности мозга.
Электростимуляторы. Достижения электробиологии.
Форма занятий: мини-лекция с последующим обсуждением, сообщения
учащихся.
Тема 11. Обобщающее занятие. /1 ч./
Обобщаем знания, полученные при прохождении данного курса.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН.
№п/п
Тема занятий
1.
Введение.
Количество
часов
1
Из них
Из них теория
практических
1
2.
3.
4
Двигательная активность
жизненно необходима.
Основы гидростатики.
Движение крови по
сосудам. Закон Бернулли
.
Механизм вдоха и
выдоха. Дыхание.
10
5
5
5
2
3
5
2
3
5.
Физиология зрения и
оптика.
6.
Орган слуха.
Акустические явления.
2
1
1
7.
Терморегуляция.
4
1
3
8.
Человек и физические
поля окружающего мира
.
3
3
2
2
1
1
2
2
9.
Биополя и биоизлучение
человека
10.
Обобщающие занятия.
Итого
35
11
24
Календарно - тематическое планирование.
№п/п
Тема занятия
дата
Рассматриваемые вопросы
Форма работы
Виды контроля
1. Введение 1 час
Значение для человека знаний по
беседа
биологии, биофизике,
медицинской и биологической
физике. Место человека в
биосфере
2. Двигательная активность жизненно необходима. 10 ч.
1.
Введение
2
Геометрическое и
физическое подобие.
Анализ подобия в
биологических системах
12.09
3
Биомеханика движений
человека
19.09
4
Практическая работа.
«Измерение быстроты
реакции человека»
Практическая работа.
«Измерение мышечных
усилий человека с
помощью силомера»
Опорно-двигательная
система человека и виды
деформаций.
26.09
5
6
5.09
Рассматривается опорнодвигательная система, скелет
человека и млекопитающих
животных. Строение скелета и
конструкция зданий /Эйфелева
башня/.
Кинематика, динамика и
энергетика движения человека.
Кинематика, динамика и
энергетика движения животных.
Проведение опытов и анализ
результатов
Беседа,
демонстрация
опытов, анализ
3.10
10.10
Устный опрос
Беседа,
сообщения
учащихся
Дополнительный
материал
Парная работа
Практическая
работа
Проведение опытов и работа с
таблицей
Парная работа
Практическая
работа
Скелет человека, рычаги,
механическое напряжение, предел
прочности, запас прочности
Проведение экспериментов
учащихся: а) выяснение, почему
Беседа,
Работа в парах
Самостоятельная
эксперимен.
работа
большинство длинных костей в
организме имеют трубчатое
строение;
б) выяснение работоспособности
человека при статической и
динамической работе мышц,
7
8
9
10
Практическая работа.
«Определение прочности
природных материалов»
Практическая работа.
«Определение прочности
кости»
Практическая работа.
«Влияние физической
активности на скелет
человека»
Значение активного
отдыха для правильного
формирования скелета.
11
Защита творческих
работ.
12
Система органов
кровообращения и
движение жидкости по
трубам
Скорость движения
крови. Практическая
работа «Освоения
процедур измерения
пульса»
Практическая работа
«Освоение процедур
13
14
17.10
Определение прочности дерева,
кирпича, песка
Работа в парах
Практическая
работа
24.10
Решение задачи на расчет
прочности
Работа в парах
Практическая
работа
31.10
Практическая работа «Влияние
физической активности на скелет
человека»
Работа в парах
Практическая
работа
Виды активного отдыха и
Беседа, дополнит.
формирование скелета.
информация уч-ся
Рассмотреть вопрос о высоких
каблуках.
14.11 • Разработать конструкцию
Защита моделей
модели мышцы человека.
мышц, варианты
• Разработать комплекс
упражнений
упражнений на тренировку
равновесия /с физическим
обоснованием каждого
упражнения/.
3. Основы гидродинамики. 5 часов
21.11 Закон Бернулли. Движение крови
Беседа, работа с
происходит благодаря работе
литературой
сердца. О ней часто судят по
пульсу.
28.11 Измерение линейной скорости
Индивидуальная
движения крови в капиллярах
работа
ногтевого ложа. Измерения,
вычисления
7.11
5.12
Знакомство с принципом работы
приборов для измерения давления
Работа в парах
Работы учащихся
Практическая
работа
Практическая
работа
измерения давления»
Первая помощь при
кровотечениях.
Практическая работа
«Ознакомление с
приемами остановки
кровотечения»
Практическая работа
«Влияние физической
нагрузки на кровяное
давление и пульс».
12.12
17
Состав воздуха и роль
его компонентов для
организма.
26.12
18
Значение атмосферного
давления и роль
диффузии в жизни
человека.
16.01
Атмосферное давление, диффузия
и их значение.
работа шприца и пипетки;
•диффузия в жидкостях и газах.
загрязнение атмосферы и
саморегуляция организма.
19
Механизм дыхания и его
объяснение с физической
точки зрения.
Практическая работа
23,01
Рассмотреть вопросы
неблагоприятного воздействия
сухого воздуха на дыхание
человека, а также последствия
15
16
19.12
Виды кровотечений и способы
остановки. Последовательность
действий
Проведение эксперимента,
заполнение таблицы
4. Механизм дыхания. 5 часов
Состав воздуха.
Демонстрационные эксперименты:
•определить, какая часть воздуха
приходится на долю кислорода;
•сравнить содержание углекислого
газа во вдыхаемом и выдыхаемом
воздухе;
Составление
конспекта и
работа в парах
Практическая
работа
Работа в парах,
сам. таблицу
Практическая
работа
Работа с
таблицей,
проведение
опытов,
коллектив.
обсуждение
•Разработать
действующую
модель легкого
человека.
•Разработать
комплекс
оздоровительных
дыхательных
упражнений.
Демонстрация и
обсуждение,
индивид. работа
Индивидуальная
работа
Практическая
работа
20
«Измерить частоту
дыхания.»
Гидростатическое
давление проблемы
дыхания в воде.
21
Практическая работа
«Определить жизненную
емкость легких».
22
Рассмотреть строение
глаза и его оптическую
часть. Недостатки
зрения и их причины.
Загадочный мир света.
23
24
Слуховая система.
Биомеханика слуха..
Звук и его
характеристики.
25
Практическая работа
«Определить шумовое
загрязнение в районе
повышенной влажности
•Обсудить следующие вопросы:
Беседа,
как мы пьем?; в чем заключается
сообщения
горная болезнь Кислородное
докладов
голодание и отравление.
Кессонная болезнь
6.02 Определение объема легких
Работа в парах
человека на площади поверхности
тела
5. Физиология зрения и оптика. 2часа
13.02 Строение глаза, причины
Беседа,
ухудшения зрения, способы
обсуждение
устранения недостатков зрения.
вопросов
Решение задачи
20.02 Рассматриваемые вопросы:
Групповая работа
а) в чем преимущество зрения
с дополнительной
двумя глазами перед зрением
информацией
одним глазом?
б) как объяснить цветное зрение?
в) зрительные иллюзии;
г) мир глазами животных.
6. Орган слуха. Акустические явления. 2 часа
27.02 Вестибулярный аппарат. Порог
Беседа,
слышимости Обсуждение
сообщение
вопросов: а) только ли ушами мы
учащихся.
слышим;
Фронтальная
б) влияние звука на меня; в) звук и работа
шум /влияние шумов на жизнь
человека/.
6.03 По дополнительной литературе
Работа с
изучить уровень шума различного дополнительной
транспорта и подсчитать
литературой,
30.01
Практическая
работа
Решение задачи
Творческие
работы учащихся,
викторина
Практическая
работа
школы»
количество машин, проезжающих
в районе школы
26
Температура человека.
Распределение
температуры по телу
человека.
13.03
27
Влажность воздуха и ее
значение для человека и
других живых
организмов.
20.03
28
Оптимальный воздушнотепловой режим для
жизнедеятельности
человеческого организма
27.03
29
30
31
7. Терморегуляция 4 часа
Реакция человека на низкие и
высокие температуры.
Рассматриваемые вопросы:
1) критические температуры на
различных участках тела
2) диапазон температур в
биосфере
Способы искусственного
изменения абсолютной и
относительной влажности.
проведение
исследования на
улице
Беседа.
Индивид. работа
по измерению
температуры
Работа в парах,
сам. работа с
таблицей
Оптимальная температура для
Беседа, индивид.
организма. Каким образом
работа
происходит теплообмен,
предохраняющий организм от
чрезмерного перегрева,
приводящего к тепловому удару
Использование
3.04 криогенная медицина, разрушения
Беседа индивид.
низкотемпературного
ткани при замораживании и
работа уч-ся
метода.
размораживании
8. Человек и физические поля окружающего мира. 3 часа
Естественные источники
электромагнитного
излучения..
.
Виды и свойства
радиоактивных
10.04
17.04
Взаимодействие
электромагнитных излучений с
веществом. Действие излучений
различной частоты на человека.
Рассмотреть следующие вопросы:
-Сотовые телефоны и их влияние
Практическая
работа
«Измерение
температуры на
различных
участках тела»
Практическая
работа
«Определение
влажности
воздуха»
Сообщения
учащихся
Беседа,
сообщение
учащихся
Работа с
дополнительной
Презентации,
проекты
излучений.
на организм человека».
литературой,
- «Кухня – источник опасностей» ресурсами
- « Искусственные источники
интернета
радиации дома»
24.04 Методы, использующие
Сообщения
ионизирующее излучение
учащихся,
радиоактивных изотопных
обсуждение
материалов для биологического
действия с лечебной целью
(гамма-топограф).
Защита от ионизирующего
излучения. Дозиметрические
приборы, физические основы
современных диагностик.
9. Биополя и биоизлучение человека. 2 часа
32
Использование
электромагнитных и
радиоактивных
излучений в медицине
33
Виды физических полей
тела человека. Их
источники и
характеристики.
15.05
34
Биоэлектрические
потенциалы в клетках и
тканях человека.
Физические основы
электрокардиографии.
22.05
Низкочастотные электрические и
магнитные поля. Инфракрасное
излучение. Электромагнитные
излучения СВЧ-диапазона.
Акустические поля человека .
Инфракрасное тепловое излучение
и факторы, подтверждающие его
существование в повседневной
жизни, в природе, на
производстве. Практическое
использование теплового
излучения
Электрокардиограмма как
временные зависимости
напряжения в разных точках
поверхности тела человека.
Методы исследования
Беседа,
Сообщения
учащихся,
обсуждение
Сообщения
учащихся,
обсуждение
Творческие
работы
электрической активности мозга.
Электростимуляторы.
Достижения электробиологии
10. Обобщающее занятие. 1час
35
Итоговое занятие
29.05
Подведение итогов изученного,
представление моделей и проектов
Индивидуал.
работа
Тестирование,
творческие
работы
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8
9.
А.П. Рыженков «Физика. Человек. Окружающая среда». Книга для учащихся 7 класса. М.: Просвещение,1991 год.
Л.В. Тарасов «Физика в природе». М.: Просвещение, 1988 год.
«Книга для чтения по физике». Учебное пособие для учащихся 7-8 классов. Составитель И.Г. Кириллова. М.: Просвещение, 1986 год.
Серия «Что есть что». Слово, 2004 год.
С.Ф. Покровский «Наблюдай и исследуй сам».
Гальперштейн Л., Здравствуй, физика! — М.: Детская литература, 1973
Зайцева Н. Ф., «Увлекательная физика».
Зверев И. Д. «Оптика».
Занимательные опыты. Свет и звук. М.Ди Специо. Москва, АСТ,2005 г.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УЧИТЕЛЯ.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Ф. Потури «Растения – гениальные инженеры природы». М.: Прогресс, 1979 год.
Ю.И. Дик, И.К. Турышева «Межпредметные связи курса физики в средней школе». М.: Просвещение,1987 год.
А.С. Енохович «Справочник по физике». М.: Просвещение, 1978 год.
Г.Р. Иваницкий «Мир глазами биофизика». М.: Педагогика, 1985 год.
В.Р. Ильченко «Перекрестки физики, химии, биологии». М.: Просвещение,1986 год.
журнал «Физика в школе».
Ланина И. Я. «Не уроком единым».
Внеурочная работа по физике. Под ред. О.Ф. Кабардина, Москва, «Просвещение», 1983 г.
Формирование познавательных интересов учащихся. И.Я Ланина. Москва, «Просвещение», 1987 г.