Внеклассное мероприятие по физике "Наука ковала победу"

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Коровяковская средняя общеобразовательная школа»

Глушковского района Курской области

Карыжский филиал

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ИНТЕГРИРОВАННОГО УРОКА «НАУКА КОВАЛА ПОБЕДУ»

Подготовила:

учитель физики и математики

Кругловенко Валентина Яковлевна

с. Карыж

2025г.

Тема урока: Наука ковала Победу

Цель урока:

Познакомить обучающихся с вкладом советских учёных математики, физики в победу над фашизмом в годы Великой Отечественной войны и на современном этапе.

Задачи урока:

1. Изучить роль науки в ВОВ, привести примеры взаимодействия науки и техники в героические годы войны, показать роль науки в военном деле на современном этапе;

2. Формировать у обучающихся гражданскую ответственность, историческую память;

3. Развивать интерес к дисциплинам естественнонаучного цикла и творческие способности обучающихся.

Ход урока

I часть урока - Информационная

Обучающиеся предварительно поделены на группы физиков и математиков. Представителям групп дано опережающее задание по теме занятия.

1. Вступительное слово преподавателя

Великая Отечественная война всколыхнула весь народ, в том числе и людей, занимающихся наукой, и, конечно, физиков. Наука и техника тоже встали на военную вахту. Какой бы новый вид вооружения не создавался, он неминуемо опирается на физические законы: рождалось первое артиллерийское оружие - приходилось учитывать законы движения тел (снаряда), сопротивление воздуха, расширение газов и деформацию металла; создавались подводные лодки – и на первое место выступали законы движения тел в жидкостях, учет архимедовой силы; проблемы бомбометания привели к необходимости составления таблиц, позволяющих находить оптимальное время для сброса бомб на цель. Деятельность ученых в военные годы - это замечательный образец самоотверженного и напряженного творческого труда. История сохранила нам немало ярких доказательств этому. И вот некоторые примеры:

1 Обучающийся группы физиков

Создание гвардейского миномета БМ-13 («Катюша»).

Грозным оружием военного периода явился созданный советскими учеными и конструкторами гвардейский миномет БМ-13, широко известный под названием "Катюша". Снаряд этого орудия представлял собой пороховой реактивный двигатель, масса снаряда составляла 42,5 кг, длина его 1,5 м, дальность полета около 8 км. Полк таких реактивных установок за 8-10 секунд обрушивал на врага 384 снаряда, уничтожая живую силу и технику на площади свыше 100 гектаров.

Один пленный фашист рассказывал, что они никогда в жизни не испытывали такого ужаса. Заметим, что в ходе войны грозное оружие совершенствовалось, благодаря исследованиям крупных ф

2 Обучающийся группы физиков решает задачу у доски

ЗАДАЧА

Сила действовавшая на снаряд первой советской боевой ракетной установки “Катюша”, громившей захватчиков с самого начала войны 19,6 кН. Выпущенный из нее снаряд летел на расстояние 8 км. Какую работу совершила установка по выпуску всех снарядов, если их у нее 16?

3 Обучающийся группы физиков

Изобретение размагничивающих устройства для кораблей.

Для экспериментов по размагничиванию больших кораблей был выделен линкор "Марат". Именно на этом крупнейшем корабле нашего военно-морского флота при помощи размагничивающей обмотки тока физикам удалось в десятки раз уменьшить магнитное поле в непосредственной близости от киля - наиболее уязвимой части корабля. Уже в августе 1941 года основное боевое ядро кораблей на всех действующих флотах и флотилиях было защищено от магнитных мин противника. Работа группы ученых под руководством Игоря Васильевича Курчатова в г. Севастополе была сопряжена не только с большой ответственностью, но и опасностью..

Я хочу рассказать о просмотренном фильме «Аллегро с огнём» поставленном на реальных событиях.  С началом войны фашисты, пытаясь заблокировать Черноморский флот, начали забрасывать акваторию портов глубинными минами, которые не поддаются тралам. Для обезвреживания мин командование создаёт специальную группу. 

Первая мина, которую решают обезвредить, взрывается при подъёме и уничтожается понтон. Вторая мина - в последний момент замечают срабатывающее механическое реле — и мина взрывается. 

Следующая мина — магнитная, и для разминирования фарватера достаточно протянуть по нему баржу с металлоломом. Однако пробное траление успеха не дало — мины взрывались по какой-то неизвестной причине.  И так 6 мин подрят уносят наших самых умных минеров и командиров.

Уцелевший матрос катера перед смертью успевает сообщить, что мины взрываются на среднем ходу. Проанализировав информацию, матрос берёт патефон, пластинку с записью «Allegro con brio» из Пятой симфонии Бетховена и идёт к мине. В бетховенском «Аллегро с огнём» есть фрагмент, который, по его мнению, совпадает по спектру с шумом судна на среднем ходу. Поставив включённый патефон у датчика мины, он пытается убежать в укрытие, но иголка несколько раз соскакивает с поцарапанной пластинки. Тогда матрос ставит звукосниматель на середину пластинки, но отбежать от мины он уже не успевает — снова происходит взрыв. На этот раз мина взорвалась не автоматически.

Чудом выживший при взрыве, оглушённый, с обгорелым лицом, матрос радуется тому, что нашёл решение

Просмотр отрывка фильма «Аллегро с огнём»

4 Обучающийся группы физиков

Самолет солдат

«Самолет-солдат», «летающий танк» — так с гордостью на­зывали советские воины штурмовик Ил-2. Сергей Владими­рович Ильюшин разрабатывал его с середины 30-х годов. В 1942 году появился двухместный Ил-2М с двумя пушками и тремя пулеметами. Штурмовик мог нести также 600 кг бомб и восемь реактив­ных снарядов. Такого самоле­та не было ни у одной армии мира. Фашисты боялись наших «илов» как огня и называли их «Schwarz Tod» — «черная смерть». Одним залпом Ил-2 мог уничтожить несколько вражеских танков: малогабаритные противотанковые бомбы (они веси­ли всего 1,5 кг и в бомбоотсеках «ила» их помещалось 192) пробивали броню толщиной в 70 мм. Сброшенные за один заход с высоты 75-100 м, эти «ма­лышки» уничтожали все объекты на площади 15x70 м — половина фут­больного поля! Когда в небе появ­лялась «черная смерть», экипажи фашистских танков выскакивали из машин и разбегались.

5 Обучающийся группы физиков решает задачу у доски

ЗАДАЧА

6 Обучающийся группы физиков

Разработка мер по предупреждению явления флаттера.

В ходе испытания скоростных машин летчики столкнулись с явлением флаттера - внезапного разрушения самолета из-за появления интенсивных вибраций. Группа Мстислава Всеволодовича Келдыша, изучив это явление, разработала надежные меры по предупреждению флаттера. В результате такой работы наша авиация не знала потерь, связанных с этим явлением, и появилась возможность значительно увеличить скорость и маневренность самолетов.

В 1943 году инженер конструктор Семен Алексеевич Лавочкин писал: «Я знаю, что бы там ни придумал немец, я обязан придумать лучше. Я собираю всю мою волю и фантазию, ... все мои знания и опыт ..., чтобы в день, когда два новых самолета - наш и вражеский - столкнулись в военном небе, наш оказался победителем».

7 Обучающийся группы физиков

Создание радиотехнических средств и установок, предназначенных для военных целей: термоэлектрогенераторы, радиолокационные установки.

Немалый вклад в развитие радиотехнических средств и установок, предназначенных для военных целей, внес в годы Великой Отечественной войны академик А.Ф. Иоффе. Специально для партизанских отрядов им был разработан термоэлектрогенератор, служивший источником питания для радиоприемников и передатчиков. Он состоял из нескольких термоэлементов, крепившихся к дну солдатского котелка. В котелок наливалась вода, и он ставился на костер. Вода определяла температуру одних спаев, а температуру других "задавало" пламя костра, нагревающее дно котелка. Перепада температур в таком случае в 250-300 градусов хватало для надежного обеспечения питания переносной радиоаппаратуры партизан. Подобный термогенератор был прост по конструкторскому оформлению, удобен в эксплуатации, а главное - готовым к действию в любое время.

8 Обучающийся группы физиков задачу у доски

ЗАДАЧА

Радиоприёмник радиостанции Р - 108м может принимать волны длиной от 8,22 м до 10,71 м. В каком частотном диапазоне работает этот приёмник?

Преподаватель физики:

Советские ученые, конструкторы, инженеры с первых дней войны были полны решимости отдать все свои знания и силы, весь свой труд и опыт великому делу разгрома фашизма. «Все для фронта, все для победы!» - эти слова стали девизом миллионов людей.

Академик Сергей Иванович Вавилов писал: «Советская техническая физика ... с честью выдержала суровые испытания войны. Следы этой физики всюду: на самолете, танке, на подводной лодке и линкоре, в артиллерии, в руках нашего радиста, дальномерщика, в ухищрениях маскировки. Дальновидное объединение теоретических высот с конкретными техническими заданиями, неуклонно проводившееся в советских физических институтах, в полной мере оправдало себя в пережитые грозные годы».

Преподаватель математики:

Во время Великой Отечественной войны (1941–1945 гг.) математика играла важную роль в различных аспектах военных действий. Не только участвуя в боях , математики вносили свою лепту в Победу над фашизмом. Их вклад состоял в использовании тех специфических знаний и умений, которыми они обладали. Математики и инженеры разрабатывали методы оптимизации, решали задачи криптографии, баллистики и навигации. Вот несколько примеров того, как математика помогала в военное время:

1 Обучающийся группы математиков
Криптография
Математика активно использовалась для шифрования сообщений. Военные криптографы создавали сложные системы кодирования, чтобы защитить секретную информацию от перехвата противником.

2 Обучающийся группы математиков

Баллистика
Для точного попадания снарядов и бомб использовались сложные расчеты траекторий полетов. Баллистическая математика позволяла учитывать скорость ветра, сопротивление воздуха, гравитационные эффекты и другие факторы, влияющие на полет снаряда. Это повышало точность артиллерийских ударов и авиационных бомбардировок.

1Обучающийся группы математиков

Стратегическое планирование
Математические модели применялись для планирования операций, распределения ресурсов и оценки эффективности боевых действий. Теория игр, линейное программирование и другие разделы математики помогали командованию принимать оптимальные решения в условиях неопределенности.

2 Обучающийся группы математиков

Навигация
Развитие радионавигационных систем и методов расчета координат было критически важным для авиации и флота. Математические алгоритмы использовались для определения местоположения самолетов и кораблей, а также для прокладки маршрутов.

1Обучающийся группы математиков
Радиолокация
Математический анализ сигналов и волновых процессов лежал в основе развития радаров, которые играли ключевую роль в обнаружении вражеских самолетов и судов. Радиолокационная техника позволяла заблаговременно обнаруживать угрозы и координировать оборону.

3 Обучающийся группы математиков

Андрей Николаевич Колмогоров

Личность этого человека не нуждается в особом представлении , Андрей Николаевич Колмогоров - один из крупнейших математиков 20 века. Он является автором учебника Алгебры для 10-11 классов. Когда фашистская мразь вступила на родную землю, Андрей Николаевич наряду с другими учеными включился в борьбу против захватчиков на научном уровне. Используя теорию вероятности, ученый сумел разработать теорию наивыгоднейшего рассеивания артиллерийских снарядов, тем самым повысить меткость стрельбы и увеличит эффективность действия артиллерии.

4 Обучающийся группы математиков решает задачу у доски

Задача:

При обороне города необходимо расставить зенитные батареи так, чтобы обеспечить максимальную защиту стратегически важных объектов. Известно, что одна батарея может эффективно защищать круг радиусом 5 км. В городе находятся три важных объекта: завод, железнодорожный узел и электростанция, расположенные на вершинах равностороннего треугольника со стороной 10 км. Какое минимальное количество батарей потребуется для полной защиты всех объектов?

Решение:

Пусть
- А Завод
- В Железнодорожный узел
- С Электростанция
Все объекты образуют равносторонний треугольник со стороной 10 км.
Радиус действия одной батареи = 5 км
Значит, площадь защиты одной батареи - круг радиусом 5 км
Рассмотрим варианты размещения батарей:
- Если поставить батарею в центр треугольника, то она покроет только часть территории
- Если поставить батарею рядом с одним объектом, два других останутся незащищенными
Оптимальное решение:
- Разместить первую батарею так, чтобы она защищала завод и железнодорожный узел
- Разместить вторую батарею так, чтобы она защищала электростанцию и железнодорожный узел
- Две батареи, размещенные на середине сторон треугольника, обеспечат полную защиту
Ответ: Для полной защиты всех стратегически важных объектов потребуется минимум 2 зенитные батареи.

1Обучающийся группы математиков
Историческая справка: Подобные задачи решались с помощью номограмм специального бюро при НИИ математики МГУ под руководством Н.А. Глаголева. Они использовались при обороне городов и для оптимального размещения зенитных батарей вокруг Москвы

Преподаватель математики

Таким образом, математика была важной составляющей победы во ВОВ. Она способствовала развитию технологий, повышению точности и эффективности боевых действий, а также улучшению стратегического планирования.

2 Обучающийся группы математиков

Баллада о математике:

Как воздух, математика нужна,

Одной отваги офицеру мало.

Расчеты! Залп! И цель поражена

Могучими ударами металла.

И воину припомнилось на миг,

Как школьником мечтал в часы учения

О подвиге, о шквалах огневых,

О яростном порыве наступления

Но строг учитель был, и каждый раз

Он обрывал мальчишку резковато:

"Мечтать довольно! Повтори рассказ

О свойствах круга и углов квадрата!»

И воином любовь сбережена

К учителю, далекому, седому.

Как воздух. Математика нужна,

Сегодня Офицеру молодому!

II часть урока - Современный этап военной операции

Видеоролик отрывок из стихотворения «Письмо Деду, пропавшему без вести»

А знаешь, Дед, у нас опять война.
Беда пришла откуда и не ждали.
И снова поднялась моя страна
За русский мир бои, не за медали.

3 Обучающийся группы математиков

Перед учеными возникли запросы современного дня . Одно из направлений современной науки – это военные роботы.

Военные роботы - это автоматические устройства, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях , несовместимых с возможностями человека в военных целях. По своему назначению бывают:

- военно-транспортные роботы;

- поисково-спасательные роботы;

- роботы-минеры;

- пожарные роботы;

- роботы разведки и наблюдения;

- беспилотные подводные аппараты.

У машин нет страха и эмоций, свойственных человеческой природе. Стальные бойцы качественно выполняют поставленные задачи, железные гвардейцы спасают жизни своих солдат, отправляясь в дозор со спецзаданием.

Выступление Путина В.В. «Современная война – война математиков»-видеоролик

1 обучающийся команды физиков

Операция «Поток»

Шесть суток российские бойцы продвигались по газовой трубе диаметром всего 140 сантиметров, чтобы зайти в тыл врага Курской области. Главной задачей было очистить трубу от газа. Затем к точке выхода в районе Суджи стали подвозить боеприпасы и провизию. Добровольцы работали в условиях строгой секретности: использовали исключительно технику с электродвигателями, чтобы избежать выхлопных газов и лишнего шума. А когда подземные работы в трубе шли в местах под позициями противника накрывали залпами «Град», чтобы он ничего не услышал. Расстояние в почти 15 километров бойцы прошли за два дня, дышали гарью, с минимальным запасом еды и воды, практически без освещения, вдыхая даже через респираторы конденсат масла и гари. Кислорода нет, ничего нет. Бойцам приходилось идти группам по пять человек, чтобы держать дистанцию по десять метров и периодически расходиться друг от друга, чтобы дышать было легче. Из трубы был выкачан метан, но основная проблема – это токсичные испарения со стенок трубы. «Все углеводороды такого типа, их немного; это, в первую очередь, нейротропные яды. Поэтому, конечно, возможна потеря сознания, ступора, в самых тяжёлых состояниях; кома. Операция прошла успешно благодаря четким расчетам научных служб, ученых инженеров и физиков. Войдя в тыл врага, нашим войскам удалось освободить 10 населённых пунктов Суджанского района и изменить политическую ситуацию в мире.

Практическая часть

Обучающиеся группы делятся на подгруппы, в которые входят представители физиков и математиков. Каждая подгруппа выбирает командира, который получает у преподавателей физики и математики задания. На выполнение заданий дается время, по истечению которого группа презентует свои решения поставленных задач. Если задачи решены не все, то оставшиеся задаются домой. По результатам решений выставляются оценки обучающимся.

Задачи по математике

Задача 1:

Оптимизация поставок боеприпасов
Во время битвы за Москву в декабре 1941 года советское командование столкнулось с задачей своевременной доставки боеприпасов на передовую линию фронта. Представьте, что у вас есть три склада боеприпасов, расположенные в разных точках, и вы хотите доставить боеприпасы на два участка фронта.
Известна следующая информация:
Склад №1 имеет 2000 снарядов.
Склад №2 имеет 1500 снарядов.
Склад №3 имеет 2500 снарядов.
Участок фронта №1 требует 3000 снарядов.
Участок фронта №2 требует 4000 снарядов.
Расстояние между складами и участками фронта следующее:
От склада №1 до участка фронта №1 — 100 км.
От склада №1 до участка фронта №2 — 120 км.
От склада №2 до участка фронта №1 — 80 км.
От склада №2 до участка фронта №2 — 90 км.
От склада №3 до участка фронта №1 — 110 км.
От склада №3 до участка фронта №2 — 130 км.
Стоимость транспортировки одного снаряда на один километр составляет 10 рублей.
Вопрос: Каким образом нужно распределить доставку боеприпасов, чтобы минимизировать общие затраты на транспортировку?
Эта задача связана с транспортной задачей линейного программирования, где нужно найти оптимальное распределение ресурсов (боеприпасов) между пунктами назначения (участками фронта), минимизируя транспортные расходы.

Задача2:

Определение количества продовольствия для солдат
Во время обороны Ленинграда зимой 1941–1942 годов важно было обеспечить бесперебойное снабжение войск продовольствием. Командование получило данные о потребностях в продуктах питания для трех частей, дислоцированных на передовой линии обороны.
Известно, что суточная норма хлеба для солдата составляет 600 граммов, мяса — 125 граммов, жиров — 30 граммов, сахара — 35 граммов, крупы — 140 граммов.
Требуется определить общее количество продуктов, необходимых для обеспечения трёх частей, численностью 500, 700 и 800 человек соответственно, на срок в 10 дней.
Задача 3:
Максимальная скорость советского истребителя "ЯК-3" - 720 км/ч, скорость немецкого истребителя "Мессершмидт-109" на 120 км/ч меньше скорости "ЯК-3" и на 30 км/ч больше скорости "Фокке-Вульф 190-А". На сколько процентов скорость "Фокке-Вульф

190-А" меньше скорости "ЯК-3"?

Задачи по физике:

1. У пулемёта Дегтярёва после 50 выстрелов, непрерывно следующих друг за другом, температура повышалась до 120С. Чтобы избежать ожогов, детали, которые надо было брать руками, изготавливались из дерева, чтобы уменьшить … (теплопроводность).

2. Во время войны колонна автомашин иногда уходила из зоны бомбардировки резко увеличивая или уменьшая …(скорость).

3. Иногда самолёты заходя на бомбардировку в пике падали некоторое время вместе с бомбовым грузом. Этот элемент пилотажа выполнялся для того, чтобы повысить… (точность попадания).

4. Эффективность огнестрельного оружия характеризуется скоростью пуль и снарядов, поскольку от неё зависили… (дальность полёта, ударное действие).

5. В кадрах кинофильма «Направление главного удара» был показан способ перехода через топь болота в «мокроступах». Этот способ предложили солдаты для того, чтобы уменьшить…(давление).

Домашнее задание, закончить решать задачи.

Ведущий преподаватель:

Мы не забудем всех тех, кто создавал вооружение, делал открытия, выполнял важные теоретические исследования - это ученые-физики, конструкторы, исследователи, инженеры, изобретатели, техники, химики, биологи, математики, инженеры информационных технологий.

IV- Рефлексия

Предлагаю продолжить незаконченные фразы…..

• Мне запомнилось……

• Меня поразило……

• Меня заинтересовало……

• Меня тревожит…..

• Я вижу будущее моей Родины….

III-Итог урока:

Благодаря титаническому труду ученых, знаниям, практическому опыту и полету творческой мысли в короткие сроки совершенствуется уже имеющаяся техника и рождаются проекты новой боевой техники, разрабатываются материалы для создания надежного боевого оружия, создана основа для достижения нашими учеными и нашей отечественной наукой авангардного положения в мировой науке и технике. Не прекращаются научные исследования, которые в значительной степени приблизили Победу в годы Великой Отечественной войны и сейчас приближают Победу в специальной военной операции, начавшейся 24 февраля 2022 года. (Звучит песня «Мы с тобой, Россия)