фоторедактор онлайн фотошоп онлайн игры онлайн

Урок-кейс «Путешествия под водой»


подводный мир


Автор кейса: Паутинка Светлана, Паутинка Анна.
Каскад: Науки, природа и человек.
Уровень: 7 класс.
Урок: Прикладная наука.

Цель: собрать и системно усвоить знания из разных областей наук, практики и перспектив на примере кейса «Путешествия под водой».

Задачи:
- проанализировать собранную целевую информацию;
- овладеть знаниями наук, которые оказали воздействие на развитие данной отрасли;
- выявить особенности изготовления посуды, её дизайна, прочности и полезности;
- познакомить учащихся с историей изобретения первых приспособлений для спуска под воду, подводной техники, изобретением батискафа и акваланга;
- проанализировать эволюцию внешнего вида водолаза;
- обсудить роль технического прогресса для исследования подводного мира.




Развертка по предметам:

История
Технология
Физика
Биология
Литература
Спорт
Математика + Логика
Кинематограф
Искусство


Подводный мир... Он так прекрасен.
Веками под водою скрыт.
Лишь стайкам рыб глубины все известны,
И от того ещё сильней он нас манит.

подводный мирподводный мир«Чтобы понять море, океанограф должен попасть в него. Биолог должен посмотреть на рыб в естественной среде обитания, геолог — взять пробы грунта, акустик — проверить загадочное поведение звуковых импульсов. Биолога, забрасывающего сеть с поверхности, справедливо сравнивают с марсианином: словно инопланетный житель сачком для бабочек водит над облаками и по результатам своего улова делает выводы о населении Земли». Так объясняет стремление ученых проникнуть в глубины океана известный швейцарский исследователь Ж. Пиккар, побывавший на дне глубочайшей на планете Марианской впадины в Тихом океане.
     
подводный мирподводный мирподводный мирИнтерес человечества к океану растет с каждым годом. Ведь океан — это «кухня» погоды на планете и кладовая минералов, неосвоенный источник энергии и «неподнятая целина» пищевых запасов. Чтобы исследовать океан и разумно распорядиться его богатствами, нужно войти в него, обеспечить там условия жизни и деятельности человека. Этим целям и служит техника подводных исследований.



ПредметИстория
Одно из самых древних приспособлений для спуска человека под воду — водолазный колокол. Изображение  примитивных устройств  для подводных работ и  первых скафандров можно  увидеть на сохранившихся  до наших дней рисунках. Существует высеченный на камне  барельеф, которому уже 3000 лет, который изображает ассирийского воина, лежащего под водой и дышащего воздухом из кожаного бурдюка.
изображение  примитивных устройств  для подводных работизображение  примитивных устройств  для подводных работ
В сочинении Аристотеля  (примерно 340 г. до н.э) рассказывается о сосуде, который опускали отверстием вниз, он  был наполнен воздухом, и ныряльщик мог дышать этим воздухом под водой.

Существует  легенда  о греческом полководце Александре Македонском, в которой  рассказывается о спуске его под воду. В древних манускриптах, написанных в разных странах, сохранились указания на то, что это был именно Александр Македонский, Судя по рисунку из французского манускрипта, написанного в 18 веке, и по индийской старинной миниатюре, созданной около 1575 г., он опускался в прозрачном цилиндре. Сосуд прикреплялся к кораблю цепью и мог опускаться на глубину до  90 м.

Уже в 1910 году австрийским ученым Р. Штиглером было доказано, что дышать под водой через трубку на глубине одного метра можно лишь в течение тридцати секунд, а на глубине полутора метров - не более шести секунд.

водолазный колокол Халлиподводный мир: история   

В 1240 г. Р. Бэкон упоминает об «аппаратах, посредством которых человек может безопасно для своей жизни продвигаться по дну моря или реки». Первый подводный колокол был создан в 1531 году Гуглиельмо де Лорена ( Guglielmo de Lorena). Он подвешивался на канате и помещался на плечах водолаза. В таком колоколе на озере Реми вблизи Рима водолаз пробыл под водой в течение часа. Сохранился ряд изображений водолазных устройств, датируемых XV– XVI вв.
изменение внешнего вида водолазаВ 1797 г. немцем А. Клингертом была предложена первый костюм для водолазов, в котором можно было находиться под водой больше трёх минут. Он состоял из непромокаемой ткани, на плечах водолаза прикреплявшейся к краю металлического колпака, который покрывал голову водолаза. Внутрь двух дыхательных кожаных труб с распределительным клапаном для вдоха и выдоха была вделана спиральная пружина для того, чтобы давлением воды не сплюснуло стенки. Предполагалось, водолаз сможет дышать в воде самостоятельно без специальной накачки воздуха.

Задание
Подумайте, для чего люди стремились освоить подводные глубины? Какие еще приспособления для погружения под воду вы знаете?


структура аквалангаПредметТехнология

Большим достижением человечества стал акваланг (от латинского «aqua» — вода и английского «lung» — легкие), изобретенный Ж. И. Кусто и Э. Гайяном в 1943 году. Акваланг устроен следующим образом. Баллоны со сжатым воздухом короткой трубкой соединяются с маской, через которую и дышит человек — казалось бы, ничего особенного. Но на глубине, где грудную клетку человека сдавливает вода, он просто напросто не сможет расправить легкие и вдохнуть воздух под атмосферным давлением. Поэтому в акваланге сделано специальное приспособление — редуктор, который подает ныряльщику воздух под давлением, соответствующим давлению окружающей среды.

 


На ноги ныряльщик надевает ласты, которые дают ему возможность двигаться под водой значительно быстрее. Ну, а если ныряльщик захочет догнать стремительных морских обитателей, то он сможет захватить с собой под воду небольшой мотор с винтом — получится что-то вроде подводного мотоцикла. Для того, чтобы защитить тело от переохлаждения и от ненужных царапин, надевают гидрокостюм — этакую непромокаемую лягушачью кожу на утепляющей подкладке. Вот теперь человек может чувствовать себя под водой более или менее уверенно. Акваланг дает ему возможность провести под водой 2—3 часа. Можно начинать исследовать подводный мир!

 

Швейцарским профессором Огюстом Пикаром был создан батискаф.

Батискаф – свободно передвигающийся подводный корабль, не имеющий кабельной связи связи с судном-базой.


Он состоял из двух частей: шарообразной кабины для двух человек с аппаратурой, выдерживающей давление всей толщи воды, и стальной цистерны-поплавка. Сигарообразный поплавок имел тонкие стенки.
батискафбатискаф   
В 1953 году О. Пикар совершил на батискафе «Триест» погружение в океан на глубину 3150 м. А в 1960 году его сын, тоже профессор, Жак Пикар совместно с Доном Уолшем опустились на батискафе на дно Тихого океана в районе Марианской впадины (11 034 м).

ПредметФизика

Погружение человека в океан сначала преследовало чисто практические цели: ремонт подводных частей кораблей или портовых сооружений и т. п. И только много лет спустя человек стал погружаться в глубины океана с научными целями. Но осуществление этой давнишней мечты человека было связано с чрезвычайно большими трудностями. Прежде всего, человека надо было изолировать от огромного давления воды. Давление столба воды высотой 10 м равно 1 атм. Но при погружении человека на эту глубину к давлению воды прибавляется еще давление столба положенного над ней воздуха, равное также 1 атм. Таким образом, находясь на глубине 10 м, человек испытывает уже давление в 2 атм.

Задача
Почему, открыв глаза под водой, мы видим только туманные очертания предметов, а в маске для ныряния предметы видны совершенно отчётливо?
Ответ. В воздухе внешняя выпуклая роговая оболочка глаза собирает лучи и создаёт изображение на сетчатке. Хрусталик только помогает ей в этом. Показатель преломления жидкости внутри глаза очень близок к показателю преломления воды. Поэтому в воде роговица почти не преломляет свет и глаз становится крайне дальнозорким. В маске преломляющие свойства роговицы целиком сохраняются.

подводный мирподводный мир

Задача
Аквалангист, плавающий под водой, всегда может видеть рыбака, находящегося на берегу. Рыбак же, лишь в редких случаях может увидеть аквалангиста. Почему?
Ответ. Свет, отражённый от аквалангиста при больших углах падения лучей, испытывает полное отражение от границы вода-воздух. Свет, отражённый от рыбака при любом угле падения, проходит в воду.

Задание
Решите задачи:
1. Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испытывает боль в ушах?
2. Водолаз для погружения на глубину 150 м надевает легкий скафандр. Почему водолазу воздух подают под давлением, равным давлению воды на глубине, на которой он находится?
3. Как аквалангист может определить в воде, где верх, а где низ, если он потерял ориентировку.
4. Для подводных лодок устанавливается глубина, ниже которой они не должны опускаться. Чем объяснить существование такого предела?
5. Почему вода в глубинах Северного Ледовитого океана не замерзает, хотя температура ее ниже нуля?

ПредметБиология

На протяжении всей своей истории человечество близко соприкасалось с океанами и, конечно, пыталось проникнуть в их глубины.

Увы, человеческий организм не приспособлен к жизни под водой. Там мы не можем дышать, а обходиться без воздуха нам удается лишь очень короткое время. Самые выдающиеся ныряльщики задерживают дыхание лишь на 6 минут, успевая за это время погрузиться на глубину до 30 м.

Но некоторым земным жителям повезло больше, у них есть жабры и они могут дышать под водой. Давайте вспомним строение жабр:

строение жабр

Какие они, глубоководные жители?


Зрение им ни к чему — там почти нечего видеть. Зато нужны какие-то органы чувств, помогающие ориентироваться в темноте. Некоторые обитатели глубин способны остро чувствовать тепло. Другие могут излучать ультразвук и ловить эхо, отраженное от окружающих предметов. У тех, кто поближе к поверхности, глаза, конечно, есть. Причем огромные, чтобы уловить те крохи света, что проникают в глубину. Впрочем, многие подводные жители и сами светятся. А некоторые имеют различные электрические органы, способные поражать током нападающего. Защищаться-то там есть от кого, ведь в глубине живут только хищники или те, кто питается останками погибших организмов, опускающимися на дно. Травоядных в глубине быть не может, потому что там нет ни травы, ни водорослей.

Задание
Подумайте, какие животные могут дышать и под водой, и на суше. Какие морские обитатели светятся, имеют электрические органы и абсолютно слепы?

Человек с аквалангом может довольно быстро спуститься на глубину 100 м и некоторое время находиться там. Весь его организм приспосабливается к жизни при высоком давлении. В крови ныряльщика при этом растворяется много воздуха — давление как бы заталкивает воздух в кровь. Когда же человек захочет вернуться на поверхность, ему придется подниматься очень медленно, останавливаясь по дороге на значительное время, для того чтобы дать своему организму привыкнуть к снижению давления. Если же этого не сделать, воздух, растворившийся в крови на глубине, начнет выделяться обратно, образуя пузырьки в кровеносных сосудах. Кровь при этом как бы вскипает, а человек теряет сознание и может даже погибнуть. Называется такое явление кессонная болезнь.

Задание
Найдите информацию, как избежать кессонную болезнь.

ПредметЛитература

Тема подводного мира была нечуждая и многим писателям.
Какие вы знаете произведения про подводный мир? Кто их написал?
подводный мир и литератураподводный мир и литература
подводный мир и литератураподводный мир и литература 
 
ПредметСпорт

Существует популярный вид спорта, связанный с погружением под воду.

Какой это вид спорта?

«Дайвинг» – в переводе с английского языка означает «нырять», «погружаться под воду». Это английское слово вошло в русский язык относительно недавно, но уже успело приобрести популярность среди подводников и полюбиться туристам.

На данный момент дайвинг стремительно набирает популярность. С каждым днем количество ныряльщиков только растет. Это очень интересный вид спорта, который способен открыть тайны истории, культуры и природы каждому, кто может перебороть страхи и погрузиться в морскую пучину.

дайвинг 

ПредметМатематика + Логика
подводный мирподводный мир Знаете ли вы забавные задачи про морских обитателей?

1. У подводного царя служат осьминоги с шестью, семью или восемью ногами. Те, у кого 7 ног, всегда лгут, а у кого 6 или 8 ног, всегда говорят правду. Встретились четыре осьминога. Синий сказал: "Вместе у нас 28 ног", зеленый: "Вместе у нас 27 ног", желтый: "Вместе у нас 26 ног", красный: "Вместе у нас 25 ног". У кого сколько ног?

2. Если у осьминога четное число ног, он всегда говорит правду. Если нечетное, то он всегда лжет. Однажды зеленый осьминог сказал темно-синему:
 - У меня 8 ног. А у тебя только 6.
 - Это у меня 8 ног, - обиделся темно-синий. - А у тебя всего 7.
 - У темно-синего действительно 8 ног, - поддержал  фиолетовый и похвастался: - А вот у меня целых 9!
 - Ни у кого из вас не 8 ног, - вступил в разговор полосатый осьминог. - Только у меня 8 ног!
 У кого из осьминогов было ровно 8 ног?

ПредметКинематограф
Какие вы знаете фильмы, для сьемок которых необходимы были погружения под воду?

Кинорежиссер Джеймс Кэмерон 12 раз опускался на дно океана во время съемок своего фильма "Титаник".

Глубоководные кадры, которые вошли в финальную версию фильма, составляют по продолжительности всего 12 минут. Хотя на самом деле каждое погружение на глубину занимало несколько часов. В целях улучшения эффективности использования ресурсов и уменьшения расходов Джеймс Кэмерон распорядился подготовить макет останков «Титаника», уменьшенный в 33 раза. Каждое настоящее погружение было отрепетировано с использованием этой модели и моделей российских батискафов, что в итоге не прошло даром.

Всего было осуществлено 12 погружений. При последних двух картинка дистанционно передавалась специальным устройством, установленным внутри останков «Титаника». Причём некоторые кадры были смоделированы на компьютере.
   
При съёмке последней сцены погружения корабля в океан было использовано около 120 тонн воды.

Давайте посмотрим как выглядит затонувший корабль под водой, сьемки сделаны при погружении в 2004 году:
 


ПредметИскусство

В Мексике существую целый подводный музей искусства:

Мексиканский подводный музей искусства

Автором статуй является британский скульптор Джейран де Кэирс Тейлор
Скульптуры, созданные из специального вида цемента, станут идеальным пристанищем для множества кораллов и других морских обитателей.

Проект Museo Subacuatico de Arte был создан с целью привлечь внимание к необходимости бережного отношения к коралловым рифам

 
   


К сожалению, про подводный мир мы знаем до обидного мало. Океаны огромны и глубоки, их таинственные глубины еще ждут своих исследователей.

Но теперь вы по крайней мере сможете ответить на вопросы:
Как человечество исследует подводный мир?
Какие опасности подстерегают ныряльщика на большой глубине?
Что отличает обитателей морских глубин?


Использованная литература:
http://privateblog.info, http://www.seagirls.ru/index5.htm, http://underwater.su/, http://claw.ru/
Дмитрий Мамонтов Жидкая вода, жидкий воздух: криоланг // Популярная механика. — 2009. — № 7 (81).
Гречко Л.Г., Сугаков В.И., Томасевич О.Ф. Сборник задач по теоретической физике


Подведение итогов урока

1. Индивидуальные достижения учеников составили:
............

2. В результате проведения кейса, в Гипермаркет Знаний можно добавить следующие находки учеников:
Например:
Иванов
Петров
Сидоров

3. Какие 3 сайта помогли добыть наиболее значимую информацию?
http://school.xvatit.com/
http://ru.wikipedia.org/
http://znaj.net/
...

4. В помощь ученику и коучу:
http://school.xvatit.com/

5. Где брать информацию для кейса:
сайт.......................................
сайт………………………………
сайт………………………………
учебники………………………..
книги…………………………….
журналы………………………..
консультации коуча…………..
другое…………………………..

6.
Локация проведения урока-кейса:
Урок-кейс проходит в классе. Возможно проведение занятия в музее, парке, библиотеке...

7.
Соревновательность:
Команды мальчиков и девочек.
Счет соревнования между командами составил:………
Задание им:………….

8. Задание на дом:
Найдите информацию когда был изобретен батискаф, опишите его и принцип его работы.

9. Продолжительность кейса:
90 минут.

10.
Возможность схемы занятия с учеником-дублёром:
Урок ведет учитель. Возможен дублёр.

11. Полученные результаты и выработанные компетенции:
- умение быстро найти необходимую информацию по теме и вокруг неё;
- умение креативно пользоваться добытой информацией в практических целях;
- усвоение конкретных знаний из области химии, физики, истории, искусства, литературы, нанотехнологий и других системных разделов (приведены в развёртке) в объёме обычной школьной программы, а также расширенного курикулума;
- умение конструировать «новые знания» на основе полученных знаний и их сегментов;
- апгрейд интеллектуальных и коммуникационных способностей.

12. Теги:
В данном кейсе содержатся ссылки на разделы и уроки, отвечающие школьной программе:
Биология: вода, легкие
Природоведение: рыбы, погода, река
Физика: море, воздух, давление, зрение
Природознавство: ґрунт
География: океан
Технология: ткань, корабль
История: камень + ссылка на раздел
Русский язык: время
Английский язык: ссылка на раздел

Также в кейсе имеются ссылки на важную информацию, расширяющую кругозор:
Спортивная: мотоцикл
Детское питание: пищевые запасы
Идеальные уроки: свет
Уроки воображения и интуиции: лодки
Экстремальный спорт: дайвинг
Образовательный взрыв: образовательный фильм
Эксклюзив от шоу-биза: Титаник
Ньюсы на Xvatit.com: скульптуры

Примечание:
Похожие статьи:
Автор кейса: Кононенко А       Каскад: Релакс  Уровень: 5 - 7 класс Урок:  Мода, саморазвитие и хобби  
Автор кейса: Любименко В. В. Каскад: Личностный рост  Уровень: 9 - 10 класс Урок: Уроки
Автор кейса: Паутинка А. B.   Каскад: Искусство Уровень: 7- 9 класс Урок:  Театр. Музыка   Цель:
Автор кейса: Паутинка С. А.              Каскад: Науки, природа и человек Уровень: 6 - 7 класс Урок: 
Комментарии к статье:
Контакты Реклама на сайте Все права защищены © 2008-2015. Xvatit.com | TDX
liveinternet counter
При использовании материалов ресурса ссылка на xvatit.com обязательна (для интернет ресурсов - активная и индексируемая поисковыми системами гиперссылка).
Все советы, методики и рекомендациии на портале xvatit.com размещенны только в ознакомительных целях. Перед их применением обязательно проконсультируйтесь с врачом.