Физика и медицина.Рабочая учебная программа .

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя школа №1 г. Павлово

Рабочая учебная программа по

_______элективному курсу по физике __________

_для 9 «А» , 9 «Б» классов (общеобразовательного)_

Год разработки 2016

составлена на основе «Программы элективных курсов.Физика.9-11 классы.Профильное обучение.Составитель: В.А.Коровин.,»Дрофа»,2007г.

и авторской программы «Физика и медицина», С.М.Новиков, _ М. « Дрофа», 2007г.

Программу составила __ Иванова Татьяна Игнатьевна_

Пояснительная записка.

Рабочая программа элективного курса по физике в 9 классе на 2018- 2019 учебный год составлена на основе «Программы элективных курсов. Физика. 9-11 классы. Профильное обучение», составитель: В.А. Коровин, - «Дрофа», 2007 г. и авторской программы:С.М.Новиков «Физика и медицина» ,М., «Дрофа», 2007г.

Курс рассчитан на 1 полугодие обучения – 9 класс. 17 часов (1 час в неделю из расчёта 17 рабочих недели).

Количество часов на полгода по программе: 17.

Элективный курс предназначен для учащихся 9 классов общеобразовательных школ в качестве предпрофильной подготовки. Предполагает такое развитие школьников, которое обеспечивает переход от обучения к самообразованию.

Основные цели курса:

знакомство с основными методами применения физических законов в медицине;

развитие познавательного интереса к современной медицинской технике и проблемам здравоохранения;

формирование умения выдвигать проблемы и гипотезы, строить логические умозаключения, пользоваться индукцией, дедукцией, методами аналогий.

Ожидаемыми результатами элективных занятий являются'.

получение учащимися представлений о проявлении физических законов и теорий в медицине, методах науч­ного познания природы;

развитие познавательных интересов, интеллектуаль­ных и творческих способностей на основе опыта само­стоятельного приобретения новых знаний, анализа и оценки новой информации;

сознательное самоопределение ученика относительно профиля дальнейшего обучения или профессиональной деятельности.

Содержание элективного курса базируется на материале курса физики, изучаемой в основной школе в соответствии с программой общего образования по физике.

Знания учащихся по результатам изучения курса оценивают с помощью тестирования.

Требования к уровню подготовки учащихся

В процессе занятий учащиеся приобретают умения и навыки :

Познавательной деятельности:

проведение наблюдений и экспериментов, осуществление измерений физических величин – длины, массы, давления, силы;

 определение структуры объекта познания, поиска и выделения значимых и функциональных связей и отношений между частями целого;

 творческое решение учебных и практических задач, самостоятельно выполнять различные творческие задачи, участвовать в проектной деятельности, самостоятельно и мотивированно организовывать свою познавательную деятельность;

Информационно-коммуникативной деятельности:

 осуществление сбора, переработки и представления информации по заданной теме, используя различные источники;

 передача содержания информации адекватно поставленной цели, перевод информации из одной знаковой системы в другую, выбор знаковой системы в соответствии с коммуникативной ситуацией;

 использование мультимедийных ресурсов и компьютерных технологий для обработки, передачи, систематизации информации, создание презентаций результатов познавательной и практической деятельности;

 участие в дискуссии, следование этическим нормам и правилам ведения диалога;

Рефлексивной деятельности:

 оценивание своей деятельности, предвидение возможных результатов своих действий, учёт мнения других людей при определении собственной позиции и самооценки;

 осуществление осознанного выбора путей продолжения образования или будущей профессиональной деятельности.

Календарно-тематическое планирование

Содержание курса

Невесомость и перегрузки. Центрифугирование

(2ч)

Функционирование организма человека в условиях одновременного воздействия силы тяжести и силы реак­ции опоры. Особенности поведения человеческого орга­низма при невесомости, когда органы человека не ока­зывают давления друг на друга. Движение тела человека в условиях невесомости. Ориентация тела человека при безопорном «плавании» в невесомости.

Неинерциальные системы отсчета. Особенности по­ведения человеческого организма при перегрузках. Оп­тимальные положения тела человека при разных пере­грузках. Использование центрифуг в космической ме­дицине для подготовки людей к работе в условиях перегрузок. Центрифугирование — процесс отделения (сепарации) мелких частиц от жидкостей, в которых они находятся. Применение центрифуг в медико-биологиче­ских исследованиях для разделения биополимеров, ви­русов и субклеточных частиц.

Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации человека

(1ч)

Структура уха человека. Составляющие вестибуляр­ного аппарата, расположенного во внутреннем ухе. Ре­акция вестибулярного аппарата на равнодействующую сил, действующих на человека. Восприятие человеком состояния невесомости и перегрузок посредством вести­булярного аппарата как необычных состояний, к кото­рым необходимо приспособиться.

Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека

(1ч)

Фаланги пальцев как пример одноосных соединений. Проявление двухосного соединения при вращении чере­па вперед и назад. Шаровой шарнир в тазобедренном суставе человека как пример трехосного соединения. Рычаги первого, второго и третьего родов в организме человека.

Удержание человеком равновесия с помощью сово­купности рычагов, входящих в опорно-двигательную систему человека.

Работа и мощность человека. Эргометрия

(1ч)

Работа и мощность человека при кратковременных и продолжительных усилиях. Статическая и динамическая работа мышц человека. Эргометры — приборы для изме­рения работы человека или отдельных его членов. Вело­эргометр.

Характеристики слухового ощущения.

Звуковые измерения

(2ч)

Природа звука. Виды звука: тоны (музыкальные зву­ки), шумы, звуковые удары. Физические характеристики звука. Тембр и громкость звука. Обертоны. Порог слы­шимости. Действие звука на человеческий организм в зависимости от уровня интенсивности звука. Звуковое давление. Физические основы устройства аппарата речи и слуха человека. Физические основы звуковых методов исследования в медицине. Стетоскоп и фонен-доскоп. Применение ультразвука в медицине. Особен­ности воздействия инфразвуковых колебаний на орга­низм человека.

Физические основы клинического метода измерения давления крови.

Физические свойства нагретых и холодных сред, используемых для лечения.

Применение низких температур в медицине

(2 ч)

Физические основы измерения давления крови в плечевой артерии. Систолическое и диастолическое (верхнее и нижнее) давление в артерии. Сфигмотоно- метр с ртутным манометром. Сфигмотонометр с метал­лическим мембранным манометром. Измерение кровя­ного давления с помощью электронной аппаратуры.

Абсолютная и относительная влажность. Оптималь­ный воздушно-тепловой режим для жизнедеятельности человеческого организма. Методы контроля воздуш- но-теплового режима. Способы искусственного измене­ния абсолютной и относительной влажности.

Применение в лечении сред с большой удельной теп­лоемкостью (вода, грязи, солевые растворы), а также сред с большой удельной теплотой фазового превраще­ния (парафин, лед). Использование низкотемпературно­го метода (криогенная медицина) разрушения ткани при замораживании и размораживании (удаление миндалин, бородавок и т. п.).

Механические свойства твердых тел и тканей организма.

Физические основы электрокардиографии

(2ч)

Биоэлектрические потенциалы в клетках и тканях человека. Определение состояния сердечной деятельности с помощью биопотенциалов. Принцип работы медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы. Регистрация электрического поля сердца на точках поверхности тела человека с помощью электродов. Электрокардиограмма как временные зависимости напряжения в разных точках поверхности тела человека.

Электростимуляторы. Стимуляторы центральной нервной системы (электросон, электронаркоз), нервно-мышечной системы, сердечно-сосудистой системы (кардиостимуляторы, дефибрилляторы) и т. д.

Оптическая система глаза и некоторые ее особенности

1ч)

Строение глаза человека. Аккомодация приспособление глаза к четкому видению различно удаленных предметов (наводка на резкость). Расстояние наилучшего зрения. Острота зрения и способы ее проверки. Чувствительность глаза к свету и цвету. Близорукость и дальнозоркость дефекты зрения, способы их исправления. Оптические иллюзии.

Волоконная оптика и ее использование в медицинских приборах.

Использование рентгеновского излучения в медицине. Тепловое излучение тел

(1ч)

Устройство рентгеновской трубки, принцип ее работы. Рентгенодиагностика, просвечивание внутренних органов человека с диагностической целью. Рентгеноскопия рассмотрение изображения на рентгенолюминесцирующем экране. Рентгенография фиксирование изображения на фотопленке. Рентгенотерапия применение рентгеновского излучения для уничтожения злокачественных образований.

Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей. Теплоотдача организма. Понятие о термографии. Инфракрасное излучение и его применение в медицине. Ультрафиолетовое излучение и его применение в медицине.

Использование токов высокой частоты в лечебных целях. Высокочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура, аппараты электрохирургии. Лазеры и их применение в медицине.

Использование радиоактивных изотопов в медицине

(2 ч)

Радиоактивность. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Методы, использующие изотопные индикаторы (меченые атомы) с диагностическими и исследовательскими целями. Методы, использующие ионизирующее излучение радиоактивных изотопных материалов для биологического действия с лечебной целью. Гамма-топограф (сцинтиграф) — прибор для обнаружения распределения радиоактивных изотопов в разных органах тела человека. Применение изотопных индикаторов для исследования обмена веществ в организме человека.

Защита от ионизирующего излучения. Дозиметрические приборы. Защита от альфа-, бета- и гамма-излучений. Защита от рентгеновского излучения. Ионизирующее действие космических лучей. Причины, порождающие космические лучи. Радиационные пояса Земли.

Демонстрации

Невесомость.

Модель центрифуги.

Колеблющееся тело как источник звука.

Запись колебательного движения.

Практическое применение ультразвука.

Сфигмоманометр и сфигмотонометр.

Измерение влажности воздуха психрометром и гигро­метром.

Человеческий глаз как оптический аппарат (на моде­ли).

Волоконная оптика.

Применение ультрафиолетового излучения. Применение инфракрасного излучения.

Получение электрических колебаний высокой частоты с помощью генератора УВЧ.

Полупроводниковый лазер.

Ионизирующее действие радиоактивного излучения.

Устройство и принцип действия счетчика ионизирующих частиц.

Формы и средства контроля

Знания учащихся по окончании изучения курса оцениваются с помощью теста.

1. Космический корабль после выключения ракетных двигателей движется вертикально вверх, достигает верх­ней точки траектории и затем движется вниз. На каком участке траектории в корабле наблюдается состояние невесомости? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1) Только во время движения вверх; 2) только во вре­мя движения вниз; 3) только в момент достижения верх­ней точки траектории; 4) во время всего полета с нерабо­тающими двигателями.

1. В космическом корабле, летящем к далекой звезде с постоянной скоростью, проводят экспериментальное исследование колебаний пружинного маятника. Будут ли отличаться результаты этого исследования от анало­гичного, проводимого на Земле?

1) Нет, не будут, результаты будут одинаковыми при любых скоростях корабля; 2) будут отличаться вслед­ствие релятивистских эффектов, если скорость корабля близка к скорости света; нет, при малых скоростях ко­рабля результаты будут одинаковыми; 3) да, так как в ко­рабле на маятник действует еще и сила инерции; 4) да, так как из-за отсутствия взаимодействия с Землей маят­ник не будет колебаться.

1. Шприцем набирают воду из стакана. Почему вода поднимается вслед за поршнем?

1) Молекулы воды притягиваются молекулами по­ршня; 2) поршень своим движением увлекает воду;

1. под действием атмосферного давления; 4) среди при­веденных объяснений нет правильного.

1. Мы можем услышать звуковой сигнал от источни­ка, скрытого за препятствием. Этот факт можно объяс­нить, рассматривая звук как:

1) механическую волну; 2) поток частиц, вылетающих из источника звука; 3) поток молекул, составляющих воздух и движущихся от источника звука поступательно;

1. вихревой поток воздуха, идущий из источника звука.

1. Повышение влажности приводит к нарушению теплового обмена человека с окружающей средой. Это связано с тем, что при этом изменяется:

1) удельная теплоемкость воздуха; 2) скорость испа­рения влаги с поверхности тела; 3) атмосферное давле­ние; 4) содержание кислорода в воздухе.

1. Оптимальное значение относительной влажности для человека с точки зрения медицины 40—60%. Какое количество воды при данных значениях находится в 1 м³ воздуха при температуре 200 °С? Плотность насыщен­ного водяного пара при данной температуре равна 17,3 г/м³.

1) 6,92 г и 10,38 г; 2) 69,2 г и 103,8 г; 3) 0,692 г и 1,038 г; 4) 17,3 г и 17,3 г.

1. При лечении электростатическим душем к элект­родам прикладывается разность потенциалов 100 В. Ка­кой заряд проходит между электродами за время проце­дуры, если известно, что электрическое поле совершает при этом работу, равную 1800 Дж?

1) 180 000 Кл; 2) 18 Кл; 3) 1900 Кл; 4) 1700 Кл.

1. Мальчик читал книгу в очках, расположив книгу на расстоянии 25 см, а сняв очки, — на расстоянии 12,5 см. Какова оптическая сила его очков? Считать мышечное напряжение глаз в обоих случаях одинаковым.

1) 1 дптр; 2) 2 дптр; 3) 3 дптр; 4) 4 дптр.

1. Расположите в порядке возрастания длины волны электромагнитные излучения разной природы: а) инф­ракрасное излучение Солнца; б) рентгеновское излуче­ние; в) излучение СВЧ-печей.

1) а, б, в; 2) б, а, в; 3) в, б, а; 4) эти излучения не являются электромагнитными волнами.

10.Коренное население Африки имеет темный цвет кожи. Это связано:

1) только с воздействием ультрафиолетового излуче¬ния Солнца на кожу; 2) с тем, что при данном цвете ко¬жи устанавливается оптимальный тепловой режим орга¬низма человека; 3) с тем, что при данном цвете кожи че¬ловек лучше «сливается» с окружающей местностью; 4) только с воздействием инфракрасного излучения солнца.

11.На рентгеновском снимке размеры изображений предмета всегда:

1) больше его истинных размеров; 2) меньше его истинных размеров;

3) равны его истинным размерам.

12.Какой вид излучения; альфа-, бета- или гамма-, представляет для человека наибольшую опасность при непосредственном контакте?

1) гамма-излучение; 2) бета-излучение; 3) альфа-из¬лучение; 4) гамма- и бета-излучения.

13.При реакции самопроизвольного деления атомно¬го ядра происходит:

1) испускание ядром электромагнитных волн; 2) разделение ядра на ядро меньшей массы и альфа-частицу;

3)разделение ядра на два соразмерных по массе ядра;

4)любой из указанных процессов.

КОДЫ ПРАВИЛЬНЫХ ОТВЕТОВ

Номер вопроса 1 2345678 9 10 11 12 13 Вариант ответа 413121242 2 13 1

Литература

1.Блудов М. И. Беседы по физике: Книга для учащихся старших классов средней школы / Под ред. J1. В. Тарасова. М.: Просвещение, 1992.

2.Богданов К. Ю. Физик в гостях у биолога. М.: Наука, 1986.

3.Бялко А. В. Наша планета — Земля. М.: Наука, 1983.

4.Грегори Р. Разумный глаз / Пер. с англ. М.: Мир, 1972.

5.Зверева С. В. В мире солнечного света. JI.: Гидро- метеоиздат, 1988.

6.Маковецкий 77. В. Смотри в корень! / Сборник любопытных задач и вопросов. М.: Наука, 1984.

7.Полищук В. Р. Как исследуют вещества. М.: Нау¬ка, 1989.

8.Ремизов А. Н. Курс физики, электроники и ки¬бернетики для медицинских институтов: Учебник. М.: Высшая школа, 1982.

9.Хилькевич С. С. Физика вокруг нас. М.: Наука, 1985.

Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека.

Опорно-двигательный аппарат человека состоит из сочлененных между собой костей скелета, к которым в определенных точках прикрепляются мышцы. Кости скелета действуют как рычаги, которые имеют точку опоры в сочленениях и приводятся в движение силой тяги, возникающей при сокращении мышц.

Рычагом называется твердое тело, которое может вращаться около неподвижной оси. Различают три вида рычагов:

1. Когда точка опоры лежит между точками приложения действующей силы F и силы сопротивления R.

О

а

F

b

R

Условие равновесия рычага Fа = Rb.

Пример: череп, рассматриваемый в сагиттальной плоскости. (Сагиттальный - расположенный в переднезаднем направлении. Сагиттальные плоскости (мнимые) проходят вертикально спереди назад вдоль тела; только срединная сагиттальная плоскость делит его на две симметричные половины). Ось вращения О проходит через сочленение черепа с первым позвонком.R - сила тяжести головы, приложенная в центре тяжести. F- сила тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости.

1. Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления R, а силаFприложена на конце рычага.

F

a

O

b

R

Условие равновесия рычага Fa = Rb, ноа b, следовательно,F R, то есть рычаг дает выигрыш в силе, но проигрыш в перемеще-

нии и называется рычагом силы.

Пример: действие свода стопы при подъёме на полупальцы. ОпоройОслужат головки плюсневых костей.R- сила тяжести всего тела, приложена к торанной кости.F - мышечная сила, осуществляющая подъём тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости.

1. Когда сила Fприложена ближе к точке опоры, чем силаR.

F

a

a

O

R

b

Условие равновесия рычага  .F_a=Rb,ноа , следовательно,F R, то есть рычаг дает проигрыш в силе, но выигрыш в перемещении и называется рычагом скорости.