Экологическое образование и воспитание на уроках физики.
статья на тему

Экологическое образование и воспитание на уроках физики.

Автор статьи: Еремина Марина Александровна. Учитель физики. ГБОУ СОШ  школа №211.

                                           Человек родился быть господином, повелителем,
                         царем природы, но мудрость, с которой он должен править,
                         не дана ему от рождения: она приобретается учением.

                                                                                                Н.И.Лобачевский                                                               

Серьёзнейший экологический кризис, поразивший нашу планету, внёс существенные коррективы в отношения человека и природы, заставил переосмыслить все достижения мировой цивилизации. Приблизительно с шестидесятых годов двадцатого столетия, когда перед человечеством впервые так остро встала проблема уничтожения всего живого в связи с промышленной деятельностью, стала оформляться новая наука – экология и как следствие этого возникновения, появилась экологическая культура. В связи с глобальным экологическим кризисом, необходимо выяснить, какие отношения человека и природы можно считать гармоничными, как человеческая деятельность влияет на окружающую среду, и отметить, почему экологическая культура и экологическое воспитание так важны особенно сейчас. Немаловажно заметить, как уровень экологического воспитания соотносится с положением дел в мире, в каких корреляционных отношениях он состоит с глобальным экологическим кризисом. Вследствие этого, следует показать, что уровень экологической культуры прямо пропорционален экологической обстановке в мире, находится в прямой зависимости от экологического воспитания.

          Среди многочисленных проблем особое место занимают углубление и расширение комплексных экологических знаний учащихся средних школ. Экологическое образование выступает как сложный педагогический процесс. Знание основ экологии – это важнейший компонент экологической культуры, развиваемый у школьников. Сложившаяся в настоящее время система школьного и внешкольного образования и воспитания включает большой объем экологических знаний, умений и навыков, реализующих требования в направлении роста и развития экологической культуры

        Сейчас жизнь ставит перед  учителями задачу развития личности ребенка, школьника как непрерывный процесс. Проблема личностного развития  школьника, как единого, целостного процесса может быть реализована, когда  учитель будет иметь ясную картину основных линий развития экологической культуры. Экологическое образование и воспитание возможно лишь при условии, если содержание учебных предметов способствует экологически целостных ориентаций.

Слово «экология» и его производные прочно вошли в наш каждодневный словарь. Обычно под «экологическим воспитанием» понимают воспитание любви к природе, правилам поведения, принятым в данном обществе.

        Социальное воспитание связано с образованием, просвещением, обучением и самообразованием ребенка. Педагогу следует помнить, что на ребенка в процессе формировании личности влияют:

- природа и родной язык.
- Общение в семье, в школе, окружающая среда.
- Его деятельность.
- Средства массовой информации, искусство, литература;
- Образ жизни самого ребенка, его стремления, планы, роль, которые он выполняет в микросреде.

 Экологический аспект школьного курса физики, в  принципе,  заключается  в

сообщении  учащимся  технических  и   технологических   основ минимального отрицательного воздействия на экосистему.

   Большое значение имеет представление об  экологически  чистых  источниках энергии (реки, ветер, солнечное излучение,  морские  приливы,  геотермальные источники и др.), а также о замкнутых производственных циклах.

   В   курсе   физики   у   школьников   можно   формировать    экологически

ориентированные    инженерно-конструкторские     стратегии     на     основе

энергосберегающих  изобретений  (повышение  КПД  двигателей,   использование вторичных  ресурсов,  уменьшение  сырьевых   и   энергетических   потерь   в технологических процессах и т. д.).

   Особое внимание необходимо уделять вопросам  защитно-аварийных  (бетонные саркофаги и стальные оболочки, контейнеры  для  ядерных  отходов),  а  также очистных  сооружений  (электрофильтры,  инерционные   фильтры,   аэрозольные фильтры, тканевые фильтры, адсорбционные фильтры,  диффузионные  мембраны  и т. д.).

   Чернобыльская авария актуализировала рассмотрение в  курсе  физики  таких проблем, как радиационное загрязнение, радиационный  фон  и  его  допустимые параметры,  приборы  для  измерения  уровня  радиации,   их   индивидуальное использование.

Проблемы экологии необходимо рассматривать во всех  научных  дисциплинах и  анализировать  систему  «природа –общество-человек»,  демонстрировать  пути  гармонизации   взаимодействия элементов этой системы.

   Так, например, биологические науки формируют, прежде всего, представления об  уровнях  организации  живого  и  системном  характере   взаимосвязей   в биосфере, география — о целостности мира  природы,  химия  —  о  загрязнении природной среды, физика — об энергетическом взаимодействии  с  природой.  

       Комплексный и интегральный характер экологических проблем не  позволяет раскрыть их перед учащимися средних  школ  в  полной  мере.  Тем  не  менее, содержание программного материала курса физики дает возможность  познакомить школьников   с   рядом   идей,   раскрывающих   физико-технический    аспект современного экологического кризиса и путей его преодоления. Это  связано  с тем, что:

 - физика изучает наиболее общие и фундаментальные  закономерности  природы, которые  лежат  в  основе   правильного,  диалектико-материалистического понимания всей природы в целом. Это дает возможность в процессе  обучения физике   последовательно   раскрывать   перед   учащимися   многообразие, взаимосвязь, взаимообусловленность и  целостность  явлений  и  процессов, протекающих в природе;

 -  физика  является  ядром  современной  научно-технической  революции;  ее достижения лежат в основе современных технологий. Это позволяет  показать ученикам все возрастающие масштабы воздействия человека на  природу и решение   современных   проблем   защиты окружающей среды от загрязнения;

 - физика в настоящее время возглавляет науки о природе; все они  пользуются ее терминологией, приборами и методами исследований. Поэтому при обучении физики есть  возможность  ознакомить  учащихся  с  современными  методами изучения природы и ее охраны, обобщить полученные ими знания на уроках по другим предметам естественно-математического  цикла.  

      Одна  из  важнейших задач школьного курса физики  -  развить  у  учащихся  научный  подход  к явлениям  и  процессам  природы,  сформировать  у  них  умения  и  навыки проведения научного  эксперимента.  Это  дает  возможность  выработать  у школьников умения, важные для изучения и  решения  доступных  им  физико-экологических задач.

     Далее хотелось бы представить фрагмент таблицы с вопросами экологического характера, которые можно рассматривать при изучении курса физики.

Таблица « Элементы экологии в курсе физики».

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

   -экологическая конференция;

   - решение задач с экологическими проблемами;

   -экологический семинар;

   -вставки на уроках экологического содержания.

1. Экологическая конференция.

      При изучении в 8 классе темы «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей» я провожу конференцию на тему:

     «Влияние работы тепловых машин на окружающую среду»

Главной темой такой конференции является вопрос поиска альтернативных источников энергии.

План конференции:

1. История создания тепловых машин.
2. Развитие железнодорожного транспорта в России.
3. Применение тепловых машин в промышленности.
4. Сравнительная характеристика тепловозов и электровозов.
5. Загрязнение окружающей среды при использовании тепловых машин.
6. Развитие методов защиты окружающей среды от продуктов сгорания тепловых машин.
7. Создание новых альтернативных источников энергии:

а) Солнечные батареи и их применение;

б) Электромобили;

в) Энергия приливных волн;

г) другие виды альтернативных источников энергии.

( ребятам предлагаю найти свои пути решения данной проблемы).

2.Задачи экологического содержания ( 7-11 класс)

Тема «Скорость. Путь. Время»

   1.Чёрный стриж летит из места гнездования в район охоты и обратно со скоростью 1 = 160 км/ч. Сколько времени затратит он на свой полёт, если вдоль траектории полёта дует ветер со скоростью 2 = 40 км/ч? Расстояние между «пунктами» перемещения стрижа 600 км.

   2.Какое животное развивает самую большую скорость? Самое быстроходное из живых существ – кальмар. Спасаясь от хищников, он вылетает из воды со скоростью 750 км/ч. Сравните его скорость со скоростью чёрного стрижа.

Тема «Давление. Архимедова сила»

   1.Кашалот, имеющий массу 60 т, достиг глубины 1000 м. Рассчитайте, какое давление на этой глубине он испытывает, если плотность морской воды 1030 кг/м3. Определите выталкивающую силу, действующую на животное. Почему кит может держаться на глубине? Сможет ли он находиться на суше?

Тема «Механическая работа и мощность»

   1.Рассчитайте работу, совершённую штангистом, толкнувшим штангу массой 217,5 кг на высоту 2,3 м. Определите развитую им при этом мощность, если время подъёма 0,2 с.

   2.Голубь весом 3 Н набирает высоту 100 м в течение 20 с. Какую мощность он развивает?

Тема «Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения энергии. Механическая работа, мощность»

   1.Какой потенциальной энергией относительно уровня океана обладает, взлетев из воды на высоту 5 м, гигантский кальмар массой 300 кг? С чем связаны особенности поведения физического тела в воде?

   2.Что вы знаете о слонах? Какой энергией обладает бегущий со скоростью 40 км/ч африканский слон, масса которого 4,5 т?

Тема «Сообщающиеся сосуды»

   1.В России есть два моря, представляющие собой сообщающиеся сосуды, – Азовское и Чёрное, причём одно почти пресное, а другое солёное. Не может ли вода, перетекающая из одного моря в другое через Керченский пролив, пагубно отзываться на жизни морских обитателей?

Тема «Плотность»

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

Тема «Тепловые явления»

   1.Что для земледелия экологически «выгоднее» – снежная или малоснежная зима?

Тема «Электрический ток. Закон Джоуля–Ленца»

   1.Прилипание мокрого снега к проводам линий электропередачи может привести к их обрыву, что создаст опасность для жизни. Можно ли быстро избавиться от прилипшего снега?

Тема «Работа и мощность тока»

   1.Для удаления льда с электрических проводов железнодорожной магистрали, образующегося во время гололёда, по проводу пропустили ток силой 450 А. Сколько льда при t=0 °С плавилось каждую минуту? Напряжение в линии 600 В. КПД приведённого способа очистки провода 50%.

Тема «Виды теплопередачи»

   1.В цехе завода всегда должен быть свежий воздух. Где нужно установить вытяжной вентилятор: ближе к полу или к потолку, если в цехе возможно скопление водяного пара, хлора, аммиака? Есть ли смысл открывать форточки, если за окнами холодно и идёт дождь?

Тема «Производство и передача электроэнергии»

   1.Почему ветровые и солнечные электростанции не получили пока широкого распространения в нашей энергетике? Присущи ли экологически нежелательные факторы гидроэлектростанциям?

Тема «Спектр электромагнитных излучений»

   1.При сообщении по телевидению информации о погоде на экране иногда показывают земной шар и облако циклона на его фоне. Как метеорологи получают такое изображение?

3.Экологические семинары.

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

 1.  Тема семинара : «Судоходство и судостроение и их влияние на      окружающую      среду». 7 класс.                                                                                                                                                                                                      

 2.  Тема семинара:  «Органическое топливо. Проблемы истощения запасов      

    и загрязнения атмосферы».8 класс.

 3.  Тема семинара: «Шум и человек» 9 класс.

 4.  Тема семинара «Солнечная радиация» 9 класс.

 5.  Тема семинара «Компьютер и человек» 10 класс.

4. Экологические вставки.

Для повышения интереса к изучаемой теме и для расширения кругозора учащихся можно использовать короткие тематические  экологические вставки. Представляю только некоторые из них.

       Тема «Атмосфера»

Таблица: « Наиболее массовые загрязнители, выбрасываемые всеми техническими источниками».

Таблица: «Величина ПДК наиболее распространенных загрязнителей атмосферного воздуха».

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?

Таблица: «Хорошая естественная освещенность – залог успехов в учебе».

В заключении хочу сказать, что экологические сведения составляют ныне неотъемлемую и важную компоненту основ физики и других естественнонаучных дисциплин, изучаемых в  современной средней общеобразовательной школе. Это позволяет формировать  экологическую

культуру  подрастающего  поколения, овладевать системой знаний о физико-технических  и  технологических  аспектах в природе и предотвращать  их  нарушения.

В условиях научно-технического  прогресса  это  служит  залогом  правильного выбора  направления  развития  производственной  деятельности  человеческого общества, выбора, в котором предстоит участвовать выпускникам  нашей  школы, т.е. служит важным  аспектом  подготовки  молодежи  к  жизни  и  труду.  Эта подготовка будет тем более эффективной, если  уже  в  стенах  школы  ученики приобретут   практические   умения   по   изучению   природы,    определению

рационального использования природных ресурсов и способов охраны  окружающей среды.

    Изучение физических аспектов экологических знаний ведет к углублению  и расширению знаний учащихся по физике, а так же  повышению  их  интереса  к  предмету.

    Чтобы  эти  потенциальные  возможности  экологического   воспитания   и

образования, учащихся при изучении курса  физики  стали  реальными,  учителю нужно проникнуться  идеей  «экологизации»  учебного  процесса и  осознать  ее насущную необходимость в  наши  дни.

Литература:

1.  А.Д.Дмитриев     Экология и здоровье человека Чебоксары Чувашское книжное издательство 1999г

2.   А.В. Перышкин Физика. 7,8,9 класс: учебное пособие для общеобразовательных учебных учреждений. М.: Просвещение, 2011 год.

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

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