Экология, физика и моя профессия. Элективный курс для старших классов

ФИО автора: Шадрина Ляйсан Ахсановна

Название работы: элективный курс «Экология, физика и моя профессия»

Предмет преподавания: физика

Должность: учитель физики

Наименование образовательного учреждения: муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Муслюмовская средняя общеобразовательная школа Муслюмовского муниципального района Республики Татарстан

Адрес и телефон образовательного учреждения: 423970 Республика Татарстан Муслюмовский район с. Муслюмово ул. Тукая дом 21; телефон (885556) 2-41-47

Адрес и телефон автора: 423970 Республика Татарстан Муслюмовский район с. Муслюмово ул.Октябрьская д.42а, телефон (885556) 2-60-03

e-mail:2906000114@edu.tatar.ru

«Экология, физика и моя профессия»

Пояснительная записка

Элективный курс рассчитан на 17 часов для учащихся 10го класса. Курс углубляет знания по темам: «Основные положения МКТ», «Температура», «Тепловые двигатели и охрана природы», «Взаимные превращения жидкостей и газов», «Поверхностное натяжение», «Капиллярные явления», «Электростатика», «Законы постоянного тока», «Магнитное поле», «Электрический ток в различных средах», являясь его практическим продолжением.

Данный курс призван обеспечить условия для того, чтобы ученик увидел многообразие видов деятельности человека и последствий, связанных с ними.

Курс призван решить задачу обобщения и систематизации знаний, умений и навыков, полученных учащимися в ходе изучения основного курса физики и целью осознания учащимися тесной взаимосвязи физики и экологии.

Элективный курс «Экология, физика и моя профессия» открывает возможности для активизации обучения путем использования проблемных вопросов, практической, лабораторной и самостоятельной внеаудиторной работы, формирующей целенаправленность и самоорганизацию.

Любая научная деятельность предусматривает умение рационально работать с текстом. Такие приемы, как подготовка докладов, рефератов предусмотрены на занятиях. Роль курса заключается не только в создании фундамента научных знаний, но и в формировании мотивации выбора профессии.

Цель: комплексно рассмотреть влияние деятельности человека на окружающую среду; ознакомить учащихся с некоторыми достижениями НТР; формировать активную гражданскую позицию.

Задачи курса:

- Повысить интерес к изучению физики.

- Систематизировать знания учащихся.

- Познакомить с теоретическим материалом, не входящим в школьный курс.

- Формировать умения самостоятельно приобретать и применять знания.

- Достичь понимания роли практики в познании физических явлений, убедиться в справедливости законов , полученных теоретически.

- Развивать систему знаний о взаимоотношениях общества с природой.

- Развивать мотивы природоохранной деятельности учащихся.

- Способствовать профессиональной ориентации школьников при обучении физике.

Учащиеся должны уметь :

- измерять температуру, влажность, освещенность и другие физические параметры природной среды;

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

- выбирать рациональный способ применения природных ресурсов и различных видов энергии;

- предвидеть возможности последствия своей деятельности;

- использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности.

Учащиеся должны знать :

- причины химического загрязнения атмосферы, источники загрязнения атмосферы;

- роль зеленых насаждений;

- влияние температуры на жизнь живых существ;

- источники теплового загрязнения;

- пути повышения КПД тепловых двигателей;

- способы получения пресной воды;

- действие электрического тока на организм.

Учебно-тематический план

№ пп

Темы

Всего часов

В том числе

Форма контроля

лекц

практ

I.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

II.

1.

2.

3.

Экология

Что изучает экология.

Основные положения МКТ

Температура

Тепловые двигатели и охрана природы

Взаимные превращения жидкостей и газов

Поверхностное натяжение

Капиллярные явления

Электростатика

Законы постоянного тока Электрический ток в различных средах

Магнитное поле

Итоговое занятие

Развитие физической науки и новые технологии

Сверхчистые и сверхпрочные вещества

Порошковая металлургия

Диффузная сварка

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Практическая работа №1

Реферат №1

Лабораторная работа №1

Практическая работа №2

Проверочная №1

Доклад №1

Лабораторная работа №2

4.

5.

III.

IV.

Технология производства композитов

Итоговое занятие

Профессиональная ориентация школьников при обучении физике

Итоговое занятие «Все работы хороши - выбирай и твори»

1

1

2

1

1

1

1

Таблица №1

Таблицы №2,3

Реферат №2

Всего часов

17

13

4

Содержание программы

1. Экология

1. Что изучает экология.

Об истории возникновения экологических проблем и их современном значении.

2. Основные положения МКТ. Температура

Химическое загрязнение атмосферы. Понятие о допустимых концентрациях вредных выбросов. Роль зеленых насаждений в очищении атмосферы.

Примеры реакции живых организмов на изменение температурного режима.

3.Тепловые двигатели и охрана природы

Тепловое загрязнение планеты. Пути повышения К.П.Д. тепловых двигателей. Экологичность ТЭС, экологичность транспорта. Пути уменьшения отрицательного влияния тепловых двигателей на природу .

4. Взаимные превращения жидкостей и газов

Кругооборот воды в природе, влияние загрязнений на кругооборот воды в природе. Способы получения пресной воды.

5. Поверхностное натяжение. Капиллярные явления

Химическое и тепловое загрязнение водоемов. Влияние их на жизнь обитателей водной среды.

Причины гибели водоплавающих птиц от нефтяных загрязнений. Способ очищения воздуха; гашение пожаров, сохранение влажности земли.

6. Электростатика

Существование зарядов в атмосфере и их влияние на представителей живой природы. Способ защиты от действия электрического поля. Причины реакций живых организмов на электрические поля. Характеристика электрического поля Земли . Электроемкость тела человека.

7. Законы постоянного тока. Электрический ток в различных средах

Основные положения правил техники безопасности при работе с током. Способы определения концентрации загрязнения воздуха и воды. Защита металлов от коррозии. Потери энергии при передаче. Принцип действия электрофильтра. Возникновение коронных разрядов на крыльях самолетов во время полета. Очищение воды.

8. Магнитное поле

Характеристики магнитного поля Земли, причины реакции рыб на геомагнитное поле. Способ очищения воздуха от пыли. Проблема энергетических ресурсов. Способ выделения железа из отходов металлургического производства.

9. Итоговое занятие.

II. Развитие физической науки и новые технологии

1. Сверхчистые и сверхпрочные вещества

Создание материалов высокой и сверхвысокой чистоты вследствие использования достижения физики твердого тела, связанные с развитием представлений о модели идеального твердого тела, имеющего бездефектное строение и абсолютную чистоту. Диффузное введение в сверхчистые материалы малых добавок акцептора или донора , получение области c n - или p- проводимостью . Создание современной микропроцессорной техники .

2. Порошковая металлургия

Процесс кристаллизации из расплава, уменьшение времени кристаллизации (т.е. повышения ее скорости) и создание технологии порошковой металлургии. Прессование монолита из гранул - основа порошковой металлургии. Проблема прочности , жаропрочности.

3. Диффузная сварка

Условия, лежащие в основе диффузной сварки; осуществление диффузной сварки в вакууме, ее применение и экологическая значимость (экологическая чистота). Возможность получения деталей разнообразной формы, соединение меди с графитом .

4. Технология производства композитов

Технология производства композитов, значимость композиционных материалов (стойкость к коррозии, прочность, малая плотность); применение в военной авиации , создание подшипников скольжения .

5.Итоговое занятие.

III. Профессиональная ориентация школьников при обучении физике

Ознакомление учащихся с направлениями технического прогресса и физическими основами этих направлений, конкретизация физических понятий, законов применительно к тому или иному объекту производственной деятельности .

IV. Итоговое занятие «Все работы хороши - выбирай и твори»

Заслушивание рефератов по теме: «Экология, физика и моя профессия» , встреча с представителями разных специальностей . Обсуждение темы «Физика в моей профессии» . Подведение итогов курса по выбору .

Приложение

Тематика докладов и рефератов :

Реферат №1 . Тепловые двигатели и охрана природы

Реферат №2 . «Все работы хороши. Выбирай, твори»

Доклад №1 . «Сверхчистые и сверхпрочные вещества»

Тематика практических и лабораторных работ

Практическая работа №1 «О влиянии атмосферы на количество солнечного тепла, которое достигает земной поверхности»

Практическая работа №2 «Техника электробезопасности. Первая помощь при поражении током»

Лабораторная работа №1 «Определение высоты подъема жидкости в капилляре и добавочного давления под искривленной поверхностью»

Лабораторная работа №2 «Выращивание кристаллов»

Таблицы

Таблица №1 «Развитие физической науки и новые технологии»

Таблица №2 «Профессиональная ориентация школьников при обучении физики»

Проверочная работа №1 «Решение экологических задач»

Варианты тем:

К докладу №1 «Сверхчистые и сверхпрочные вещества»

1. «Роль сверхчистых и сверхпрочных веществ в развитии электронной промышленности»

2. «Микропроцессорная техника»

3. «Развитие современной металлургии и получение сверхпрочных веществ»

К реферату №1 «Тепловые двигатели и охрана природы»

1. «Тепловое загрязнение планеты»

2. «Пути повышения КПД тепловых двигателей»

3. «Экологичность ТЭС, транспорта»

4. «Пути уменьшения отрицательного влияния тепловых двигателей на природу»

К реферату №2 «Все работы хороши - выбирай , твори»

1. «Физика и медицина - на страже здоровья»

2. «Космическая физика и техника - землянам»

3. «Геофизика в разведке полезных ископаемых»

4. «Охрана биосферы нашей планеты»

5. «Развитие ядерной физики и охрана окружающей среды»

Таблица №1

По разделу II

«Развитие физической науки и новые технологии»

Задание: Сделать выводы и заполнить таблицу.

№ пп

Темы

Темы физики

Практическое применение

1.

2.

3.

4.

Сверхчистые и сверхпрочные вещества

Порошковая металлургия

Диффузная сварка

Технология производства

композитов

Таблица №2

к III разделу « Профессиональная ориентация школьников при обучении физике»

Задание: К списку производственных объектов и процессов подобрать соответствующие законы и явления, используемые в них

Производственные объекты и процессы

Законы и явления

Закон Паскаля

Газовые законы

Плавление

Трение

Кристаллизация

Электромагнитная индукция

Правила моментов сил

Механическое напряжение

Гидравлический пресс

Подъемные механизмы

Токарный станок

Двигатель внутреннего сгорания

Резание металлов

Электросварка металлов

Закалка металлов

Литье металлов

Таблица №3

к III разделу « Профессиональная ориентация школьников при обучении физике»

Задание: Отметить условным знаком профессии , в которых используются приведенные в перечне законы физики

Законы физики

Прессовщик

Машинист

Крановщик

Подводник

Станочник

Летчик

Электрик

Строитель

Закон Паскаля

II закон Ньютона

Закон Ома

Правило моментов

Закон отражения света

Закон Гука

Закон сохранения импульса

Количественные задачи

1. Для создания теплофицированного хозяйства площадью 10га для города с населением 100000 человек, необходимо 110 л/с нагретой воды с температурой 65⁰ C . В процессе обогревания теплиц температура воды понижается до 15⁰ С. Сколько тепла выделяется за сутки?

2. В США соорудили солнечную водонагревательную колонку. За 2-3 часа вода в 30-литровой трубе диаметром 2,5 см нагревается от 20⁰ С до 55⁰ С. Сколько тепла при этом передается воде ?

3. В электрической лампочке при напряжении 220В проходит ток 0,5 А. Рассчитайте, сколько энергии тратится за час вашего пребывания в школе, если, уходя из дома, вы забыли выключить такую лампу . Выразить результат в кВт-ч .

4. Рассчитайте силу электрического тока, который пройдет сквозь тело человека, если он дотронется руками провода , который находится под напряжением 220В . Сопротивление человека от конца одной руки до конца другой 15 кОм .

5. Одна тонна нефти образует на морской поверхности пленку площадью 12км² . Определить силу поверхностного натяжения такого пятна, зная, что она имеет форму шара .

6. Сколько кубометров газа выделяет в городе, загрязняя среду, автомобиль - такси, расходуя за день 20 кг бензина? Плотность газа при температуре 0⁰ С равна 0,002кг/м³.

Качественные задачи

1. Зимой относительная влажность воздуха в некоторых помещениях не достигает 10% . Как можно увеличить относительную влажность воздуха?

2. Последнее время все чаще возникают аварии танкеров с нефтью. Ученые предполагают одну из возможных причин аварий в электризации . На чем основано это предположение ?

3. Что является причиной поляризации молекул воды в человеческом организме?

4. К какому полюсу источника тока необходимо присоединить трубы железного трубопровода , чтобы предостеречь от коррозии в земле ?

5. Для гашения тлеющих пожаров в лесах используют воду с добавками . Чем обусловлена необходимость использования этих добавок ?

6. Что для земледелия экологически «выгоднее» - снежная или малоснежная зима?

7. Питьевой воды на Земле во многих местах не хватает. Ее приходится получать из морской воды либо выпариванием, либо вымораживанием. Какой способ выгоднее?

8. Д.И.Менделеев говорил, что сжигать нефть и бензин - все равно, что сжигать ассигнации. Сейчас на улицах появились автомобили «на водороде». Каковы преимущества этого горючего?

Лабораторные работы

№1 «Определение высоты подъема жидкости в капилляре и добавочного давления под искривленной поверхностью»

№2 «Выращивание кристаллов»

Практические работы

№1 «О влиянии атмосферы на количество солнечного тепла, которое достигает земной поверхности»

Приборы и материалы: теплоприемник с жидкостным манометром, пульверизатор, электрическая лампочка на подставке , рассчитанная на 220В и подключенная к источнику соответствующего напряжения .

Ход работы:

1. На пути энергии, которую излучает лампа, с помощью пульверизатора образуем облако водяного пара. Следим за поведением жидкости в манометре.

2. Опыт повторяем еще раз только с дымом.

3. Делаем выводы о влиянии загрязнения атмосферы на уменьшение потока солнечной энергии , которая достигает Земли на 10% - 20%

№2 «Техника электробезопасности. Первая помощь при поражении электрическим током»

Правила техники электробезопасности.

1. При любых работах необходимо предварительно вывернуть и вынуть пробки и автоматические выключатели.

2. Не вытирать пыль с приборов, включенных в сеть.

3. Не оставлять открытыми электровыключатели, розетки, распределительные коробки.

4. Всегда сначала подключать шнур к прибору и только затем к сети.

5. Не наполнять водой электрочайники и кофеварки в подключенном к сети состоянии.

6. Следить за нагрузкой электросети по показаниям счетчика.

Для демонстрации оказания первой медицинской помощи при поражении электрическим током на урок приглашается медицинский работник.

Физический эксперимент с экологическим содержанием.

Диффузия.

На чистое стекло, находящееся на кадровом окне графопроектора, наносим пипеткой каплю чистой прозрачной воды, а рядом с ней каплю «загрязнителя»- раствора марганцовки или чернил (капли должны соприкасаться); на экране учащиеся наблюдают, как вследствие диффузии жидкий «загрязнитель» проникает в чистую воду. Если же рядом с каплей воды положить пинцетом кусочек твердого «загрязнителя» - кусочек красной свеклы (так, чтобы его край касался капли), то на экране будет видно, как постепенно от этого края окрашивается вода.

Капиллярность.

При изучении этого явления важно показать, что по капиллярным сосудам растений поднимаются из почвы не только растворенные в воде полезные вещества, но и вредные, часть которых накапливается в растениях и может в дальнейшем попасть в пищу животных и человека, принося им вред.

Из фильтровальной бумаги вырезаем две фигурки в виде елочек высотой 10 см. В мелкую посуду наливаем воду - чистую в одну и ярко подкрашенную в другую. Опускаем в каждую «елочку» вертикально - ученики видят, как по фигуркам растений поднимается вода - по одной чистая, по другой загрязненная.

Парниковый эффект.

Оборудование: два одинаковых картонных ящика с открытым верхом, нагретая гиря, микроманометр с теплоприемником, два одинаковых термометра, стекло или целлофановая пленка для закрывания одного из ящиков, листы черной бумаги, два одинаковые мощные источники света. Хорошо прогретую гирю ставим на дно одного из ящиков, верх которого открыт, располагая теплоприемник над ней за пределами ящика; монометр фиксирует нагревание теплоприемника благодаря излучению гири и конвекции отходящего от нее теплого воздуха. Закрываем ящик стеклом или целлофановой пленкой - убеждаемся а их непрозрачности для тепловых лучей. Далее застилаем дно ящиков черной бумагой и располагаем источники света так, чтобы световые потоки падали под небольшим углом, одинаковым для обоих ящиков. Возле «теневой» стенки каждого ящика кладем термометр и верх одного из них закрываем пленкой. Включаем одновременно источники света и отмечаем показания термометра - в ящике под стеклом нагревание происходит интенсивнее.

Литература для учащихся

1. Парфентьева Н.А. , Фомин М.Ф. Физика в 2ч: Теория , задачи , решения для широкого круга читателей - М: Издательство «Альфа», 1995

2. Рыжов К.В. Сто великих открытий - М: «Вече» 2002

3. Иродова И.А. Сборник заданий и тестов - М: Владос , 2001

4. Касьянов В.А. Физика 10 -М: Дрофа , 2002

5. Физика 10 класс / Под ред. Пинского А.А. - М: Просвещение , 1993

Литература для учителя

1. Программы для общеобразовательных учреждений . Физика. - М: Дрофа , 2004

2. Физика 10 класс / Под ред. Пинского А.А. - М: Просвещение , 1993

3. Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7-11 классах общеобразовательных учреждений : кн. Для учителя / Под ред. Бурова В.А., Никифорова Г.Г. -М: Просвещение , 1996

4. Физика и научно-технический прогресс : книга для учителя / Под ред. Глазунова А.Т., Разумовского В.Г., Фабриканта В.А. -М: Просвещение, 1988

5. Экологическое воспитание учащихся в процессе обучения физики : книга для учителя / Под ред. Шарко В.Д. -«Радянська школа» 1990

6. Политехническое образование и профессиональная ориентация школьников при обучении физики (методические рекомендации для учителей физики) / Алеева Х.Г. -Казань , 1987