Сценарий интегрированного химико-математического вечера «Путешествие в виртуальную реальность»

Сценарий интегрированного химико-математического вечера

«Путешествие в виртуальную реальность»

Цели проведения мероприятия:

Повышение положительной мотивации к изучению математики и химии и других учебных предметов.

Расширение кругозора обучающихся.

Развитие творческих способностей обучающихся.

Практическая связь полученных знаний о золотом сечении с профессиональной деятельностью, повседневной жизнью.

Оформление зала:

На сцене плакат с названием мероприятия.

Плакаты с высказываниями известных людей о золотом сечении.

Оборудование:

Проектор с компьютером, презентация по данной теме.

Видеофильм из документального сериала «Неизвестное об известном».

Макеты компьютеров.

Колба, 10% раствор аммиака, порошок карбоната натрия, концентрированная соляная кислота.

Вступительное слово преподавателя:

Известный астроном Иоганн Кеплер сказал: «Геометрия обладает двумя великими сокро­вищами. Первое - это теорема Пифагора, вто­рое - это деление отрезка в среднем и крайнем от­ношении. Первое можно сравнить с мерой золота, второе можно назвать драгоценным камнем».

Природа едина, и в ней существуют явления, которые являются универсальными. Геометрии, химии, биологии, физике, изобразительном искусстве, моде – везде можно наблюдать это явление. Речь идет об уникальном явле­нии, пронизывающим всю нашу жизнь. Это - золотое сечение.

Часть 1.

На сцене сидят два ученика, каждый со своим компьютером. На экране проецируется страница сайта, на котором общаются друзья.

Maxa: Привет. Как дела?

Olya: Да все о, кей!

Maxa: Чем занимаешься?

Olya: Ищу материал по химии и математике. Реферат задали. Кое-что нашла. А ты?

Maxa: Делать мне больше нечего, как такой скукотищей заниматься! Я лучше на компьютере поиграю, вот новую игру скачала…

Olya: Не скажи, я тут немного покопалась Интернете и узнала такое!

Maxa: И что ты там такое узнала?

Olya: Слушай, математика и химия тесно связаны друг с другом!

Maxa: Не надо меня загружать такой ерундой! Пока!

Оля встает из-за компьютера.

Оля: Ах, если бы ты знала, насколько это интересно!

Оля уходит.

Маша: Достали меня все со своими уроками! В лицее учат учителя, и эта туда же. Лучше я поиграю.

На экране заставка: игра «StarikHotabich @ himik – matematik».

Вдруг из компьютера начинает идти дым (опыт «Дым из колбы»). Появляется Старик Хотабыч.

«Дым из колбы»: В колбу емкостью 2-3 л насыпают порошок карбоната натрия Na₂CO₃ слоем 1-2 см и осторожно наливают 10%-ный водный раствор аммиака NH₃ в таком количестве. Чтобы его слой, покрывающий кристаллы. Был не толще 2 мм. Затем тонкой струйкой вливают в колбу немного концентрированной соляной кислоты HCl.

Маша: Ты кто?

Старик Хотабыч:я всем известный в НЕТЕ Старик Хотабыч, великий математик и известный химик…

Маша: Стоп, стоп! Откуда ты взялся?

Старик Хотабыч:Как откуда? Ты же сама меня и вызвала, о достопочтимый юзер виртуальной реальности.

Маша: Ничего я тебя не вызывала. Я только запустила игру…

Старик Хотабыч: Тебе, о посетитель игровых сайтов, должно быть известно, что не контролированное зависание в виртуальной реальности может привести к последствиям. И они на лицо (показывает на себя).

Маша: Ну, ты и загнул! А что же мне то теперь с тобой делать?

Старик Хотабыч:Предлагаю тебе, о файл моего сердца, совершить со мной путешествие по сети Интернета прямо в мой сайт.

Маша: И как же он называется?

СтарикХотабыч:«Starik Hotabich @ himik – matematik». (Старик Хотабыч, химик и математик».

Маша: А такое возможно?

Старик Хотабыч:В Интернете возможно все!

Часть 2.

На экране заставка: «Выберите нужную категорию: «Золотое сечение», «Когда дважды два – не четыре», «Чет или нечет», «Магические числа»».

Обучающийся 1. Теорему Пифагора знает каждый школьник, а что такое золотое сечение - далеко не все.

Человек различает окружающие его предметы по форме. Форма, в основе построения которой лежат сочетание симметрии и золотого сечения, способствует наилучшему зрительному восприятию и появлению· ощущения красоты и гармонии. Целое всегда состоит из частей, части разной величины находятся в определенном отношении друг к другу и к целому. Принцип золотого сечения - высшее проявление структурного и функци­онального совершенства целого и его частей в искусстве, науке, технике и природе. Золотая Пропорция создает зрительное ощущение гармонии и равновесия.

Обратимся к примерам.

В математике пропорцией называют равенство двух от­ношений: а : b = с : d. Отрезок прямой АВ можно разделить точкой С на две части следующими способами: на две равные части АВ : АС = АВ : ВС; на две неравные части в любом от­ношении (такие части пропорции не образуют); таким обра­зом, когда АВ : АС = АС : ВС. Последнее и есть золотое де­ление или деление отрезка в крайнем и среднем отношении.

Обучающийся 2.Золотое сечение - это такое пропорциональное де­ление отрезка на неравные части, при котором весь отрезок так относится к большей части, как сама большая часть относится к меньшей; или другими словами, меньший от­резок так относится к большему, как больший ко всему а : b = b : с или с : b = b : а.

Отрезки Золотой Пропорции выражаются бесконечной иррациональной дробью 0,618 ... , если с принять за единицу, а = 0,382. Числа 0,618 и 0,382 являются коэффициента­ми последовательности Фибоначчи. На этой пропорции базируются· основные геометрические фигуры.

Пентаграмма - выпуклая пятиугольная звезда, при­меняемая пифагорейцами как символ здоровья и служившая опознавательным знаком.

Обучающийся 3.То, что части красиво сло­женного человеческого тела находятся в определенной пропорции, знает каждый: не даром мы говорим о пропорционально сложенной фигуре. Голова человека тоже проявляет пропорции сечения.

Цейзинг проделал колоссальную работу. Он измерил около двух тысяч человеческих тел и пришел к выводу, что золотое сечение выражает средний статистический закон. Деление тела точкой пупа - важнейший показатель золотого сечения. Пропорции мужского тела колеблются в пределах среднего отношения 13 : 8 = 1,625 и несколь­ко ближе подходят к золотому сечению, чем пропорции женского тела, в отношении которого среднее значение пропорции выражается в соотношении 8 : 5 = 1,6. Худож­ники давно знают, что вопреки общему мнению, мужчины сложены красивее, чем женщины. У новорожденного про­порция составляет отношение 1: 1, к 13 годам она равна 1,6, а к 21 году равняется мужской. У женщин наблюдается отклонение от нормзолотого сечения, а обувь на высоком каблуке «восстанавливает» пропорцию, и принцип золотого сечения торжествует. Именно поэтому высокий каблук почти всегда входит в состав женского костюма.

Задание: измерьте свой рост или рост своего товарища с помощью сантиметровой ленты и расстояние от пупочной области до пола, рассчитайте свою пропорциональность.

Обучающийся 1.Пропорции золотого сечения проявляются и в от­ношении других частей тела - длина плеча, предплечья и кисти, кисти и пальцев и т. д.

Справедливость своей теории Цейзинг проверял на гре­ческих статуях. Наиболее подробно он разработал про­порции Аполлона Бельведерского. Пальцы человека со­стоят из 3 фаланг: основных, средних и ногтевых. Длина основных фаланг всех пальцев (кроме большого) равна сумме длин двух остальных фаланг. А длины всех фаланг каждого пальца соотносятся друг с другом по правилу Зо­лотой Пропорции...

Задание: обведите свою ладонь на листе бумаги, из­мерьте длину фаланг и проверьте соответствие ваших из­мерений правилу Золотой Пропорции.

Часть 3.

На экране возникает заставка: «Внимание! В программе обнаружен вирус».

На сцене появляется Вирус. Поет песню (под мелодию И. Дунаевского из кинофильма «Веселые ребята»).

Беда нечаянно нагрянет,

Когда её совсем не ждешь.

В программу вирус резко встрянет,

Когда на ссылку ты нажмешь,

Хоть раз нажмешь.

Зависли файлы и картинки,

И не «фурычит» Интернет.

На нарисованные смайлики

Никто не даст ответ,

Привет в ответ.

Вирус, тебе не хочется покоя!

Вирус, теперь программе и не жить.

Вирус, такой-сякой, что такое?

Держись-ка, вирус,

Ведь я хочу тебя лечить.

Старик Хотабыч:Опять ты вылез, о ничтожнейший из стирателей программ! Что тебе от меня надо?

Вирус: ну, ты же джин, типа исполняешь желания. Мне тоже парочку отоварь. Тогда тебе будет респект и уважуха от всех моих собратьев.

Старик Хотабыч:Я выполню твое желание, но в том случае, если ты ответишь на мои вопросы. А если наши зрители ответят на вопросы, то они получат небольшие сувениры.

Викторина.

Абсолютная величина числа. (Модуль).

График квадратичной функции. (Парабола).

Треугольник, у которого стороны 3, 4 и 5 частей. (Египетский).

Какую траву любят кошки? (Валериану).

Какой витамин синтезируется кожей? (Витамин Д).

Сотая часть числа. (Процент).

Частное двух чисел. (Отношение).

Что такое Н₂О? (Формула воды).

Утверждение, которое не требует доказательств. (Аксиома).

Сколько периодов в таблице Д.И. Менделеева? (7).

Маша: Эй ты,простейший внеклеточного строения! Ишь, чего захотел желания. Иди ка ты обратно в свой Интернет, а то от тебя и твоих респектов мой компьютер «виснет». Где тут мой антивирус?

Достает картинку с заставкой антивируса и дает её вирусу.

Вирус: ну мы еще встретимся в укромном углу Всемирной Сети.

Уходит.

На заставке: Файл вылечен. Хотите продолжить? Да.

Часть 4.

Обучающийся 2.Золотое сечение в химии

В XIX веке, между двумя великими учеными Франции, Бертолле и Прустом, возник спор, длившийся более 10 лет. Бертолле утверждал, что химические соединения имеют непостоянный состав, который зависит, от условий их получения и массы реагирующих веществ.

Пруст же пришел к выводу, что соединения имеют строго постоянный состав, не зависимый от условий их образования. Спор был разрешен учеными в пользу последнего. Родилась даже целая область химии, изуча­ющая соотношение атомов в соединениях и называемая стехиометрией.

Был открыт Закон кратных отношений: атомы раз­личных элементов, могут образовывать бесконечно много всевозможных сочетаний, соединенных силами химической связи, но, только некоторые из них, являются устойчивыми и сохраняются, а другие погибают, распадаются на более устойчивые соединения. Природа показывает: наиболее устойчивыми являются такие сочетания атомов, которые отвечают законам гармонии.

Обучающийся 3.Рассмотрим оксиды урана и хрома. При окислении урана состав образующихся оксидов изменяется не непрерывно, а скачкообразно. Между оксидами урана UО₂ и UО₃ обра­зуется целый ряд промежуточных соединений: U₂О₅, U₃О₈, U₅О₁₃, U₈О₂₁, U₁₃О₂₄, Как видим, соотношения атомов, равны отношениям чисел Фибоначчи, а те же отношения, в пределе, стремятся к квадрату Золотой Пропорции.

Аналогичный состав имеют и оксиды хрома: Сr₂О₅, Сr₃О₈, Сr₅О₁₃, Сr₈О₂₁.

Те же числа Фибоначчи определяют состав этих соединений.

Соединения с отношениями атомов 5/3, 8/5, 13/8, 21/13, 34/21, явно показывают стремление, к достижению Золотой Пропорции, т.е. к отношению атомов, равному

Ф = 1,61803.

Но это отношение - иррациональная величина, которая описывается целочисленным отношением атомов.

Обучающийся 1.Заглянем глубже. Рассмотрим строение самих атомов химических элементов. Определено, что ядра атомов, состоят из протонов и нейтронов. Масса каждого эле­мента определяется количеством протонов и нейтронов. Чем больше в ядре атома протонов, тем больше в нем и нейтронов.

Но, оказывается, чем больше атомный вес, тем боль­ше нарушается эта пропорция. Причем, чем больше но­мер элемента, тем больше в его ядре «избыточных» ней­тронов. Их число возрастает в таблице элементов, и у урана в ядре содержится 92 протона и 146 нейтронов - ­число избыточных нейтронов здесь достигает 54.

Отношение числа нейтронов к числу протонов возрас­тает, по мере усложнения атомов и увеличения их массы - ­от 1 у первых элементов, до величины 1,56 - 1,57 у последних элементов, т. е., близко к 1,6. Можно пред­положить, что в пределе, отношения в ядрах элементов стремятся к Золотой Пропорции. Это говорит о том, что не все еще химические элементы в нашей системе открыты нами. Возможно, потому, что их нет в бли­жайшем окружении, а возможности человечества, пока еще ограничены.

Обучающийся 2.Числа Фибоначчи проявляются при анализе рядов изотопов химических элементов. Так, наиболее рас­пространены в Природе изотопы с числами нейтронов в них 8, 20, 30, 50, 82, 126, которые называют «ма­гическими». Их сущность не объяснена. Характерно, что ряд «магических» изотопов обнаруживает свойство рекуррентности и, после деления на 6, преобразуется в ряд, очень близкий ряду Фибоначчи.

М. Марутаев, изучающий гармонию в Природе, обна­ружил связь ряда чисел Фибоначчи с Периодической систе­мой элементов Менделеева и с музыкальным рядом.

Можно с уверенностью, заключить: Золотая Пропорция и ряд чисел Фибоначчи - два проявления фундаменталь­ного свойства Природы. Они полностью причастны к ор­ганизации материи в системах неорганической химии.

Обучающийся 3. В природе существуют еще одни таинственные объекты.

Это - фракталы.

Ф ракталы (от лат. fractus - изломанный) - это объекты, которые обладают двумя важнейшими признаками: изломанностью и свойством самоподобия (или масштабной инвариантности). Примерами могут служить волны, фул­лерен, стереополимеры, снежинки.

Простые на первый взгляд снежинки столь же уникаль­ны, как и человеческая личность - на свете не найти двух одинаковых. Как обычная вода, замерзая, образует такое множество красивейших симметричных форм? А бывают пятиугольные или семиугольные снежинки? Все снежинки имеют строго шестиугольную форму.

Иоганн Кеплер, выдающийся немецкий астроном и ма­тематик, первым в свое время задался этим вопросом.

Обучающийся 1.Снежинки сохраняют сложную форму на протяжении всего пути, сохраняя при этом симметрию. Обращаясь к аналогиям в симметрии шестиугольных пчелиных сот и зе­рен граната, ученый открывает некоторые особенности этой формы. Например, из всех правильных геометрических фигур только треугольники, квадраты и шестиугольники могут заполнить плоскость, не оставляя пустот, причем пра­вильный шестиугольник покрывает наибольшую площадь. Ученый делает вывод, что форма сот и зерен обусловлена не природой их вещества и не внешними обстоятельствами, а уже заложена в них.

Носителем упорядочивающей силы является пар. Когда пар, содержащий в себе эту силу, сталкивается с фронтом холодного воздуха, он разбивает пространство на отдельные маленькие ячейки, имеющие шестиугольную форму. Именно потому, что правильные шестиугольники оптимальным образом заполняют плоскость. В этих «сотах» и образуются снежинки, отражающие порядок, присущий формообразующей силе.

Снежинки образуют шубу планеты - снежный по­кров. Представьте, количество снежинок, образующихся на планете за год, уже подсчитано. В одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, а по всей Земле - 10 в 24 степени. Вес самой снежинки всего около миллиграмма, редко - 2 ... 3.

Обучающийся 2.Формы и особенности строения снежинки подобны различным народам, населяющим страны планеты. В за­висимости от погодных условий в разных местах выпадает «свой» снег. В Прибалтике и в центральных областях, на­пример, часто идет снег в виде крупных, сложной формы разветвленных снежинок.

Весной 1944 года в Москве выпали хлопья размером до 10 сантиметров в поперечнике, похожие на кружащиеся блюдца. А в Сибири наблюдались снежные хлопья диаме­тром до 30 сантиметров.

Кстати, сам снег бывает не только белым. В арктических и горных регионах розовый или даже красный снег - обыч­ное явление. Виной тому водоросли, живущие между кри­сталлов. Но известны случаи, когда снег падал с неба уже окрашенный. Так, на Рождество 1969 года на территории Швеции выпал черный снег. Скорее всего, это впитан­ная из атмосферы копоть и промышленные загрязнения. В 1955 году около Даны, штат Калифорния, выпал фос­форесцирующий зеленый снег, унесший несколько жизней и причинивший тяжкий вред здоровью жителей, рискнувших попробовать его на язык. Возникали разные версии этого феномена, даже атомные испытания в штате Невада. Од­нако все они были отвергнуты, и происхождение зеленого снега осталось тайной.

Обучающийся 3.А еще снежинки очищают воздух от пыли и гари. Вот почему легко дышать во время снегопада. Снег больше от­ражает губительные спектры солнечных лучей. Наверное, поэтому у северян отсутствуют многие болезни, которые переносят южане.

Часть 5.

Старик Хотабыч: Ты не утомился, мой достопочтимый пользователь?

Маша: Нет. Только в голове немного все перепуталось.

Старик Хотабыч: Тогда я предлагаю в высокоскоростном уплотненном формате еще просмотреть материал о золотом сечении.

Маша: С удовольствием.

Фрагмент видеофильма из цикла «Необычное об обычном. Раздел Геометрия в жизни. Часть 2»

Оля: Я тебе звоню, звоню, а ты не отвечаешь. Ты где пропала?

Маша: Ты не поверишь. Я побывала в виртуальной реальности.

Оля: У тебя уже по-моему «крыша поехала» от компьютерных игр. А ты не забыла, что тебе реферат готовить?

Маша: А он у меня уже готов. Называется «Золотое сечение». Я с помощью этого реферата две оценки получу по математике и по химии, а может он и еще где-нибудь пригодится.

На сцену выходят все участники вечера. Заключительная песня.

Заключительное слово преподавателя.

В заключении хотелось бы отметить, что естественно-математическое образование и развитие математических способностей необходимы не только тому, кто впоследствии займется научными исследованиями в области математики, химии, физики, астрономии или инженерного дела, но и тому, кто станет экономистом, коммерсантом, организатором производства, агрономом, квалифицированным рабочим. Математический стиль мышления, умение рассуждать строго, без логических скачков нужны также будущим юристам и историкам, биологам и лингвистам, врачам.

Жизнь – удивительный дар природы, но чтобы она приносила радость, нужно научиться трудиться с увлечением, стремиться облегчить свой труд и усовершенствовать привычные формы. Миллионы людей в нашей стране и за рубежом принимают участие в изобретательстве, совершенствовании орудий труда и методов их использования. Такая привычка мыслить, открывать новое в обыденном окажет вам огромную помощь в вашей профессиональной деятельности и позволит превратить труд во внутреннюю потребность.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/305014-scenarij-integrirovannogo-himiko-matematiches