В процессе интеллектуальной игры студенты раскрывают секреты теплорегуляции человеческого организма. Задания разного уровня сложности требуют от игроков применение знаний по физике и биологии в нестандартных условиях. Данный материал может быть использован как на уроках, так и при проведении внеклассных мероприятий.Интеллектуальная игра "Счастливый случай" (1 курс, физика, биология)
Интеллектуальная игра «Счастливый случай».
Цели:
активизация познавательной деятельности студентов;
привитие интереса к физике и биологии, углубление и расширение знаний;
развитие коммуникативных способностей студентов.
Задачи:
дать студентам возможность реализовать интеллектуальные способности;
обеспечить условия для установления хороших взаимоотношений;
способствовать развитию умения принимать коллективное решение.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, песочные часы, бочонок с фишками.
Ход мероприятия.
Человек является частью природы и постоянно взаимодействует с ней. Природа – это среда
обитания человека. Биологические возможности приспособления человека к различным
условиям внешней среды велики. Нормальное существование организма возможно лишь
благодаря поддержанию им постоянства внутренней среды. Сегодня мы с вами постараемся
раскрыть секреты теплорегуляции человеческого организма, приняв участие в игре
«Счастливый случай». Для этого учебная группа делится на две команды, выбираются
капитаны. Командам – участницам сообщаются правила ведения игры.
1 гейм: «Разминка»
Одна из команд отвечает на чётные вопросы, а другая – на нечётные (по жребию). На
обсуждение вопроса наложен регламент – 10 секунд. За каждый верный ответ команда
получает 1 балл. Если ответ неверный, то даётся возможность ответить другой команде. За
правильный ответ – 1 балл. Оценивать правильность ответов будет компетентное жюри
(представление жюри).
Вопросы:
1.Назовите процесс передачи энергии, происходящий без совершения работы. (Теплообмен
или теплопередача)
2.Какая физическая величина является мерой энергии, полученной или отданной телом в
процессе теплообмена? (Количество теплоты)
3.Перечислите виды теплопередачи. (Теплопроводность, конвекция, излучение)
4.Назовите вид теплопередачи, при котором перенос энергии осуществляется струями
жидкости или газа. (Конвекция)
5.Как называется явление перехода жидкости в пар? (Парообразование)
6.Как называется процесс парообразования, проходящий с открытой поверхности жидкости?
(Испарение)
7.Перечислите факторы, влияющие на интенсивность испарения.
(Температура, площадь поверхности и род жидкости, влажность воздуха, воздушные
потоки)
8.Как называются химические реакции, протекающие с выделением энергии?
(Экзотермические реакции)
9.Перечислите органы, участвующие в образовании тепла. (Печень, мышцы)
10.Перечислите органы, участвующие в теплоотдаче. (Кровеносные сосуды, кожа, лёгкие)2 гейм: «Ты – мне, я – тебе»
За две недели до игры командам предлагается сформулировать для соперников интересные
вопросы по теме «Теплорегуляция». Команды по очереди отвечают на вопросы. На
обсуждение вопроса наложен регламент – 2 минуты. За полный и верный ответ – 5 баллов.
Вопросы 1 команды:
1.В 1646 году, чтобы позабавить знатных гостей, миланский герцог Моно повелел выкрасить
тело мальчика, олицетворяющего собой «золотой век» на праздничном шествии, золотой
краской. После представления про мальчика забыли, а утром его нашли мёртвым. Почему он
умер? (Краска, покрывающая тело ребёнка, нарушила функцию кожи – поддержание
постоянной температуры и дыхание).
2.Как объяснить, почему температура воздуха под головой человека на 1 – 1.50 С выше
температуры окружающего воздуха? ( В процессе естественной конвекции тепло
поднимается потоком тёплого воздуха, нагреваемым кожей)
Вопросы 2 команды:
1.Температура тела человека в норме составляет 36.60 С. Это практически всегда выше
температуры окружающей среды. При теплообмене более нагретые тела отдают энергию
менее нагретым телам, так что в результате их температура должна понижаться. Но
температура нашего тела постоянна. Чем объяснить данное явление? ( В клетках организма
идёт экзотермическая реакция С2 + 2О2 = 2СО2 + Q. Кроме того, температура тела
сохраняется благодаря интенсивной выработке тепла за счёт обменных процессов)
2.Почему на морозе кожа вначале краснеет, потом бледнеет и даже синеет? (Происходит
рефлекторное сужение и расширение кровеносных сосудов).
3 гейм: «Заморочки из бочки»
Команды по очереди достают из бочонка фишки с номерами заданий. Предложенные ситуации
требуют от игроков применения знаний по физике и биологии в новых условиях.
На обсуждение вопроса наложен регламент 1 минута. За полный и верный ответ 2 балла.
Задания:
1.Человек, пребывающий долгое время при низкой температуре, вынужден активно двигаться.
Почему? (В результате работы мышц тело человека нагревается, т.к. выделяется
большое количество тепла изза ускорения обменных процессов)
2.Если температура в комнате 200 С, мы чувствуем себя комфортно. Но входя в воду той же
самой температуры, мы ощущаем довольно сильный холод. Почему? (Воздух – это
теплоизолятор. Он слабо проводит тепло. Вода обладает большой теплоёмкостью, к
тому же она более хороший проводник тепла. В воде нам холодно потому что она
быстро отводит тепло от тела)
3.Чем объяснить, что посещение финской бани, где температура выше 1000С, безопасно для
здоровья человека, а попадание в воду той же самой температуры – смертельно? (В сауне
открываются поры потовых желез, на коже выступает пот, который быстро
испаряется. Испарение охлаждает тело настолько, чтобы выдержать при такойтемпературе 20 – 30 минут. Без этого охлаждающего эффекта, испарения, человек не
мог бы перенести столь высокую температуру).
4.Почему в южных широтах местные жители во время сильной жары носят шапки – папахи и
ватные халаты? (Одежда является средством теплового сопротивления. Между
волокнами ткани и особенно ваты присутствуют мельчайшие объёмы воздуха, который
является плохим проводником тепла. Воздух защищает тело от перегрева).
5.Почему в жаркую погоду у человека усиливается чувство жажды? (Когда температура
среды выше температуры тела, теплоотдача осуществляется только путём испарения.
Человек вынужден потреблять много жидкости для поддержания водного баланса).
6.Что будет лучшей грелкой – мешочек с песком или бутылка с водой (при одинаковой массе
и температуре). (Бутылка с водой, т. к. теплоёмкость воды больше теплоёмкости песка.
Водная грелка будет охлаждаться дольше)
7.Верно ли выражение «шуба греет»? (Нет. Меховые шубы – пористые тела. между
волосками меха содержится воздух. Теплопроводность воздуха мала. Он защищает тело
от охлаждения. Шуба не греет, а сохраняет тепло)
8.Может ли нам казаться теплее в сырую погоду, чем в сухую, при той же температуре
воздуха? (В сырой и пасмурный день испарение уменьшается, т.к. влажность большая. В
результате охлаждающий эффект от испарения пота не такой сильный. Телу
становится теплее, потому что оно теряет меньше тепла за счёт испарения).
4 гейм: «Гонка за лидером»
Команды получают карточкизадания. Необходимо решить расчётную задачу и устно
ответить на 2 вопроса. На выполнение задания наложен регламент – 5 минут. За выполнение
задания в полном объёме 5 баллов.
Задание для 1 команды:
1.Какое количество теплоты затрачивается на испарение 12 кг пота, которые организм
человека выделяет за сутки тяжёлой физической работы, если удельная теплота
парообразования равна 2,4 х106 Дж/кг? ( Ответ: 2,88 х 107Дж )
2.Почему больному с высокой температурой рекомендуется обтирание спиртовым
раствором? (При испарении спирта с поверхности кожи она охлаждается).
3.Как объяснить термин «кровь кипит»? (Кровь «вскипает» при быстром подъёме человека
из воды с больших глубин. Азот воздуха при погружении человека на большую глубину
интенсивно растворяется в крови. При быстром подъёме на поверхность пузырьки азота
выделяются из крови, она начинает «кипеть»).
Задание для 2 команды:
1.Какое количество теплоты выделяет человеческий организм за сутки, если этого тепла
достаточно, чтобы довести до кипения 33л ледяной воды? Удельная теплоёмкость воды 4200
Дж/ (кг х С ). (Ответ: 1,39 х 107 Дж )
2.Почему люди, одетые в прорезиненную одежду, с трудом переносят жару? (Происходит
перегрев организма изза отсутствия испарения пота).
3.Почему человек при подъёме в горы испытывает недостаток кислорода, хотя процентное
его содержание в воздухе остаётся практически неизменным? (По мере подъёма на высоту
давление каждого газа, входящего в состав воздуха, в том числе и кислорода,
уменьшается. Низкое давление кислорода препятствует его поступлению в организм
человека. В результате этого начинается сильное кислородное голодание, появляется
головокружение и учащённое дыхание).Сегодня мы с вами ещё раз убедились в том, что для нормального существования организма
человека необходимо поддерживать постоянство внутренней среды, и одним из механизмов
является теплорегуляция.
Подведение итогов.
Слово жюри. Награждение победителей.
Список литературы:
1.Богданов К.Ю. Физика в гостях у биолога. – М.: Наука, ФМЛ,1986.
2.Ильченко В.Р. Перекрёстки физики, химии, биологии. – М.: Просвещение, 1986.
3.Перельман Я.И. Занимательная физика. В двух книгах. – Д.:ВАП, 1994..