Интегрированный урок физики, химии, биологии и литературы Свеча в науке и искусстве. 9-й класс

Цели урока (для учащихся):

Знать:

  • О роли свечи в открытии законов природы.
  • О языковых средствах, используемых в стихотворении Б. Ахмадулиной «Свеча».

Уметь:

  • Объяснять наблюдаемые физические, химические и биологические явления.
  • Находить в тексте языковые средства. (Слайд 4)

Цели урока для коллег:

  • Формировать у учащихся целостную картину мира.
  • Показать взаимосвязь между предметами естественно-научного и гуманитарного циклов.
  • Использовать интернет-ресурсы и мультимедийные средства при подготовке и проведении урока.
  • Использование различных компонентов учебной деятельности для повышения мотивации обучения.

Оснащение: мультимедийная техника, свечи, химические реактивы и оборудование.

Ход урока

«Явления, наблюдаемые при горении свечи, таковы, что нет ни одного закона природы, который при этом не был бы, так или иначе, затронут».
М.
Фарадей «История свечи» (Слайд 3)

Свеча является для человека не только источником света и тепла, а также источником знаний, творческих поисков и вдохновений. Наш урок – исследование посвящен анализу явлений, происходящих при горении свечи, и ее роли в искусстве.

В начале урока вспоминаем всё, что уже знаем о свече. Учащимся выдается лист самооценки, где они заполняют первую графу «Я знаю» в течение 3 минут. (Приложение 1)

Ученик делает заранее подготовленное сообщение о происхождении и истории свечи «Кто бы мог подумать, что у маленькой свечи есть своя судьба и своя история». (Слайд 5)

Перед выполнением практической части урока проводим инструктаж по технике безопасности. (Приложение 2)

Свеча глазами физика.

Рассматриваем процесс горения свечи, отмечаем происходящие при этом явления, анализируем и объясняем их с точки зрения физики.

1. Наблюдаем плавление и отвердевание парафина.

Вопросы к классу:

  • В чем заключаются явления плавления и отвердевания?
  • Какова особенность плавления парафина в отличие от плавления кристаллических тел?
  • Приведите примеры аморфных и кристаллических тел (соль, металлы, лед, парафин, смола, стекло и т.д.).

2. Анализируем капиллярные явления.

Вопросы к классу:

  • Почему расплавленный парафин поднимается вверх по фитилю, таким образом, поддерживая горение? Как называется это явление? (Капиллярное).
  • Объяснить капиллярные явления с точки зрения молекулярного взаимодействия.
  • Привести примеры капиллярных явлений в природе. (Подъем воды по стеблям растений).

3. Испарение парафина.

Поднявшись по фитилю жидкий парафин, превращается в горючий легковоспламеняющийся газ.

Вопрос: Как называется явление превращения жидкости в газ?

Проводим опыт под названием «Без контакта», который подтверждает появление горючего газа при испарении парафина. Наблюдаем дым, который образуется после задувания свечи – это легковоспламеняющийся газ. На расстоянии около 4 см от фитиля можно зажечь свечу по этому “огневоду”. Экспериментально подтверждаем это. Подобный опыт на своих лекциях демонстрировал Фарадей.

4. Обсуждаем виды и превращение энергии при горении свечи. (Слайд 6).

Вопросы к классу:

  • Какие виды энергии можно наблюдать при горении свечи?
  • Какие превращения энергии происходят при этом?

Экспериментальные задания классу:

  • Проведите ладонь вокруг пламени. Где ощущается больше всего тепла?
  • Почему над пламенем теплее всего? Каким способом теплопередачи передается тепло вертикально вверх? (Конвекция).
  • Расположите термометр сбоку от пламени. Наблюдаем незначительное повышение температуры. Каким способом передается тепло в этом случае? (Излучение).
  • Как называется третий способ теплопередачи (теплопроводность) и почему воздух обладает низкой теплопроводностью? (Атомы и молекулы в газах расположены на большом расстоянии друг от друга, поэтому взаимодействие их слабое).

(Слайд 7).

После обсуждения наблюдаемых физических явлений демонстрируем несколько опытов со свечой.

Опыт 1. ”Удивительный подсвечник”.

Свечу утяжелили гвоздем и погрузили в стакан с водой так, чтобы она чуть выступала из воды.

  • Что произойдет со свечой? Догорит она до конца, всплывая, или погаснет, как только фитиль коснется воды?                                                       
  • Какие силы действуют на свечу? (сила тяжести, архимедова сила). Изобразить их на рисунке. Наблюдая за опытом, убеждаемся, что стакан с водой является отличным подсвечником, т.к. при горении свечи ее масса уменьшается, значит, уменьшается сила тяжести, и она всплывает, продолжая гореть.

Опыт 2. “Исчезающий воздух”.

Помещаем свечу в тарелку с водой, зажигаем ее и накрываем стаканом. Видим, что свеча гаснет, а вода поднимается в стакан. Объясняем этот опыт: при горении свечи объем газа в стакане и давление в нем уменьшаются, поэтому под действием атмосферного давления вода втягивается в стакан.

Опыт 3. ”Парафиновый мотор “ или “ Танец свечи”.

Располагаем свечу в равновесии, как показано на рисунке. Зажигаем ее с двух сторон. Свеча начинает раскачиваться по мере поочередного падения капель расплавленного парафина. Объясняется раскачивание изменением силы тяжести, действующей на оба конца свечи из-за изменения их массы.

Свеча глазами химика.

Еще раз внимательно рассматриваем процесс горения свечи, отмечаем происходящие при этом изменения, анализируем и объясняем их с точки зрения химии.

Учащиеся выполняют лабораторные опыты.

Обращаем внимание на соблюдение правил техники безопасности. У учащихся на столах инструкции по проведению опытов. (Приложение 2).

Наблюдения за горящей свечой.

Опыт 1. Физические явления при горении свечи.

Зажгите свечу. Внимательно наблюдайте, как начинает таять парафин около фитиля, образуя, круглю лужицу. Погасите свечу. Парафин – органическое вещество с молекулярной формулой С17Н36.

  • Плавление парафина это физический или химический процесс?
  • Парафин это легкоплавкое или тугоплавкое вещество?
  • Определяем качественный и количественный состав парафина, находим массовую долю углерода и водорода. Решение задачи в тетради. Проводим взаимопроверку. (Слайд 8).

Задача.

Определить массовую долю углерода и водорода в парафине. Его молекулярная формула С17Н36.

Решение:

Дано: С17Н36
_______________
Найти:
ω (C) = ?
ω (H) = ?
Решение:

где:

ω – массовая доля химического элемента;
n – число атомов химического элемента;
Ar – относительная атомная масса химического элемента;
Mr – относительная молекулярная масса.

Mr(С17Н36) = 12 * 17 + 1*36 = 240

Ответ: ω (C) = 85% ω (H) = 15%

Опыт 2. Изучение строения пламени свечи.

Зажгите свечу. При внимательном рассмотрении пламени можно различить три зоны. (Слайд 9). Нижняя его часть состоит из паров парафина и воздуха – зона (а). В этой части пламени температура невысокая. Средняя часть пламени самая яркая – зона (б). Здесь происходит разложение углеводородов, из которых состоит свеча. Частицы углерода сильно накаляются и изучают свет.

Внешняя часть пламени – зона (в) самая горячая. Здесь происходит полное сгорание газов с образованием оксида углерода (IV) СО2 и воды. Пламя – светящееся.

Закрепите в держателе лучинку, внесите ее в нижнюю часть пламени и быстро удалите ее. Почему лучинка обгорела только по краям, а в центре осталась не опаленной?

Закрепите в держателе предметное стекло, внесите его в среднюю часть пламени, подержите несколько секунд и удалите его. Что наблюдаете? Откуда появилась сажа?

Горение свечи это процесс физический или химический?

Назовите признаки химической реакции, наблюдаемые при горении свечи?

Сделайте рисунок «Строение пламени» и подпишите зоны пламени.

Опыт 3. Обнаружение продуктов горения.

Сухую пробирку закрепите в держателе, переверните вверх дном и подержите над пламенем до запотевания. Объясните наблюдаемое явление. (Как вода попала в пробирку?)

В ту же пробирку быстро прилейте 1-2 мл известковой воды – Са(ОН)2. Что наблюдаете? При действии какого газа известковая вода мутнеет?

Составьте уравнение реакции. Проверка (Слайд 10).

Опыт 4. Влияние воздуха на горение свечи.

Зажгите две свечи. Одну накройте большим стаканом, другую – маленьким. В каком случае свеча горит дольше? Почему?

Запишите уравнение реакции горения, если вещество, из которого состоит свеча, имеет формулу С17Н36. (Работа у доски) Проверка (Слайд 11).

Свеча глазами биолога.

Свеча помогла открыть еще одно удивительное явление.

Юлиус Майер – немецкий врач писал об этом чудесном процессе: «Природа поставила себе задачу перехватить на лету притекающий на Землю свет и превратить эту подвижнейшую из сил в твёрдую форму, сложив её в запас. Для достижения этой цели она покрыла земную кору организмами, которые живя, поглощают солнечный свет.» Этими организмами являются растения.

Английский химик Джозеф Пристли искал способ очистки воздуха, испорченного горением свечи. (Слайд 12). Он помещал под колокол вместе с горящей свечой разные вещи. Так под колокол попал пучок мяты, который делал воздух пригодным для горения. Опыты Пристли произвели сильное впечатление. (Слайд 13). Шведский исследователь Карл Шееле, скромный аптекарь, попытался повторить опыты Пристли в своей домашней лаборатории, где он проводил эксперименты в своё свободное время – в основном по ночам, но у него получилось, что растения не улучшали воздух, а делали его непригодным для горения. На основании своих опытов Шееле обвинил Пристли в обмане. Пристли стал повторять опыты, и тут обнаружился интересный факт: растения то улучшали воздух, то нет.

Был ли прав Шееле в своих претензиях?

Почему у Пристли получились двоякие результаты?

Что Пристли и Шееле не учли в своих экспериментах?

Действительно, причина неудач Пристли была в том, что ни он, ни Шееле не выяснили, при каких внешних условиях растения очищают или портят воздух.

Точку в этом вопросе поставил Ян Ингенхауз – личный врач австрийской императрицы Марии Терезии. Он проделал 500 опытов с веточкой элодеи. На солнечном свету из растения поднимались пузырьки газа. Ингенхауз собрал газ, и оказалось, что это чистейший кислород. Но пузырьки выделялись только на свету, причём не зеленые части растений пузырьков не выделяли. Таким образом, Ингенхауз доказал, что растения действительно улучшают воздух, но только на свету. Этот процесс впоследствии назвали фотосинтезом. А открыть его помогла такая простая и в то же время сложная свеча.

Учащиеся составляют, уравнение фотосинтеза. (Работа у доски и в тетрадях) Проверка (Слайд 14).

6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2

Учитель зачитывает слова М. Фарадея «Рассмотрение физических явлений, происходящих при горении свечи, представляет собой самый широкий путь, которым можно подойти к изучению естествознания». (Слайд 15).

Свеча в литературе и искусстве.

Учащиеся приводят ассоциации, возникающие, при слове свеча? (Тепло, уют, свет, день рождения, праздник, гадание).

Есть что-то магическое в горящей свече. Ее образ вдохновлял многих художников и поэтов на создание удивительных произведений. Посмотрите на картины замечательных русских художников: Карл Брюллов «Гадающая Светлана», Михаил Врубель «Ангел с кадилом и свечой», Михаил Нестеров «Князь Александр Невский», Илья Глазунов «Девушка со свечой во храме», Константин Васильев «Ожидание». (Слайды 16-19). Одно из самых известных художественных произведений стихотворение Бориса Пастернака «Зимняя ночь». (Зачитываются несколько строчек).

Сегодня мы познакомимся со стихотворением Беллы Ахмадулиной «Свеча». На экране – портрет поэтессы, (Слайд 20), текст стихотворения, (Слайд 21). На партах перед ребятами распечатанные тексты.

Всего-то – чтоб была свеча,
свеча простая, восковая,
и старомодность вековая
так станет в памяти свежа.

И поспешит твое перо
к той грамоте витиеватой,
разумной и замысловатой,
и ляжет на душу добро.

Уже ты мыслишь о друзьях
все чаще, способом старинным,
и сталактитом стеаринным
займешься с нежностью в глазах.

И Пушкин ласково глядит,
и ночь прошла, и гаснут свечи,
и нежный вкус родимой речи
так чисто губы холодит.

Заранее подготовленный ученик выразительно читает стихотворение.

Учащиеся под руководством учителя обсуждают литературное произведение.

Все ли слова понятны? Что значит витиеватый? (Замысловатый, лишенный простоты).

Какую неточность допустила Б.А. сточки зрения химии? (Восковая и стеариновая – разные свечи по составу).

Какой геологический термин использовала поэтесса? В каком значении он употреблен в тексте? (Сталактит, здесь – подтаявший воск).

Какова тема стихотворения? (Чувства, которые вызывает горящая свеча).

Какова идея стихотворения? (Горящая свеча напоминает о старинных временах, о доброте, о друзьях).

Идея стихотворения – напоминание о доброте, о друзьях. А как создается это настроение? Слово – первый уровень, на котором создается образ. Образ создается на основе переносного значения слова. Вспомните, как называется слово, употребленное в переносном значении? (Троп).

Какие основные виды тропов вы знаете? (Эпитет, олицетворение, метафора). Обратимся к памятке. (Слайд22).

Учащимся предлагается самостоятельная работа.

Первый ряд находит тропы в первых двух строфах. Второй ряд находит тропы в третьей и четвертой строфе.

Эпитеты: вековая, витиеватой, разумной, замысловатой, нежной, родимой.

Олицетворение: поспешит перо, ночь прошла.

Метафора: ляжет добро, вкус холодит, сталактит стеаринный.

Существуют также синтаксические средства выразительности: инверсия, перенос, цезура. Обратимся к памятке. (Слайд23). Давайте найдем их в стихотворении.

Инверсия: свеча простая, поспешит перо, ляжет добро.

Перенос: И поспешит твое перо; К той грамоте витиеватой…

Цезура – первая строчка.

Напишите, что символизирует свеча в каждой строфе.

В первой строфе – свеча напоминает о старине, во второй – о доброте, в третьей – о дружбе, в четвертой – о родной речи. (Слайд 24).

Итак, мы проследили, как создается настроение уюта, доброты, любви к родному языку в стихотворении с помощью изобразительно-выразительных средств.

Учащимся дается возможность еще раз, самостоятельно, вспомнить пройденный материал. Они заполняют вторую графу листа самооценки «Я узнал» в течение 2-3 минут. (Приложение 1).

Для закрепления ребята решают кроссворд по теме урока.

Кроссворд «Свеча» (Приложение 3).

  1. Процесс поглощения углекислого газа зелёными растениями.
  2. Вид передачи энергии.
  3. Химический элемент, входящий в состав парафина.
  4. Источник света в деревенских избах.
  5. Синоним слова огонь.

В заключение, учитель зачитывает слова Майкла Фарадея «Я могу только выразить вам свое пожелание, чтобы вы могли с честью выдержать сравнение со свечой, то есть могли бы быть светочем для окружающих, и чтобы во всех ваших действиях вы подражали красоте пламени, честно и производительно выполняли свой долг перед человечеством».

Подведение итогов.

Домашнее задание. Учащимся предлагается составить синквейн по пройденной теме.

Презентация.

Следующий: