1001 идея интересного занятия с детьми

РАЗРАБОТКА ВНЕКЛАССНОГО МЕРОПРИЯТИЯ «МАСТЕР- КЛАСС ДЛЯ ШЕРЛОКА ХОЛМСА»

Салионова Галина Георгиевна

ГБОУ НПО ПЛ № 24 КК, г. Краснодар

преподаватель физики

Краснодарский край

Предмет (направленность): физика

Возраст детей: 14-16 лет

Место проведения: класс

Мероприятие рассчитано на старших школьников и учащихся ОУ НПО и СПО.

Ведущий.

Друзья, все вы читали, смотрели фильм или просто слышали об известном лондонском сыщике Шерлоке Холмсе и его знаменитом дедуктивном методе. Дедуктивный метод мистера Холмса, основан на умении наблюдать, анализировать и обобщать факты. Благодаря этому умению сыщик раскрыл множество запутанных преступлений, первое описание которых появилось в 1887 году.

Сегодня мы имеем возможность встретиться и говорить с этим легендарным человеком, послушать его рассказы, поучиться у него. И так, встречайте! Мистер Шерлок Холмс!

Звучит увертюра из фильма «Шерлок Холмс и доктор Ватсон». Входит Шерлок Холмс в традиционной кепке, шарфе, с трубкой в руках и лупой в кармане.

Шерлок Холмс.

Здравствуйте, мои юные друзья! Приятно видеть вас здесь, говорить с вами, вспоминать прошлое. С удовольствием поделюсь своими знаниями, расскажу о дедуктивном методе.

Помните историю о пропавшем бриллианте?

«Сэр Джеймс Мортон получил наследство от своего недавно умершего дядюшки. Все богатство, стоившее больше миллиона фунтов стерлингов, заключалось в огромном бриллианте. Этот камень был гордостью коллекции дяди сэра Джеймса. Удивительно точно ограненный, он был самим совершенством.
Через месяц после похорон Джеймс Мортон собрал своих друзей, чтобы показать камень и отпраздновать такое чудесное приобретение.

«… Не буду томить вас и покажу то, ради чего вы и собрались». С этими словами сэр Джеймс жестом волшебника опустил руку в нагрудный карман и достал оттуда маленькое солнце. Бриллиант так сиял в свете электрических ламп, что в комнате даже сделалось немного светлее. Все ахнули.

- Джеймс, а ты уверен, что бриллиант настоящий? - неожиданно спросил один из друзей. - Ведь сейчас так искусно подделывают драгоценности.

- Требуем испытания! - раздался еще один голос.

- Испытания водой, как это положено в таких случаях. Бриллиант, опущенный в воду, должен пропасть в стакане, ведь он прозрачен, как и вода. Недаром же говорят "камень чистой воды".
- Что ж, раз требуете, давайте бокал, - сэр Джеймс осторожно опустил бриллиант в воду, и в этот момент внезапно погас свет.
Все ахнули от испуга, но когда свет через несколько секунд зажегся, все ахнули еще громче: в бокале камня не было!

Ведущий.

Остановитесь, мистер Холмс. Мы и сами можем решить эту задачу и ответить, куда делся бриллиант.

Ответ:

Огранённый камень весом в 1 карат (1,5 грамма) и имеющий высшие категории цвета и чистоты — 1/1 — называют ещё камнем чистой воды. В реальной жизни цветность 1 практически не встречается. Такую цветность присваивают уникальным бриллиантам или, как говорят, бриллиантам "чистой воды".
Эта поговорка пришла из древности, когда для того, чтобы отличить бриллиант от подделки, испытуемый камень бросали в простую чистую воду.
Показатели преломления бриллианта таковы, что если сам кристалл незамутненный, то в воде он не виден, как будто растворяется. Любой другой прозрачный камень имеет другой коэффициент преломления и в воде виден.
Шерлок Холмс.

Действительно, «сэр Джеймс побледнел, а предложивший проверку Том Годфри со смехом опустил два пальца в бокал, который все еще держал хозяин дома и достал пропавший бриллиант».

Это был очень простой вопрос, поэтому вам не составило труда ответить на него.

Есть и другие поучительные истории.

Ведущий.

Позвольте мне зачитать одну историю, поведанную доктором Ватсоном.

Однажды к мистеру Холмсу обратился хозяин небольшого магазинчика, который накануне ограбили, забрав всю дневную выручку. Свидетелем этого преступления стал кассир, рассказавший об увиденном следующее.

Возвращаясь поздно вечером из гостей, он заметил свет, мелькнувший в одном из покрытых изморозью окон магазина. Решив, что ему показалось, кассир подошёл поближе, но рассмотреть ничего не смог из-за ледяной корки на стёклах. Подышав на стекло и очистив небольшое «оконце», кассир увидел человека, торопливо рассовывающего по карманам деньги. Высоко поднятый воротник и плохое освещение от догорающей свечи не позволили рассмотреть лица незнакомца, а глубокие сугробы помешали догнать убегающего преступника.
Шерлок Холмс.

Припоминаю, припоминаю. Грабителем оказался сам кассир, сочинивший эту историю. Дедуктивный метод не подвёл меня и на этот раз.

Ведущий.

Здесь я с вами поспорю.

Разоблачить ложь кассира, который сам ограбил магазин, помогла наука физика. (Презентация, слайд 2)

Учащиеся объясняют сыщику, что стёкла окон зимой замерзают изнутри, а не снаружи. Пар, содержащийся в тёплом воздухе внутри комнаты, конденсируется при соприкосновении с холодными стёклами, и образовавшийся конденсат – мельчайшие капельки воды - кристаллизуется, образуя узор на стекле.

Шерлок Холмс.

Понятно. Но в нашем сыскном деле науки только мешают. «По одной капле воды человек, умеющий мыслить логически, сможет сделать вывод о существовании Атлантического океана или Ниагарского водопада, даже если он не видел ни того, ни другого. Всякая жизнь — огромная цепь причин и следствий, и природу ее можно познать по одному звену.

Главное, тщательно отбирать то, что хочешь поместить в свой мозговой чердак. Ненужные сведения не должны вытеснять собой нужных. Рано или поздно придет время, когда, приобретая новое, будешь вынужден забывать что-то из прежнего, поэтому и смысла в науках нет. Нет, нет, нельзя засорять голову знаниями, которые не нужны для достижения целей. Изучение наук – это напрасная трата энергии».

Ведущий.

Но мистер Холмс, науки не мешают, а помогают в любом деле. Предлагаю Вам рассмотреть историю ещё одной загадочной кражи. (Презентация, слайд 3)

Строительство железной дороги Санкт-Петербург – Москва производилось летом. На эти цели было выделено рельс общей длиной 5000 км. Зимой, приехавшая комиссия с удивлением обнаружила, что железная дорога построена и нормально функционирует, но при этом общая длина рельс составила на 300 м меньше первоначальной длины. Как такое могло случиться? Кто же оказался похитителем?

Шерлок Холмс.

«Самое ценное — показания очевидцев. Надо узнать все, что только можно. Специальные знания для конкретного случая не нужны, нужна точная, углубленная и сосредоточенная работа мысли».

Ведущий.

Ребята, предлагаю провести мастер – класс для мистера Шерлока Холмса, показать, что науке принадлежит не последнее место в объяснении многих природных явлений и того, что является результатом деятельности человека. Покажем свои знания науки и умение мыслить логически. Убедим великого сыщика в том, что одно другого не исключает.

Далее вопросы из презентации чередуются с опытами, которые учащиеся объясняют, демонстрируя знание физики и её законов.

История с раздавленной цистерной.

Вот какой удивительный случай произошел на одной из железнодорожных станций.

В зимнее время было необходимо слить из цистерны очень вязкий мазут. На морозе он застыл. Чтобы мазут растопить, и он легче вытекал, его разогревали горячим паром, нагнетая пар через верхний люк ци­стерны. Мазут таял и вытекал через нижний люк. Когда цис­терна опустела, оба люка закрыли и оставили до утра.

Утром обнаружили, что железнодорожную цистерну, смяло, словно консервную банку. А ведь толщина ее стальных стенок 15 — 20 мм.

Вопрос.

Что же вызвало эту катастрофу?

Ответ.

Оставшийся в цис­терне пар от холода сконденсировался, внут­ри цистерны образовался вакуум, и атмосферное давление ее раздавило.

Вот к чему приводит незнание законов физики.

Демонстрация к истории с раздавленной цистерной.

В небольшую баночку от пепси-колы наливаем немного горячей воды и доводим её до интенсивного кипения (пара должно быть много). Затем плотно закрываем банку резиновой пробкой и поливаем холодной водой. Пар в банке при охлаждении конденсируется, возникает разность давлений внутри и снаружи банки, что и приводит к её деформации.

Вопрос.

Можно ли получить электрический ток, не имея источника тока?

Ответом на этот вопрос может стать опыт Фарадея и открытое им явление электромагнитной индукции (демонстрируем опыт, объясняем причину возникновения тока) (Слайд 4).

Вопрос.

Как Вы думаете, что изображено на фотографии? (Слайд 5)

Ответ.

Вы видите рентгеновский снимок кисти руки, полученный немецким физиком Вильгельмом Рентгеном. В 1895 году учёным было открыто излучение, получившее название X-лучи, обладающее способностью проникать сквозь мягкие ткани. В 1896 г. французские врачи Лонд и Бриссо получили снимок, благодаря которому удалось установить местоположение пули, застрявшей в голове пациента. Так началось применение рентгеновского излучения на практике.

В криминалистике для проведения исследований вещественных доказательств используется экспертная фотосъёмка, т.е. фотосъёмка в рентгеновских лучах для изучения внутреннего строения объектов без их разборки. Снимки, полученные в ходе следственных действий и кри­миналистических экспертиз, по своей правовой природе относятся к документам и могут использоваться в уголовном судопроизводстве.

Следует заметить, что эксперты используют и ультрафиолетовое излучение (для обнаружения пятен крови), а инфракрасное излучение помогает видеть в темноте.

История с вором-домушником.

В Заводском районе Саратова полицейские задержали 23-летнего мужчину. Как сообщили силовики, подозреваемый соорудил электромагнитную «удочку» и таскал с балкона нижнего этажа серебряную посуду, рассчитывая, что никто этого не заметит. Однако он был очень удивлён, когда столкнулся лицом к лицу с «заспанным» хозяином, вышедшим на балкон. Ещё большее потрясение незадачливый вор испытал в полиции.

Вопрос:

Что же так потрясло грабителя?

Ответ:

Незнание физики подвело преступника. Самым обидным для него оказалось то, что он воровал не серебро, а никелированное железо. Железо, никель, некоторые сплавы — это металлы, которые из-за своего специфического строения очень сильно притягиваются магнитом. Алюминий, медь, свинец, золото, серебро магнитом не притягиваются.

Демонстрация к истории с вором-домушником.

Болт обматываем проволокой и подключаем к батарейке. Получается электромагнит. Показываем, как притягиваются мелкие предметы из железа (скрепки, зажимы, гвозди), но не притягиваются серебряные колечки, цепочки и т. д.

История с фальшивомонетчиками.

Исаак Ньютон, великий английский физик, механик, астроном и математик в 1696 г. был назначен смотрителем Монетного двора.
Почти 30 лет жизни Ньютона были связаны с этим учреждением. За время работы в Монетном дворе ему удалось разоблачить несколько десятков фальшивомонетчиков. Поставив сыск на научную основу, он многих разыскал сам.

Вопрос.

Каким известным способом учёный разоблачал преступников?

Ответ.

«Эврика!» («Нашел!») — именно этот возглас, согласно легенде, издал древнегреческий ученый и философ Архимед, открыв принцип вытеснения и плавучести тел. Легенда гласит, что сиракузский царь Герон II попросил мыслителя определить, из чистого ли золота сделана его корона, не причиняя вреда самому царскому венцу. Взвесить корону Архимеду труда не составило, но этого было мало — нужно было определить объем короны, чтобы рассчитать плотность металла, из которого она отлита, и определить, чистое ли это золото.

Дальше, согласно легенде, Архимед, озабоченный мыслями о том, как определить объем короны, погрузился в ванну — и вдруг заметил, что уровень воды в ванне поднялся. И тут ученый осознал, что объем его тела вытеснил равный ему объем воды, следовательно, и корона, если ее опустить в заполненный до краев таз, вытеснит из него объем воды, равный ее объему. Решение задачи было найдено и, согласно самой расхожей версии легенды, ученый побежал докладывать о своей победе в царский дворец, даже не потрудившись одеться.

Именно законом Архимеда пользовался Ньютон, разоблачая фальшивомонетчиков.

Ведущий.

В наши дни криминалистика неразрывно связана с химией. Большинство экспертиз проводится на основе химических реакций. Будь то баллистическая экспертиза, токсикология или определение волокна. Например, если при сжигании материала, мы почувствуем запах жженых перьев, можно сделать вывод что - это шерсть. Так как, это ткань животного происхождения, в ней содержится белок, что и обеспечивает характерный запах.

Приведём ещё примеры.

Мошенники в торговле.

Очень давно известно, что нечестные торговцы подмешивали в сметану или муку крахмал, чтобы увеличить свою прибыль; для борьбы с такими мошенниками по рынку ходили контролёры, у которых под рукой был раствор йода. Одной капли было достаточно, чтобы разоблачить любителей " подгустить " вкусный продукт.

Вопрос:

Как обнаружить наличие крахмала в муке или сметане?

Ответ:

При добавлении йода в испорченный крахмалом товар тотчас появлялась синяя окраска. Характерный синий цвет появляется в результате взаимодействия йода с крахмалом, содержащимся в муке или сметане. При необходимости реагент и объект поиска можно поменять местами и использовать крахмал для обнаружения йода. В отсутствие крахмала добавление йода не вызывает посинение.

Демонстрация к истории с мошенниками в торговле.

В двух стаканах с водой разводим муку из разных упаковок. В раствор добавляем капельку йода и в одном из стаканов обнаруживаем посинение раствора, что говорит о присутствии в муке крахмала.

Огонь из льдины.

Один из героев книги Жюля Верна «Путешествия и приключения капитана Гаттераса» изобретательный доктор Клаубонни добыл огонь с помощью куска льда.

Вопрос.

Как это можно сделать?

Ответ.

Доктор вырезал изо льда большую выпуклую линзу и отполировал её руками. Линза собрала солнечные лучи и зажгла бумагу.

«Предсказание шторма»

Летом 1932 г. на плавающем в Арктике ледоколе “Таймыр” произошёл следующий случай. С его борта периодически запускали наполненные водородом метеорологические шары-зонды, предназначенные для исследования направления и скорости ветра на различных высотах верхних слоёв атмосферы. Однажды в ясную, не предвещающую ухудшения погоду, один из аэрологов, держа в руках надутый, приготовленный к запуску шар-зонд, случайно прикоснулся к нему лицом… и тотчас вскрикнул от резкой боли в ушах. Присутствующие при этом сотрудники удивились, даже посмеялись. Однако повторить “эксперимент” никто не пожелал: слишком уж неправдоподобным показалось то, что упругий, податливый резиновый шар может причинить боль. Правда, о произошедшем всё же сделали запись в вахтенном журнале. Ночью на “Таймыр” обрушился сильный шторм. Не так уж редко бывает, когда случай наталкивает на открытие.

Вопрос:

Что же открыли учёные?

Ответ: Перед приближением шторма оболочка шара-зонда начинает вибрировать с частотой 6–13 Гц. Она не издаёт слышимых звуков, но если попытаться прислонить к ней ухо, барабанная перепонка откликается сильной болью. Распространяясь со скоростью 1200 км/ч, эти инфразвуковые колебания несут информацию о приближающемся шторме. Оснащение кораблей и береговых служб устройством для улавливания инфразвуковых колебаний позволило эффективно заблаговременно предсказывать шторм.

Демонстрация к истории «Предсказание шторма»

С помощью простой демонстрации покажем, что звук способен вызвать вибрации, колебания мембраны. Натянем полиэтиленовый пакет (лучше чёрного цвета) на глубокую миску как можно туже, а сверху на него насыплем сахарный песок. Поднесём к миске кастрюлю и ударим несколько раз в неё деревянной ложкой. Крупинки сахара начинают подпрыгивать, хотя миску мы не трогаем. Дело в том, что звуковые волны вызывают колебания пакета, что и приводит к подпрыгиванию крупинок сахара. Аналогично неслышимый инфразвук вызывает колебания мембран приборов, предсказывающих приближение шторма.

«Забавное купание»

Писатель Марк Твен, посетивший Мертвое море, с комичной обстоятельностью описывает необычайные ощущения, которые он и его спутники испытали, купаясь в тяжелых водах этого моря:

„Это было забавное купанье! Мы не могли утонуть. Здесь можно вытянуться на воде во всю длину, лежа на спине и сложив руки на груди, причем большая часть тела будет оставаться над водой. Вы не можете плыть на спине, подвигаясь сколько-нибудь заметно, так как ноги ваши торчат из воды, и вам приходится отталкиваться только пятками. Подтвердите реальность описанного автором явления на опыте. Обоснуйте его.

Ответ.

Марк Твен не шутил. Высокая соленость Мертвого моря обусловливает одну его особенность: вода этого моря значительно тяжелее обыкновенной морской воды. Утонуть в такой тяжелой жидкости нельзя: человеческое тело легче ее. Вес нашего тела заметно меньше веса равного объема соленой воды и, следовательно, по закону плавания, человек не может в Мертвом море потонуть; он всплывает в нем, как всплывает в соленой воде куриное яйцо (которое в пресной воде тонет).

Демонстрация к истории «Забавное купание»

Опыт с обычной и соленой водой. В очень концентрированной солёной воде картофель (куриное яйцо) всплывает.

Ртутный термометр

Вопрос.

Можно ли на полюсе холода, где температура достигает -79⁰ измерить температуру ртутным термометром?

Ответ.

Нельзя, т.к. ртуть замерзает и становится твёрдым веществом при -39⁰.

Практическая задача

Имеются пустой стакан и кувшин с водой. Налить полный стакан воды так, чтобы в кувшине воды осталось столько же, сколько было изначально.

Решение.

Налить в стакан до краёв воду из кувшина и осторожно поставить его в кувшин.

Конечно, речь идёт о ёмкости с достаточно широким горлышком (мерная кружка ёмкостью 1 литр подойдёт).

Наручные часы

Вопрос.

Когда следует заводить наручные часы: утром или вечером?

Ответ.

Наручные часы правильнее заводить утром. Заводить наручные часы, сняв их с руки вечером, нежелательно, так как пружина нагрета, а после завода и последующего остывания она сильно деформируется и может лопнуть

Практическая задача

В блюдце с водой лежит монета. Достаньте монету из воды, не замочив руки.

Решение.

Укрепите на блюдце свечу, зажгите её и накройте стаканом. Через 5-7 секунд давление внутри стакана станет меньше атмосферного давления. За счёт разности давлений вода соберётся под стакан, и можно будет взять монету (идею решения задачи и её объяснение предоставляем учащимся).

Мыльные пузыри (демонстрация)

Вопрос.

Почему мыльный пузырь некоторое время поднимается вверх, а затем опускается?

Ответ.

Первоначально в пузыре тёплый воздух, который поднимает пузырь вверх. При остывании воздуха пузырь опускается.

Практическая задача.

Надуть воздушный шарик в пластиковой бутылке.

Попытки сделать это результатов не дают.

Решение.

Чтобы надуть шар, сделайте в бутылке отверстия. (Учащиеся надувают шар и объясняют, зачем нужны отверстия в бутылке).

Шерлок Холмс.

Вижу, что вы можете не только объяснять отдельные факты, но и применять свои знания в области физики к конкретным ситуациям. А знаете ли вы оборудование, приборы, с которыми работают физики? «Даже простой осмотр различных предметов под микроскопом выявляет множество деталей, очень важных для проведения следствия».

Ведущий

Сейчас, используя медиа тест, мы не только покажем знание физических приборов, но и посоревнуемся.

Конкурс-тест «Знаешь ли ты физические приборы?».

Для реализации конкурса понадобятся два ноутбука, два экрана и два медиа проектора. Если есть возможность, участие в конкурсе могут принять трое и более учащихся.

Конкурс завершается награждением победителя.

После поздравлений посыльный приносит Шерлоку Холмсу телеграмму.

Холмс зачитывает её вслух.

-Уважаемый мистер Холмс, в Лондоне опять совершено загадочное преступление, и срочно требуется Ваша помощь.

Подпись: доктор Ватсон.

Шерлок Холмс

Друзья! Вы порадовали меня своими знаниями и убедили, что одного дедуктивного метода недостаточно для продуктивной работы. Наука обладает огромным арсеналом методов и технологий. Овладевайте знаниями, стремитесь полноценно использовать их в своей деятельности, не останавливайтесь на достигнутом.

А меня ждут новые дела, о которых, возможно, вы узнаете из отчётов доктора Ватсона.

До свидания!

Ведущий даёт оценку работе учащихся и завершает мероприятие.

Литература:

Я.И. Перельман «Занимательная физика»

Журнал "Юный техник", N12, 1987

"Физика - юным", М.: Просвещение. 1979 г.

Л. Гальперштейн «Забавная физика». 1993 г.

Ланина И.Я. "Ситуации на уроках физики" Л.: 1989.

http://somit.ru/now_lab/virtualka21-2.htm

10