Проектная игра "На стыке естественных наук"

Проектная игра по теме: «На стыке естественных наук» проводится для обучающихся 11 класса.

Цели игры: осознание важности леса для жизни на нашей планете.

Задачи игры: 1. Способствовать активизации гражданской позиции обучающихся в

решении важной экологической проблемы – защите леса, его флоры и

фауны.

2. Познакомить с экологическими проблемами в нашей республике.

3. Сформировать умение применять знания по биологии и физике для

объяснения явлений природы.

Методы проведения: беседа с применением ИКТ, групповая работа.

ТСО, наглядность: компьютер, мультимедиапроектор, презентация в программе Power Point.

Ход игры.

1. Вступление.

Слайд №1. Сегодня мы проводим проектную игру по теме: «Прогулка по лесу». Мы предлагаем вам совершить виртуальный поход в лес, в ходе которого вы сможете показать свои физические и экологические познания, разработать стратегию защиты леса. Во время похода вам будут задаваться вопросы, на которые вы должны дать ответы.

2. Лес в нашей жизни. (Общие сведения о лесе.)

1. Сообщение сотрудника НП «Нижняя Кама» о лесных массивах.

2.Леса оказывают заметное влияние на погоду, климат и процессы, происходящие на земной поверхности и на некоторой глубине под нею. Лес непосредственно участвует в круговороте воды в природе.

Благодаря солнечной энергии лес может осуществлять процесс фотосинтеза, способствующего выделению кислорода, необходимого для животного и растительного мира. Благодаря огромной массе леса значение процессов фотосинтеза и дыхания лесов имеет огромное влияние на газовый состав атмосферы Земли.

Лес служит средой обитания для многих животных. Животные же часто играют в лесу санитарную роль

Лес имеет огромное значение для жизнедеятельности человека. Жизнедеятельность человека, в свою очередь, влияет на лес. В старину на Руси говорили: «Рядом с лесом жить - голодному не быть. Лес - богаче царя. Лес не только волка, но и мужика досыта кормит».

Лес имеет неоценимое значение для здоровья человека. Леса активно преобразовывают атмосферные загрязнения, особенно газообразные. Наибольшей окисляющей способностью обладают хвойные деревья (сосна, ель, можжевельник), а также некоторые сорта лип, берёз. Лес активно поглощает промышленные загрязнения, в частности пыль, углеводороды.

Лес, особенно хвойный, выделяет фитонциды - летучие вещества, обладающие бактерицидными свойствами. Фитонциды убивают болезнетворные микробы. В определённых дозах они благотворно влияют на нервную систему.

3. Физика леса. (Основная часть.)

(Учитель.) Лес живет по своим законам, но в основе их лежат законы физики, ведь физика – это одна из основных наук о природе, она помогает добраться до сути явлений природы, объяснить их. Давайте же «войдём» в лес, полюбуемся на его красоту и поищем объяснение увиденного с помощью физики, её законов. В лесу вас встретят многочисленные «почему?». Попробуйте ответить на них, применяя знания по физике.

1) Почему в лесу в туман хорошо видны лучи солнца, пробивающиеся сквозь листву деревьев, а в ясную погоду их не видно? (Благодаря рассеиванию света на мельчайших капельках воды, из которых состоит туман.)

2) Почему, не смотря на то, что в лесу бывает тихо, ни малейшего дуновения ветерка, мы ощущаем запахи трав и цветов? (Происходит диффузия; молекулы пахучих веществ перемещаются в воздухе.)

3) Туристы прошли ранним утром по траве на поляне, за ними остался тёмный след. Почему?

(На траве была роса. Капельки росы, отражая свет, светились. Пройдя по траве, туристы сбили росу, поэтому их след выглядел тёмным.)

4) А как образуются роса и туман?

(Роса и туман возникают при понижении температуры. Это связано с уменьшением скорости движения молекул воды, находящихся в воздухе в виде водяного пара, и усиления вследствие этого их взаимного притяжения. Капельки воды, содержащиеся в воздухе, образуют туман, а осаждающиеся на траве, листьях растений - образуют росу.)

5) Почему после жаркого дня роса бывает обильной?

(Чем выше температура воздуха, тем интенсивнее процесс испарения и обильнее роса.)

6) Почему не рекомендуется поливать растения в солнечный день? Какой вред могут причинить листьям растений попавшие на них капли воды?

(Капли воды, как маленькие линзочки, фокусирует лучи солнца, и листья растений получают ожоги.)

Перед росистым вечером цветки некоторых растений складывают лепестки или кроющие листья, образуя над пыльниками и пестиком замкнутый свод. Таким способом защищают свою пыльцу закрывающиеся на ночь цветки пиона, шафрана, одуванчика, кувшинок и др.

7) Что вы можете сказать о форме капелек росы в зависимости от их размера?

(Чем меньше размер капелек, тем ближе их форма к сферической. Здесь большую роль играет притяжение молекул друг к другу. Чем больше размер капельки, тем большую роль начинает играть сила тяжести, которая её сплющивает.)

8) Форма капелек зависит также и от того, на какой поверхности они находятся. С каким явлением это связано?

(Форма капелек на разных поверхностях разная из-за явления смачивания.)

9) Посмотрите, какая форма у капелек росы на паутинке? Смачивает ли вода паутину?

(На паутинке капельки имеют сферическую форму, вода не смачивает паутинку, притяжение молекул воды друг к другу больше, чем притяжение их к паутинке.)

Я ходил посмотреть на росу,
На гирлянды цветной паутины,
Ветка держит ее на весу,
Будто шлейф молодой синьорины.

10) А что вы можете сказать об этой мухе?

(По-видимому, к мухе прилипли капельки цветочного нектара. Они имеют ярко выраженную сферическую форму, следовательно, поверхность мухи не смачивается нектаром.)

11) А для кого в живой природе смачивание играет очень важную роль?

Да, конечно, перья водоплавающих птиц не смачиваются водой и всегда остаются сухими.

12) А вот, посмотрите, на воду упал с дерева листик. Он лежит на её поверхности, а вода под ним прогнулась как пленка. Благодаря чему листик держится на воде? (Благодаря поверхностному натяжению.)

По этой же причине по поверхности воды легко перемещаются водомерки.

13) В лесу огромное количество насекомых. Воздух наполнен их звуками: жужжание пчелы и шмеля, писк комара. А как возникают эти звуки?

(Эти звуки создаются колебаниями крыльев насекомых.)

14) Кто в полете быстрее машет крылышками: муха, шмель или комар? Как вы это определили?

(Комар, т.к. он издает высокий звук, а звук тем выше, чем больше частота колебаний.)

15) А чем вы объясните расцветку стрекозы? Посмотрите, какая она радужная, переливающаяся на солнце!

(Явлением интерференции солнечного света на тонкой пленке, покрывающей стрекозу.)

16) В лесу так много ярких красок!

Ветер золотые листья
Как ковер кладёт на землю,
Осень же своею кистью,
Будит краски, пусть не дремлют!

Почему мы видим окружающие нас предметы по-разному окрашенными?

(Каждый предмет отражает определенные лучи – составные части белого света.

Так, предмет будет казаться красным, если он отражает красные лучи, а остальные поглощает).

17) Что-то солнышко скрылось, небо стало затягивать тучами. Барометра у вас с собой нет. А можно ли без него узнать, будет ли дождь?

(Да, с помощью цветов-барометров)

Некоторые цветы могут выступать в качестве своеобразных живых барометров, так как очень чувствительны к колебаниям влажности и тепла в атмосфере. К примеру, цветы одуванчика, льна и осота в сырую и пасмурную погоду остаются закрытыми.

Перед дождём поникают венчики мальвы, ноготков и лютиков.

Цветки жёлтой акации, жимолости и сон-травы начинают выделять нектара больше, чем обычно, и тем самым привлекают рои насекомых, которые являются вестниками ненастья, по их жужжанию можно догадаться о приближении дождя.

18) Вот уже слышны раскаты грома – быть грозе!

А что происходит раньше: удар грома или вспышка молнии? (Вспышка молнии). Почему? (Гром представляет собой звуковые волны, возникающие вследствие вспышки молнии.)

Опасна ли молния для леса?

(Молния – гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, сопровождающийся яркой вспышкой света и громом. Наибольшую опасность для леса представляет разряд между облаками и земной поверхностью. Температура может превышать 25 000 °С. В финальной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунды, достигая сотен и тысяч ампер. Такие молнии называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары.)

19) А как ведется борьба с пожаром в лесу?

(В целях обеспечения пожарной безопасности осуществляются: противопожарное обустройство лесов, в том числе строительство, реконструкция и содержание дорог противопожарного назначения, посадочных площадок для самолётов, вертолётов, используемых в целях проведения авиационных работ по охране и защите лесов, прокладка просек, противопожарных разрывов.)

20) Пока мы с вами выясняли физическую природу грозы и боролись с пожаром, появилось солнышко, и омытый дождем лес вновь засиял своими красками, наполнился шумом: полет шмеля, щебет птиц, шелест листвы, создают неповторимую музыку леса.

И постепенно превращалось в пенье шуршанье трав и тишины.

Природа пела. Лес, подняв лицо, пел вместе с лугом...

Н.А.Заболоцкий

21) Мы вышли из леса и увидели ... радугу! Это красивое явление стали изучать уже в глубокой древности. А вы знаете, что такое радуга?

(Это спектр солнечного света, образованный разложением белого света в каплях дождя, как в призмах. Из дождевых капель под разными углами преломления выходят широкие разноцветные пучки света.)

Наблюдатель, находясь вне зоны дождя, видит радугу на фоне облаков, освещаемых солнцем, на расстоянии 1-2 км. В это время солнце стоит невысоко над горизонтом за спиной наблюдателя, а центр радуги – над горизонтом. Верхняя полоса у радуги – красная и находится не выше 42⁰ над горизонтом. Нижняя полоса – фиолетовая, а между ними - все остальные цвета.

Радугу в природе можно еще наблюдать и в брызгах водопада, и на росе, покрывающей траву.

4. На привале. (Задания группам.)

Пришла пора совершить привал. Кто чем будет заниматься во время привала, решит жеребьёвка. Капитаны групп получают задания. Время подготовки – 15 мин.

Задание №1

Вам поручено «разжечь» костёр.

Ответьте на вопросы, используя знания по физике. (Устно).

1. Почему вы не обжигаете пальцы, когда держите горящую спичку?

2. Почему при разжигании костра используют тонкие сухие ветки, а не толстые поленья?

3. Как, не имея спичек, развести огонь в костре?

4. Отгадайте загадку.

Из темницы сто сестёр

Выпускают на простор.

Осторожно их берут,

Головой о стенку трут.

Чиркнут ловко раз и два –

Загорится голова.

Что это такое? Какое физическое явление здесь используется?

5. Разработайте свою стратегию защиты леса по теме: «Охрана леса от пожаров»

и оформите её в виде коллажа.

Задание №2

Вам поручено «приготовить» на костре обед.

Ответьте на вопросы, используя знания по физике. (Устно).

1. В каком котелке – узком или широком одинакового объема - быстрее закипит вода? Почему?

2. В каком котелке – светлом или чёрном – чай дольше не остынет. Почему?

3. На что больше расходуется энергии: на нагревание алюминиевого котелка, или такой же массы воды?

4. Отгадайте загадку.

Сел на жар,

Из носа – пар.

Что это? Как с физической точки зрения объяснить процесс образования пара?

5. Разработайте свою стратегию защиты леса по теме: «Восстановление лесов» и оформите её в виде коллажа.

Задание №3

Вам поручено «помыть» посуду после обеда.

Ответьте на вопросы, используя знания по физике. (Устно).

1. Маленький котелок с металлическими ложками плавает в ведре с водой. Ложки переложили из котелка в ведро. Изменится ли уровень воды в ведре? Почему?

2. Чтобы быстро и хорошо очистить котелок от жирного внутреннего нагара можно использовать речной песок. Что с ним нужно делать и как объяснить процесс чистки с точки зрения физики?

3. Вы зачерпнули котелком воды из родника. Стенки котелка сразу запотели. Почему?

4. Отгадайте загадку.

Маленький черпачок,

Миленький всем дружок.

Три раза в день берут,

Потом на место кладут.

Какой «черпачок» вы предпочитаете – металлический или деревянный? Почему?

5. Разработайте свою стратегию защиты леса по теме: «Охрана леса от загрязнения»

и оформите её в виде коллажа.

Задание №4

Вам поручено «затушить» костёр.

Ответьте на вопросы, используя знания по физике. (Устно).

1. Почему вода гасит огонь костра?

2. Почему разбросанные угли костра гаснут скоро, а собранные в кучку, долго сохраняются в раскаленном виде?

3. Если присмотреться к дыму от костра, то можно заметить, что иногда он кажется голубым, иногда серым. Почему?

4. Отгадайте загадку.

Что от костра не видно, но всем нужно?

Это относится к разряду вещества или энергии?

5. Разработайте свою стратегию защиты леса по теме: «Охрана флоры и фауны леса» и оформите её в виде коллажа.

Ответы на вопросы заданий

Задание №1

1. Из-за плохой теплопроводности древесины спичка может сгореть до конца, а пальцев мы не обожжём.

2. Тонкие ветки имеют большую, чем поленья площадь поверхности, соприкасающуюся с воздухом, а значит, одновременно освободится большее количество углерода, который соединится с кислородом воздуха, и выделится большее количество теплоты.

3. Для разжигания костра можно воспользоваться выпуклой линзой и с её помощью сфокусировать солнечные лучи на костёр. Линзу можно взять от бинокля, телескопа, использовать объектив фотоаппарата. Зимой можно вырезать линзу изо льда. Сфокусировать лучи может и оставленная в лесу стеклянная посуда, что важно знать, чтобы не вызвать пожар.

4. Спички. Здесь используется явление изменения внутренней энергии за счет работы силы трения.

Задание №2

1. В широком котелке вода закипит быстрее, так как процесс кипения происходит, когда пузырьки воздуха, наполненные водяным паром, лопаются на поверхности воды. В широком котелке это произойдет быстрее из-за меньшего столба воды.

2. В светлом котелке чай дольше не остынет, т.к. меньше потерь тепла на излучение.

3. Больше энергии потребуется для нагревания воды, так как её удельная теплоёмкость больше, чем у алюминия.

4. Чайник. При кипении идет интенсивный процесс испарения. При соприкосновении пара с холодным воздухом образуется туман, который мы и видим.

Задание №3

1. Объём воды уменьшится, т.к. первоначально плавающий котелок с ложками вытеснял больший объем воды, чем вытесняет пустой котелок (из-за уменьшившегося веса) и ложки в отдельности (так как они тонут, их вес больше выталкивающей силы).

2. Песком нужно потереть поверхность котелка. Жирный внутренний нагар помогает удалить сила трения. Песчинки проникают внутрь слоя жира, смешиваются с ним, соприкасающиеся поверхности становятся шероховатыми и жир легче удаляется.

3. Вода в роднике более холодная, чем окружающий воздух. Водяной пар, содержащийся в воздухе, при соприкосновении с холодными стенками котелка, конденсируется на стенках котелка.

4. Ложка. Для того, что бы не обжечь губы лучше пользоваться деревянной ложкой.

Задание №4

1. Вода – негорючее вещество. Смачивая поверхность углей (дров) вода препятствует доступу воздуха, дающего кислород, необходимый для горения.

2. У разбросанных углей костра больше свободная площадь поверхности, а значит, они быстрее отдадут свою энергию и погаснут.

3. Цвет дыма зависит от рода сгорающего топлива. Так как цвет возникает при отражении световых лучей от поверхности частиц, входящих в состав дыма.

4. Тепло. Вид энергии.

5. Заключение:

Вот какая наша Земля из космоса. Земля – находится на таком расстоянии от Солнца, что дало ей достаточно света и тепла для возникновения и развития жизни.

Какая еще планета может сравниться по красоте с нашей?

Где ещё найти такое богатство красок и разнообразие жизни?

Земля у нас только одна. Этот прекрасный корабль имеет всё необходимое для бесконечно долгого путешествия на нём. Механизм жизни необычайно прочен, но не беспредельно! В случае поломки его, пересесть нам будет не на что! Так давайте же беречь нашу прекрасную планету. Беречь нашу родную землю и в частности её леса. Давайте делать то, что нам по силам.

6. Сообщение сотрудника НП «Нижняя Кама» об охране леса в нашем районе.

7. А теперь посмотрим, какая у нас получилось стратегия защиты леса.

Стратегия защиты леса (предполагаемый вариант).

Будем помнить о том что: лес – наше достояние! Лес – «легкие» нашей планеты! Городские леса – «легкие» нашего города!

Проведем во всех классах беседы о лесе.

Взамен каждого погибшего дерева посадим два новых!

Отдыхая в лесу, каждый из нас обязуется не мусорить и требовать этого от других.

Не позволим разорять птичьи гнёзда!

Грибы будем срезать только ножом, чтобы не повредить грибницу.

Букеты из лесных цветов составлять не будем. Редкие цветы «унесём» в фотоаппарате!

Если придется разводить в лесу огонь, примем все меры для предупреждения лесного пожара:

• место для костра выберем в стороне от хвойных, и особенно высохших деревьев;

• тщательно очистим пространство на метр-полтора вокруг от сухой травы, мха и кустарника;

• не будем разводить костер в ветреную погоду и оставлять его без присмотра;

• будем следить за тем, чтобы никто не бросал в лесу горящие спички, окурки;

• не будем оставлять в лесу самовозгораемый материал: тряпку и ветошь, пропитанные маслом, бензином;

• будем помнить о том, что стеклянная посуда в солнечную погоду может сфокусировать солнечные лучи и воспламенить сухую растительность;

• уходя с места стоянки, тлеющие угли тщательно загасим, залив их водой или забросав землей.

Наша игра подошла к концу. Мы хотим поблагодарить всех вас за активное участие в проектной игре и выразить уверенность в том, что всё то, что запланировано вами сегодня, вы воплотите в жизнь, и каждый из вас внесёт свой вклад в благородное дело – сохранение леса! А может быть, кто-то этому посвятит свою жизнь!