«Экологическое образование и воспитание учащихся на уроках физики»

Методическая работа

«Экологическое образование

и воспитание учащихся на уроках физики»

Учитель физики

Тедеева Л.Я.

2016г

Экологические проблемы в условиях научно-технического прогресса

Как известно, возникновение жизни ознаменовало начало особого этапа в развитии нашей планеты. Ученые доказали, что жизнь стала оказывать возрастающее влияние на процессы, происходящие в природе. Под действием солнечного света атмосфера насыщалась кислородом, создавался почвенный слой, изменялся химический состав Мирового океана. Жизнь оказывала и оказывает огромное влияние на процессы, происходящие в природе. Формировалась естественная среда - биосфера в которой в течении миллионов лет существовало равновесие. В условиях научно-технической революции равновесие в биосфере резко нарушается, вызывая неблагоприятные последствия.

Результатом нарушения равновесия в природе являются многочисленные и разнообразные экологические проблемы. Поэтому вопросы охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов и их воспроизводства стала особенно актуальной, поскольку влияние человека на природу приобрело глобальный характер.

Проблемы охраны окружающей среды волнует все человечество и им отводится все более важное место в различных областях международного сотрудничества. Технический прогресс, широкое вовлечение природных ресурсов в производственную деятельность, ускоряющийся рост численности населения привели к резкому изменению природной среды: накоплению углекислого газа и тепла в атмосфере, загрязнению и отравлению вод, водной и ветряной эрозии почвы, разрушению поверхности Земли промышленными разработками.

Для создания современной атмосферы природе понадобилось миллионы лет, человеку, по-видимому, теперь достаточно нескольких десятилетий, чтобы вернуть ее к тому состоянию, которое она имела в третичный период. Биосфера не в состоянии сама справляться с нагрузкой, приспособиться к ней, нейтрализовать ее отрицательное воздействие при помощи саморегуляции и самоочищения. Увеличивающееся загрязнение приобрело глобальный характер, угрожающий здоровью человека и среде его обитания необратимыми изменениями.

Вследствие этого насущно необходимыми стали: всестороннее изучение влияния человеческой деятельности на природу, выяснения способов сохранения оптимального функционирования природных процессов в условиях НТР, глубокое и всеобъемлющее исследования взаимной зависимости изменения природной среды и развития промышленности, энергетики, разнообразных транспортных средств, роста интенсификации использования природных богатств, а также научнопрогнозируемое преобразование природы и управление ею в интересах общества.

Экологическое образование и воспитание школьников.

Решение экологических проблем не терпит отлагательства. Это в значительной степени зависит от того, насколько современная молодежь овладеет знаниями по охране природы и экологической культурой. Воспитание молодежи в духе бережного отношения к природе, экологическое образование должны быть неотъемлемым компонентом учебного процесса.

Основные показатели экологической культуры:

1. знание общих закономерностей развития природы и общества;

2. понимание взаимосвязи их существования;

3. осознание социальной обусловленности взаимоотношений человека с природной средой;

4. отсутствие потребительского отношения к природе;

5. умение увидеть последствия влияния деятельности человека на биосферу;

6. подчинения своей деятельности требованиям рационального природопользования, забота об окружающей среде;

7. умение сохранять благоприятные природные условия и конкретный труд в этом направлении.

Таким образом, экологическое образование и воспитание учащихся можно рассматривать как необходимый элемент образования. Экологические знания должны выступать в качестве связующего звена между теоретическими сведениями, практикой и жизнью, являться основой рационального поведения человека в природе.

В содержание школьного образования должны быть включены следующие элементы:

1. система знаний о взаимодействии общества и природы ценностной экологической ориентации;

2. система норм и правил отношения к природе;

3. умений и навыков по ее изучению и охране.

Роль курса физики в экологическом образовании.

Физическая среда и биологический мир в сочетании друг с другом образуют крупную систему - экосистему, в пределах которой необходимые для жизни вещества совершают непрерывный круговорот между почвой, воздухом и водой, с одной стороны, и между растениями и животными - с другой. Изменение параметров среды обязательно приводит, в конечном счете, к изменениям в биологическом мире.

В структуре и функциях экосистемы воплощены все виды активности организмов, входящих в данное биологическое общество, - их взаимодействие с физической средой и друг с другом, что служит результатом адаптации живой системы к природным условиям.

Роль физики в понимании биосферы целостной динамической системы определяется следующими обстоятельствами:

1. земля, вода, воздух ит.д., входящие в биосферу Земли, являются объектами изучения физики и других естественных наук;

2. многие процессы, протекающие в биосфере, их устойчивость зависит от физических свойств этих объектов, а также физических свойств других элементов биосферы;

3. в биосфере в тесной связи с биологическими и другими процессами протекают и физические (тепловые, электромагнитные, радиоактивные и др.).

Комплексный и интегральный характер экологических проблем не позволяет раскрыть их перед учащимися в полной мере Тем не менее содержание программного материала курса физики дает возможность познакомить школьников и с экологическими проблемами и с путями их возможного решения.

В основу отбора содержания экологических знаний может быть положен системный подход к пониманию биосферы и места человека в ней. При этом должно учитываться, что:

1. экологические сведения должны быть логически связаны с содержанием курса физики; их использование направленно на конкретизацию и углубление знаний;

2. включаемые экологические материалы должны быть научными;

3. изучаемые вопросы должны быть доступны для усвоения.

В процессе экологического обучения и воспитания у учащихся должны быть сформированы следующие экологические понятия:

1. земля, вода, атмосфера - элементы единой системы - биосферы;

2. физические факторы природной среды и их параметры;

3. роль физических факторов и параметров (давление, плотность, сжимаемость, предел прочности, температура, удельная теплоемкость, коэффициенты расширения, удельные тепловые характеристики, диэлектрическая проницаемость, константы ионизации и др. ( протекания физических, химических, биологических процессов в биосфере;

4. допустимые нормы физических параметров для различных биосферных явлений, объектов и процессов;

5. физическое загрязнение окружающей природной среды.

Развитие физики влечет за собой развитие техники, что влечет усиление влияния на природу. Следовательно, в курсе физики могут быть раскрыты также важные в экологическом отношении вопросы, как:

1. рациональное использование энергетических ресурсов: нефти, угля, газа, торфа и др.;

2. наиболее выгодные и безопасные для окружающей среды способы применения механической, тепловой, электрической и атомной энергии;

3. рациональное использование сырьевых ресурсов: водных, земляных, полезных ископаемых и др..

Исходя из современного содержания понятия «охрана природы» и состава экологических знаний в школьном образовании, можно выделить такие природоохранные умения, которые следует сформировать и развить у учащихся при обучении физики:

1. измерять ряд физических параметров природной среды ( температуру, влажность воздуха, атмосферное давление, освещенность и др.);

2. оценивать основные физические факторы и параметры для различных объектов, явлений и процессов, протекающих в биосфере, и их допустимые нормы;

3. выбирать рациональный способ применения природных ресурсов и различных видов энергии в практической деятельности;

4. предвидеть возможные последствия своей деятельности для физического состояния окружающей среды и критически оценивать поступки отдельных людей при воздействии на нее;

5. пропагандировать и содействовать использованию на практике физических идей и законов, лежащих в основе применения возобновляемых источников энергии, методов борьбы с различными видами загрязнений и оптимизации взаимодействия общества с природой.

Реализация методической проблемы на уроках ( из опыта работы).

В своей работе для реализации целей и задач экологического образования и воспитания я использую следующие виды работ:

1. экологическая конференция;

2. интегрированный урок;

3. экологический семинар;

4. экологическое исследование;

5. экологическая экскурсия;

6. экологический десант;

7. вставки на уроках экологического содержания;

8. экологический КВН;

9. экологический «ВЕСТНИК»

1. Экологическая конференция.

При изучении в 11 классе темы «Производство электроэнергии» я провожу конференцию на тему

«Производство электроэнергии и проблемы экологии»

План конференции:

1. Потребление энергии в масштабах страны.

2. Потребление энергии в масштабах города.

3. Основное производство электроэнергии в масштабах страны.

4. Производство энергии на ГЭС:

а. технология

в. размещение производства (география)

г. показатели

5. Производство энергии на ТЭС:

а. технология

в. размещение производства (география)

г. показатели

6. Производство энергии на АЭС:

а. технология

в. размещение производства (география)

г. показатели

7. Экологические проблемы эксплуатации и пути их решения:

а. ГЭС

в. ТЭС

г. АЭС

8. Альтернативные способы производства электроэнергии

(Материалы конференции прилагаются)

2. Интегрированный урок

При изучении тема «Радиоактивность» проводится интегрированный урок на тему:

«Биологическое действие радиоактивных излучений»

Ход урока:

1. Просмотр видеосюжета «Взрыв атомной бомбы»

2. Учитель биологии:

Сложен и неспокоен окружающий мир. Наука и техника семимильными шагами движется все дальше и дальше в глубины прогресса. На этом пути уже не замечается многое: и что так хрупок наш окружающий мир, как стебелек под колесами самосвала, и что он давно взывает о помощи, но его голос не слышен в грохоте НТП.

Взрыв атомной бомбы… Это и мощное механическое воздействие, и неумолимое тепловое, но самое страшное - это радиация. Радиация незаметна. Она подкрадывается по предательски тихо, не давая о себе знать, но последствия ее воздействия чудовищны.

3. Ученик «История открытия радиации»

Рассказ о работах А.Беккереля, супругов Кюри, Э.Резерфорда и Ф.Содди.

4. Учитель физики:

Познакомимся с физической стороной этого явления.

Естественной радиацией называется самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие с испусканием частиц.

Опыт по изучению состава радиоактивного излучения.

В

α

β

γ- поток ядер гелия.

β-поток электронов.

γ- электромагнитная волна.

α

5. Учитель химии:

Что из себя представляет радиация?

Фредерик Содди вместе с Резерфордом разработал теорию радиоактивного распада, открыл новый элемент, награжден в 1921 году Нобелевской премией.

(демонстрируется динамическая модель альфа распада с электронного учебника «Открытая физика»)

Запишем реакцию:

Ra²²⁶Rn²²²+ He ⁴

^{88 86 2}

Ядро теряет положительный заряд 2ē, его масса убывает на 4 атомных единицы массы. Правила смещения сформулировал Содди. Запишем это правило в общем виде:

X^M Y^M-4 + He²

^{Z Z+1 4}

З

α

αакрепление этого правила у доски. Задание: написать реакцию, используя правила смещения.

1. U²³² 3. Al²⁷

^{92 13}

α

α

2. Pb²⁰⁷ 4. Mn⁵⁷

^{82 25}

6. Учитель биологии

Подумайте и скажите: какое значение имеет для жизни людей явление, открытое Беккерелем в конце 19 века? Левая половина класса будет рассказывать о положительных сторонах этого явления, а правая об отрицательных проявлениях радиоактивности, то есть о вреде, который она приносит.

Этот вид использования радиации сильно влияет на наследственность и не известно как это отразится в будущем.

7. Учитель физики:

Ну, а теперь сделаем вывод, что такое радиоактивность для людей - зло или благо?

С одной стороны, это природное явление, которое существует независимо от того, открыли его ученые или нет. Радиоактивными являются почва, осадки, горные породы, вода и др. Открытие этого явления повлекло за собой его использование и на пользу людям, и во вред. Ученые должны осознавать ответственность, которую они несут перед обществом, вмешиваясь в «дела природы». Академик А.Д.Сахаров - один из создателей атомного оружия - много сделал для ограничения его распространения. В последние годы вел борьбу с «политикой атомного превосходства» сверхдержав над другими государствами.

Единственный правильный выход - это разумное использование научных открытий.

3. Экологические семинары.

При изучении конкретных тем я предлагаю учащимся проведение коротких по времени тематических семинаров.

7 класс тема : 1. «Сообщающиеся сосуды»

Тема семинара: «Осушительные и оросительные системы и их влияние на микроклимат»

2. «Плавание тел»

Тема семинара : «Судоходство и судостроение и их влияние на окружающую среду»

8 класс тема: 1. «Процесс горения»

Тема семинара: «Органическое топливо. Проблемы истощения запасов

и загрязнения атмосферы».

2. «Тепловые двигатели»

Тема семинара : «Экологические проблемы работы тепловых двигателей»

9 класс тема: 1. «Звуковые волны»

Тема семинара: «Шум и человек»

2. «Радиоактивность»

Тема семинара «Солнечная радиация»

10 класс тема: 1. «Термодинамика»

Тема семинара «Тепловые двигатели и проблемы экологии»

2. «Электродинамика»

Тема семинара «Компьютер и человек»

11 класс - проводятся конференция и интегрированные уроки.

Семинар на тему «Шум и человек»

Вопросы семинара:

1. Что представляет собой звук с точки зрения физики?

2. Что такое ультразвук и инфразвук?

3. Как влияют ультразвуки на здоровье человека? Как его используют?

4. Как влияют инфразвуки на здоровье человека?

5. Характеристики звука.

6. Что такое «шум»?

7. Как влияет шум на здоровье человека?

8. Как влияет громкость звука на здоровье человека?

Ответ 1

Звук с точки зрения физики представляет собой движение молекул воздуха, вызываемое физическим телом., специальными органами животных, речевым аппаратом человека. Источник звука - колеблющееся тело. Например, камертон, струны гитары, мембрана громкоговорителя. Человеческое ухо воспринимает колебания в диапазоне (среднее значение) от 20 Гц до 20000Гц.

Ответ 2

Ультразвук это механическая волна, распространяющаяся в воздухе и других вещественных средах с частотой более 20000Гц.Инфразвук - с частотой менее 20 Гц.

Ответ 3

Ультразвук может ощущаться кожей, вызывая неприятные ощущения. Он воздействует на психику человека, вызывая раздражительность, бессонницу. Ультразвук используют для проведения операции по дроблению камней в почках, для ультразвукового обследования внутренних органов человека.

Ответ 4.

Инфразвук влияет на нервную систему: вызывает чувство страха, бессонницу. Воздействуя на глазное яблоко человека, инфразвук приводит его в колебание. Это может вызвать появление галлюцинаций.

Ответ 5

Характеристиками звука являются:

1. Частота колебания, измеряемая Гц. Это количество колебаний за 1 секунду.

2. Длина звуковой волны, измеряемая в метрах. Это расстояние между ближайшими точками среды, колеблющимися в одной фазе.

3. Скорость волны. Она зависит от среды распространения. В воздухе при 0⁰С скорость звука составляет примерно 340 м/с.

4. Громкость звука. Определяется амплитудой колебания. Измеряется в децибелах.

5. Высота звука.

Ответ 6

Звуки, раздражающие человека и вносящие дискомфорт в его жизнь, мы воспринимаем как шум. Шумы создаются автотранспортом, предприятиями, машинным оборудованием, домашней техникой и др.

Ответ 7.

В городской среде происходит неуклонное возрастание уровня шума. Современный человек живет в загрязненной шумом среде. Постоянное действие шума способствует снижению слуха, ухудшается психическое и физическое состояние.

Ответ 8.

Комфортным для человека является звук силой от 20 до 60 ДБ. От 80 до 100 ДБ звук становится неприятным раздражителем, вызывает бессонницу и болевые ощущения. От 120 ДБ и выше звук вызывает сильную боль, механические повреждения уха, что ведет к глухоте.

4. Экологическое исследование.

С учащимися проводились следующие экологические исследования:

1. «Исследование соблюдения санитарно - гигиенических норм соответствия роста учащихся и мебели в кабинете информатики».

Исследователи: Николаева Даша, Лопатьева Настя 9а класс

А. В кабинете информатики должно быть правильно организовано рабочее место, так как учебные занятия связаны с длительным сохранением рабочей позы. Правильность установки компьютеров должна решаться при участии врача - гигиениста. Необходимо знать свой рост, так как высота поверхности стола определяется этим показателем. Изготавливается пять групп мебели с учетом роста.

Высота поверхности стола в зависимости от роста

Замеры в кабинете информатики этого показателя дали следующие результаты:

Б. Соответственно росту должны быть подобраны стулья.

Высота сиденья стула над столом

Замеры этого показателя в кабинете информатики дали следующие результаты:

В. Под ногами на полу должны находиться подставки для ног.

• Проверка выявила наличие подставок под каждым рабочим столом.

Г. Продолжительное время во время работы с компьютером приходится пользоваться монитором, поэтому должны соблюдаться следующие рекомендации:

1. удобная установка монитора под прямым углом к направлению зрения;

2. изображение не должно быть очень ярким;

3. монитор не должен быть загрязнен пылью;

4. монитор должен быть установлен так, чтобы не было отсвечивающих бликов.

Проверка этого показателя дала следующие результаты:

• Установка мониторов № 3,7 не соответствует рекомендации.

• Изображение на мониторах настроено правильно.

• Мониторы и рабочие столы чистые.

• Наличие бликов на экранах наблюдается на мониторах № 4, 5, 6.

2. «Исследование уровня шума в помещении гимназии»

3. «Исследования уровня освещенности в кабинетах»

5. Экологическая экскурсия.

1. Экскурсия на водоочистительную станцию.

Цель: Знакомство с системой очистки сточных вод и с лабораторными

методами проверки качества очистки.

2. Экскурсия на завоз спецавтомобилей ООО «ШЗСА»

Цель: Знакомство с производством и системой вентиляции в цехе по

Сборке кузовов.

6. Экологический десант.

Ежегодно учащиеся принимают участие в уборке территории города в апреле и октябре. За гимназией закреплена территория по ул.Сурская и ул,Ленина. Задача десанта - очистить территорию от сухостоя, бытового мусора. Мусор собирается в пластиковые пакеты и вывозится на специально прикрепленной к учащимся машине.

Ежемесячно каждый класс приводит в порядок участок школьной территории, закрепленный за ним.

Ежедневно учащиеся дежурного по школе класса производят уборке территории вокруг школы и территорию прилегающей к школе автобусной остановки.

7. Экологические вставки на уроках.

Для повышения интереса к изучаемой теме и для расширения кругозора учащихся можно использовать короткие тематические экологические вставки.

Тема «Производство энергии», «Тепловые двигатели», «Физика и НТП»

Во временных масштабах человеческая эра в жизни планеты составляет ничтожную ее часть, а запасы ископаемого горючего образовывались в особый период эволюции жизни на Земле многие миллионы лет. Эти ресурсы невозобновимы. Развитие НТП приводит к увеличению потребности в энергии. Это обуславливает загрязнение окружающей среды и обострению проблемы истощения органических ископаемых

Расход энергии на одного человека (В ккал/сут.)

Тема «Атмосфера»

Наиболее массовые загрязнители, выбрасываемые всеми техническими источниками

Величина ПДК наиболее распространенных загрязнителей атмосферного воздуха

ПДК, мг/м³

Среднесуточная ПДК

Мг,м³

Сернистый газ

0,5

0,05

Двуокись азота

0,085

0,04

Формальдегид

0,035

0,03

Окись углерода

5,0

3,0

Пыль

0,5

0,15

бензол

1,5

0,1

Тема «Табакокурение» (для классных бесед)

Вклад табака и других факторов в число случаев смерти от рака

числа случаев

Табак

30

Алкоголь

3

Питание

35

Пищевые добавки

1

Промышленное загрязнение среды

2

Геофизические факторы

3

Инфекция

10

Неизвестные факторы

?

Тема «Свет»

Солнце дает мощный поток видимого света. Организм человека нуждается в определенном световом комфорте. Как организовано ваше рабочее место дома? Какие у вас окна?

Хорошая естественная освещенность - залог успехов в учебе.

Тема «Звуковые волны»

Шкала реакции организма человека на шум

8. Элементы экологии в курсе физики

Литература:

1. А.Д.Дмитриев Экология и здоровье человека Чебоксары Чувашское книжное издатель-

ство 1999г

2. Э.А.Турдикулов Экологическое образование и воспитание учащихся в процессе обучения физике. Москва «Просвещение» 1988г

3. Г.А.Фадеева Физика и экология 7 - 11 классы Издательство «Учитель» г. Волгорград

4. Н.С.Ахметов Неорганическая Химия Москва «Просвещение» 1988г