Физика в искусстве. Диффузия

Пояснительная записка

Введение

Актуальность проекта

Современное образование находится на новом этапе осмысления и становления, главной характеристикой которого является компетентностный подход.

Высокие темпы научно-технического прогресса, самая настоящая революция в средствах коммуникации и широкое проникновение компьютеризации в повседневную жизнь и в мир труда, - все это ставит перед системой образования новые жесткие требования.

Перед учителем ставится задача поиска новых путей, форм, методов, средств и технологий педагогической деятельности.

Но решить такую задачу в рамках одного учебного предмета невозможно. Поэтому в практике обучения наблюдаются тенденции по интеграции учебных дисциплин, которые позволяют учащимся переносить общепредметные компетенции в другие предметы  или образовательные области.

Для нашего времени характерна интеграция наук. Эти идеи находят отражение в концепции современного школьного образования и предлагаемой разработке  «Физика в искусстве», которая содержит материал сценариев интегрированных уроков физики, изобразительного искусства и музыки:

«Диффузия и рисование по сырому» - для учащихся 7 классов;

 «Рисование кристаллами»- для учащихся   8 класса

«Физика в музыке и красках.» (Колебания. Звуковые волны. Свет) -для учащихся 9 классов;

Интегрированный урок – урок, в котором учитель ставит одну тематическую цель, но рассматривает ее со стороны двух (или более) предметных областей.

Интеграция позволяет дать ученикам заряд любознательности и творческой энергии.

Интегрированные уроки дают ученику достаточно широкое и яркое представление о мире, в котором он живет, о взаимосвязи явлений и предметов, о взаимопомощи, о существовании многообразного мира материальной и художественной культуры.

Структура интегрированных уроков отличается: четкостью, компактностью, сжатостью, логической взаимообусловленностью учебного материала на каждом этапе урока, большой информативной емкостью материала.
В форме интегрированных уроков целесообразно проводить обобщающие уроки, на которых будут раскрыты проблемы, наиболее важные для двух или нескольких предметов.

Интеграция действий  учителя  заключается в следующем:

- подводит научную основу исследовательско - творческой деятельности учащихся;

- активизирует творческий и научно-технический потенциал,

 – учитель зажигает творческую искру, увлекает учащихся, раскрывает перед ребенком красоту окружающего мира, его краски, оттенки, хрупкость;

- знакомит с особенностями творчества известных художников, с их приемами работы;

- знакомит с различными способами изображения;

- направляет действия и помогает учащимся реализовать собственные идеи и замыслы;

-проецирует применение научных знаний на область изобразительного искусства.

Цели

1. Активизация творческого и научно-технического потенциала воспитанников.

2. Интеграция научных знаний и практического опыта в сфере изобразительного искусства, музыки и физики.

3. Использование приобретенных знаний и умений для расширения кругозора, осознанного формирования собственной культурной среды

4. Формирование проектно-исследовательской и рефлексивной культуры воспитанников

      -выбор темы исследования ;

      -цели и задачи исследования;

      -экспериментально-творческие исследования соответствия научным фактам;

      -оформление , представление  результатов исследований;

      -выводы, результаты.

5.  Развитие компетенций .

Коммуникативных

    - ведение диалога в паре, в коллективе;

    - согласованности своих действий с действиями участников творческого процесса;

    - совместного планирования, обдумывания идей, замысла;

    - коллективного анализа и оценки результатов совместной деятельности;

    - коллективного творческого мышления;

    - ответственности перед участниками творческого процесса;

    - самостоятельности в принятии решений;

    - умения слушать мнения других, принимать его и отстаивать свое;

   - проявлять компетентность (в теме, предмете) в различных ситуациях

      на практике.

 Информационных

    -получение и отбор информации;

    -обработка информации;

    -передача информации.   

6.  Развитие положительных эмоций:

   - занимательности, удивление, радости от совместной работы, достигнутых результатов, интереса, желание познавать непознанное.

Средства, приемы, методики, способствующие достижению поставленных целей:

Применение элементов проектной деятельности (доклады, сообщения, выступления)

Применение образовательных технологий:

- информационно-коммуникационной (презентация, иллюстрационно –демонстрационный материал)

- компьютерной технологии ( поисковых систем в сети интернет)-

-коллективная  форма учебно-творческой деятельности

Использование нетрадиционных форм урочной деятельности:

-исследование;

-презентация;

-эксперимент;

-музыкальное оформление

- художественно-графическая работа

Наглядность изучаемого материала:

Учебные таблицы и образцы

Картины известных художников

Музыкальное сопровождение

Оценочные средства

- коллективное оценивание обсуждением;

- участие в научно-практических конференциях;

- выставки.

Критерии оценивания компетенций:

Коммуникативных:

  - умение использование программ ( поисковых систем, редактора презентаций) в учебно-практической деятельности;

- найти применение своей работы в практической деятельности.

Информационных:

- умение найти необходимую информацию в сети Интернет;

- умение отбирать наиболее эффективный и полный объем информации из найденного материала: иллюстративный, оформительский, шрифтовой, информационный.

Ожидаемые результаты:

Создание новой образовательной программы по интеграции уроков физики изобразительного искусства и музыки.

Умение учащимися использовать приобретенные знания и умения для расширения кругозора  и осознанного формирования собственной культурной среды.

Перспективы:  разработка серии интегрированных уроков, с привлечением других предметов (математика, химия, литература )

Использованная литература

«ДИФФУЗИЯ И РИСОВАНИЕ ПО СЫРОМУ»

(разработка интегрированного урока для 7 класса)      

Тип урока:

интегрированный  исследовательский урок изобразительного искусства и физики

Форма организации урока:

 исследование и практическое применение  диффузии жидкости, декоративное –прикладное творчество.

Задачи:

Для учителей

- Активизация творческого и научно-технического потенциала воспитанников.

-Интеграция научных знаний (по теме диффузия в жидкостях) и практического опыта в сфере изобразительного искусства (рисование по сырому)

Для воспитанников

-Использование приобретенных знаний и умений для расширения кругозора, осознанного формирования собственной культурной среды

Цели урока:

1. В интересной форме повторить материал по теме "Первоначальные сведения о строении вещества"

2.Научить анализировать условия заданий, анализировать ответ одноклассников, развивать грамотную монологическую речь с использованием физических терминов, развивать элементы творчества, умение применять знания в новой ситуации.

Оборудование

Техническое оснащение

Компьютер, проектор

Дидактическое оснащение

Образцы декоративного творчества 

Лист промокательной бумаги

Краски пищевые, кисти, блюдце, краски акварельные

Линейка, карандаш, 2 скрепки

План урока

Орг.момент                                                                                     

Мотивация                                                                               

Актуализация                                                                        

Основная часть                                                                          

Рефлексия                                                                                

Итог                                                                                          

Ход урока

Установление психологического контакта учитель-ученик легко достигается присутствием двух учителей с короной на голове  или эмблемой содержащей символ, знак предмета преподавания. Приветствие учителей и учителей с учениками.

Учителя вводят обучаемых в курс дела. Им предстоит познакомиться с научным понятием  «диффузия», провести исследование в этой области и найти практическое применение диффузионных свойств жидкости и газов в области изобразительного искусства.

Учитель физики объясняет новый материал о физическом понятии и явлении диффузия и предлагает послушать сообщение активной группы  учащихся. В простой и доступной форме ребята излагают актуальный материал по теме, найденный в рекомендованной учителем литературе и интернете в качестве домашнего задания.

Сообщение. Все материальные тела состоят из мельчайших движущихся частиц молекул. Частицы разных веществ различаются разными размерами. Более легкие частицы движутся быстрее, чем тяжелые при одной и той же температуре. Скорость перемещения частиц зависит от плотности вещества, удаленности частиц друг от друга. В жидкости молекулы перемещаются с меньшей скоростью, чем в газах. В газах частицы удалены друг от друга и движутся быстро и беспорядочно, заполняя все доступное им пространство. Молекулы разных веществ могут перемешиваться.

 В комнате, где нет сквозняка, запахи распространяются по всему помещению.

Пример: В кухне мама готовит еду, вскоре все домочадцы собираются за столом без приглашения (почему)

Ответ: Запах пищи распространяется по другим помещениям. Так как при нагревании пищи из нее вырываются молекулы газа. Они смешиваются с молекулами воздуха и распространяются по всему доступному пространству.

Пример: Мама налила кипяток в стакан. Добавим  в кипяток кофе. Цвет  и вкус   жидкости в стакане изменился.

Явление проникновения молекул одного вещества между молекулами другого называется диффузией

Учитель изобразительного искусства с творческой группой учащихся  предлагает провести экспериментальные исследования диффузии в жидкости с помощью метода хроматографии.

Учитель напоминает, что все зрительные ощущения цвета разделяют на две группы     хроматические и ахроматические  цвета. Ахроматические цвета: черный, белый и все оттенки серого. Это нейтральные цвета.

Хроматические цвета: Спектр из семи цветов от красного до фиолетового.

Учащиеся из группы предлагают провести ряд экспериментов.

Организовать учащихся в три группы (ряда)

На каждый стол раздать по листу промокательной бумаг и бутылочки с пищевой краской: красной, синей и желтой. Ходом эксперемента руководят ребята из группы.

Примечание:  для работы понадобятся жидкие пищевые краски (в целях техники безопасности). Если нет пищевых красок, можно применить цветные чернила. Для детей младшего возраста можно использовать в качестве красителей ярко окрашенные сладости. Выбрать ярко окрашенные леденцы и растворить их в блюдце с теплой водой. Каждый цвет в разном блюдце.

Эксперимент 1

Проведи  на листе промокательной бумаги несколько  карандашных линий вертикальных к  краю листа на высоту 3см  на расстоянии 5 см  друг от друга.

Капни жидкой краской на  карандашную линию. Дождись когда капля высохнет, капни на то же место еще раз той же краской, снова дай высохнуть. И так далее,  пока цвет не станет ярким.

Примечание: - на две  соседние  линии капай одной краской, на две последующие линии другой краской и т.д.

- применение других красок не желательно, так например в состав чернил и туши  входит желатин. Он способен желировать и тем затрудняет процесс.

- краски гуашь и акварель имеют крупные частицы, что тоже затрудняет ход эксперимента.

Эксперимент 2  «Гонка красок»

Сверни бумагу в цилиндр и закрепи скрепками. Теперь опусти нижнюю часть цилиндра в тарелку, где налито 2,5 см воды. Вода начнет медленно подниматься по бумаге. Краски под влиянием диффузии будут двигаться сквозь бумажную массу с разными скоростями.

Вывод.

-Цвета  светлые       двигаются быстрее. Это связано с  тем,  что краски состоят из частиц разного размера. Частицы с наименьшей массой и размером будут самыми быстрыми.

- сходные краски пройдут сходные расстояния.

Творческий отчет группы.

Продемонстрировать применение явления диффузии  в жидкости на примерах художественных и декоративно-прикладных работ участников творческой группы:

-изготовление разноцветных новогодних фонариков

-изготовление разноцветных снежинок

-рисование с использованием приема по сырому методом вливания цвета в цвет

«ФИЗИКА В ИСКУССТВЕ»  «РИСОВАНИЕ КРИСТАЛЛАМИ»

(разработка урока для 8 класса)            

Тип урока:

Интегрированный исследовательский урок изобразительного искусства, физики и музыки

Форма организации урока:

 исследование и практическое применение физического явления кристаллизации на практике в области изобразительного искусства

Задачи:

Для учителей

- Активизация творческого и научно-технического потенциала воспитанников.

-Интеграция научных знаний и практического опыта в сфере музыкального, изобразительного искусства и физики.

Формирование целостной картины мира.

Формирование метапредметных результатов: видение логических и смысловых связей между разными явлениями, выстраивать аналогии и сравнения.

Для воспитанников

-Использование приобретенных знаний и умений для расширения кругозора, осознанного формирования собственной культурной среды.

Цели урока:

1. расширить знания по теме « Кристаллы».

2. раскрыть методы получения кристаллов;

пронаблюдать получение кристаллов;

Оборудование

Техническое оснащение

Компьютер, проектор

Материальное оснащение:

 (для эксперимента) 4 прозрачных стакана, 4 чайные ложки, пищевые красители (4 цвета), толстый белый картон (который не впитывает воду), ватные палочки, горячая вода, соль

План урока

1. Орг. момент                                                                                    

2. Мотивация                                                                              

3. Актуализация                                                                        

4. Основная часть                                                                         

5. Рефлексия                                                                                

6. Итог                                                                                          

Ход урока (фрагмент)

Кристаллы можно вырастить самим.

Эксперимент. « Растворение кристаллов»               

Наполни стакан на четверть горячей (но не кипящей) водой.

Постепенно добавь горькой соли. Все время помешивая воду ложечкой, чтобы она полностью растворялась. Добавляй соль,  пока раствор не достигнет точки насыщения. Это значит, что даже после минуты помешивания она останется на дне, так и не растворившись. Повтори процедуру с тремя другими стаканами.

добавь в стакан несколько капель пищевого красителя (для каждого стакана свой цвет) и размешай ложкой.

Примечание: - применение других красок не желательно, так например в состав чернил и туши  входит желатин. Он затрудняет процесс кристаллизации.  - краски гуашь и акварель имеют крупные частицы, что тоже затрудняет ход эксперимента.

Эксперимент.   «Рисунки кристаллами»

Оставь раствор на несколько минут.

Опусти в стакан ватную палочку и нарисуй ею словно кистью, что-нибудь   несложное, например шар или звезду- на картоне.

Примечание: рисуй короткими штрихами и постоянно окунай палочку в раствор, чтобы на картоне оставался толстый слой воды.

Нарисуй звезды разных цветов.

Примечание: используй для каждого раствора отдельную палочку.

Эксперимент. «Кристаллизация»

Оставь рисунок у окна до конца урока. На рисунке появятся цветные кристаллики. Вода испарилась и оставила на картоне кристаллизованную соль. Кристаллы возникают не только при испарении, но и при охлаждении.

«ФИЗИКА В ИСКУССТВЕ»  «ФИЗИКА В МУЗЫКЕ И  КРАСКАХ».

(Разработка интегрированного исследовательского  урока физики,  изобразительного  искусства  и музыки урок  для 9 класса)

Тип урока:

Интегрированный исследовательский урок изобразительного искусства, физики и музыки

Форма организации урока:

исследование и практическое применение цветового изображения звуковых волн

Задачи:

Для учителей

- Активизация творческого и научно-технического потенциала воспитанников.

-Интеграция научных знаний и практического опыта в сфере музыкального и изобразительного искусства и физики.

Для воспитанников

-Использование приобретенных знаний и умений для расширения кругозора, осознанного формирования собственной культурной среды

Цели урока:

Найти связь между предметами музыки, физики и изобразительного искусства

Найти зависимость частоты колебания звуковых волн и тембра

Найти зависимость цвета от длины волны

Практическое применение цветового изображения звуковых колебаний.

Оборудование

Техническое оснащение

Компьютер, проектор

План урока

1. орг. момент                             

2. Мотивация                                                                               

3. Актуализация                                                                        

4. Основная часть                                                                        

5. Рефлексия                                                                                 

6. Итог                                                                                         

Ход урока

Изучение физических понятий колебания и волны, натолкнуло ребят на мысль что на уроках изобразительного  и музыкального искусства они уже встречались с такими понятиями. Возникло сообщество единомышленников, увлекающихся физикой, музыкой и изобразительным искусством. Ребята поставили перед собой  вопрос, а есть ли между этими понятиями связь? Что объединяет науку и искусство? Учащиеся обратились с этим вопросом к учителям предметникам. Мы учителя стали помощниками и направляющим звеном  в организации и ходе их исследовательской (внеурочной)  деятельности.

 Юными исследователями  были сформированы  цели   для поиска ответов на поставленные вопросы:

-найти зависимость цвета от длины волны световых колебаний;

- найти зависимость  частоты колебаний звуковых волн и тембра;

-связь цвета и звука;

-практическое применение цветового изображения звуковых колебаний.

Исследования проводилось  и обсуждалось на  дополнительных консультациях. Когда исследования были закончены и собраны материалы отдельных групп ( каждая группа решала сою задачу), результаты  группы были рассмотрены и отобраны на общем собрании наших исследователей. Так родился интегрированный урок.

Группа физиков  представила презентацию. Где ребята рассказали о том, что нашли связь звуковых и электромагнитных волн с музыкой и изобразительным искусством, что характеристики волн и музыкальные звуки непосредственно связаны друг с другом. Определили, что существует зависимость между тоном и чистотой звуковых колебаний, между громкостью и амплитудой колебаний. Что свет это тоже волна, и каждому цвету соответствует определенная длина, а соответственно и частота колебаний.(презентация прилагается)

Группа художников в своем исследовании не только хорошо изучила тему «Колебания и волны», но и познакомились с открытием английского физика И. Ньютона о разложении светового луча на цветовой спектр с помощью стеклянной трехгранной призмы. В чем обнаружилась зависимость цвета от длины волны.

Именно Ньютон определил в спектре семь цветов. Призма разделила составляющие луч волны на группы коротких, средних и длинных. Короткие волны дают ощущения красных и желтых цветов, а более длинных синих и фиолетовых.  (презентация прилагается)

Группа музыкантов рассказала, что слушая музыкальные фрагменты и  изучая тему «Колебания и волны»  познакомились еще с одним открытием И.Ньютона. Он не только разложил белый свет на спектр, но и  сопоставил каждый цвет с музыкальным звуком (семь цветов радуги, семь нот в музыке). Так, например : фиолетовый-ДО, оранжевый-ЛЯ, красный-СИ, голубой –МИ, зеленый-ФА и т.д. Очень красивые явления игры цвета и света можно получить на цветомузыкальных установках. Получается, что и звук и свет связаны одним понятием волна, а волна имеет свои характеристики: длину, частоту, амплитуду, период колебания.

В результате, слушая музыку, художники создавали неповторимые полотна, а краски осени, весны побуждали композиторов создавать уникальные музыкальные произведения. Например П.И. Чайковский, Н.Чурленис, Кандинский, Скрябин.

Предлагаем послушать «Фугу»  И.С. Баха и сравнить музыку с одноименной картиной Чурлениса. Графика и живописность точно отображают музыкальное звучание. (презентация прилагается)

Результаты исследования  принесли результаты.

Ребята нашли взаимосвязь науки и искусства, при этом сделали для себя множество открытий. Урок, который был проведен в тесном сотрудничестве учителей предметников  и воспитанников явился результатом их кропотливого труда и большой исследовательской деятельности.

В результате анализа  исследовательского материала ребята сделали выводы:

- интеграция знаний по разным предметам значительно обогащает их познавательный потенциал;

- интеграция расширяет кругозор;

- интеграция знаний повышает мотивацию к изучению предметов;

- интеграция знаний позволять применять их на практике.

Учитель изо предлагает учащимся самим графически представить музыкальный   фрагмент (Лучше хорошо знакомый). Название отрывка не оговаривается. Только после окончания графической работы  ребята смогли сравнить свои ассоциации с названием  музыкального фрагмента.

И каким же было удивление художников, когда было оглашено название фрагмента  из альбома «Времена года» П.И. Чайковского месяц весны апрель «Подснежник». На всех рисунках преобладали нежные краски весны. (презентация прилагается)

У ребят появилась потребность заниматься исследованием.

А перед нами учителями стала еще одна задача поиска интересных тем для исследований.