Техника и окружающая среда
элективный курс по физике (8 класс) на тему

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области

                                     Ирбитское муниципальное образование

                               МОУ  ДОД  « Детский экологический центр»

Утверждена:                                                              Утверждена: приказ №

Методсоветом МОУ ДОД  «ДЭЦ»                         Директор  МОУ  ДОД  «ДЭЦ»

Протокол №                                                        

От «__» __________2015г.                                       _____________ Гвоздева Н. В.

                                                                                      От « __» ____________2015г.

                 Дополнительная образовательная программа

                   « Техника  и  окружающая  среда»

                               дополнительное  образование 15 -  16 лет

                                            срок  реализации – один  год

                                                   Составитель:

                                                                 Голоунина Валентина Викторовна,

                                                                  учитель физики,

                                                                 первая квалификационная категория

                                              п.  Зайково

                                    2015 – 2016 учебный год             

Пояснительная записка

        Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит значительный вклад в систему значений об окружающем мире.

       Она раскрывает роль науки в экономическом и культурном развитии общества, способствует формированию научного мировоззрения.

       Для успешного развития интеллектуальных способностей, познавательных интересов учащихся, формирования основ научного мировоззрения, необходимо перенести акцент с передачи суммы готовых значений на самостоятельную познавательную деятельность учащихся учетом их особенностей и возможностей, а также знакомству с методами научного познавания мира, которое необходимо осуществлять при изучении химии, биологии, географии, технологии, основ безопасности жизнедеятельности.

        Кружок «Техника и окружающая среда» поможет раскрыть учащимся на конкретном материале смысл ведущих идей, выражающих сущность перспективы взаимодействия человека и общества с природой в эпоху научно-технического прогресса. Современная деятельность человека стала важным фактором среды, способным укреплять или разрушать целостность природы; изменение природы человеком неизбежно, но оно имеет свои пределы; при этом дальнейшее развитие должно идти с учетом экологических проблем.

      Под экологическим образованием понимается процесс обучения, воспитания и развития, направленный на формирование общей экологической культуры, экологической ответственности за судьбы своей страны и близких людей, планеты в целом.            

       Экологическая ответственность связана с таким качеством личности, как самоконтроль, умение предвидеть ближайшие и отдаленные последствия своих действий в природной среде, критическое отношение к себе и другим, добровольное, свободное соблюдение моральных требований, связанных с бережным отношением к природе.

       Задачи кружка состоят в том, чтобы сформировать у учащихся представления:

- о взаимосвязи явлений в природе и их изменением под влиянием антропогенной деятельности;

-о механизме антропогенного воздействия на природные явления и физических методах моделирования и прогнозирования результатов этого воздействия;

- о роли физики в совершенствовании существующих и создании альтернативных

технологий на основе рационального использования природных ресурсов;

- о физических методах защиты окружающей среды от загрязнений выбросами техносферы и быта;

а также – умения:

- наблюдать природные явления, оценивать влияние на них антропогенного фактора;

- изменять параметры состояния среды;

- определять характеристики процессов в окружающей среде;

- делать выводы и принимать решения.

      С этой целью на кружке будут рассматриваться научные и технические стороны научно-технического процесса, связанные с воздействием производственно-технической деятельности человека на природу и использованием достижений современной науки и техники в деле защиты окружающей среды, комплексной экологизации производства.

Для понимания сущности воздействия производственно-технической деятельности человека на окружающую среду, возникающих при этом экологических проблем. Учащимся необходимо знать закономерности окружающей среды, основные процессы в экосистемах и биосфере, соответственные методы прогнозирования изменений в окружающей среде, называемых антропогенным фактором, влияние факторов окружающей среды на здоровье человека.

      Рассмотрение путей оптимизации взаимодействия техники и окружающей среды в связи с основными направлениями науки и техники предлагает:

-изучение перспектив развития энергетики как одно из направлений научного прогресса и как отрасли промышленности;

- изучение новых совершенных способов производства и обработки материалов;

-ознакомление с применением автоматических устройств глобальном и региональном мониторинге;

-рассмотрение значение компьютера для математического моделирования экологических систем.

     При этом учащиеся в кружке опираются на знания и умения полученные на уроках физики, химии, биологии, географии и технологии.

      С уроков физики используются знания о физических основах энергии; возможности повышения КПД тепловых двигателей и КПД передачи электроэнергии; использование электроэнергии; сверхпроводников; физических принципах, на основе которых работают приборы очистки и контроля состояния окружающей среды; физических параметрах окружающей среды; законах термодинамики, которым подчиняется трансформация энергии в биосфере.

      С уроков биологии привлекаются знания о целостном характере экосистемы; экологических факторах; пределах выносливости животных организмов; среде обитания животных организмов; гигиенических требований к организации общественно-полезного и производительного труда.

       На кружке учащиеся решают задачи по определению экономической эффективности экологизации производства, произведению сравнительного анализа этих производств, определению КПД двигателей, изучают объекты, связанные с охраной окружающей среды.

       При проведении кружка с учащимися будут проводится беседы, лекции, семинары, диспуты, решение задач, лабораторные работы, экскурсии. Учитывая проблемный характер многих из изучаемых вопросов, необходимость формирования у учащихся личного отношения к проблемам экологии, следует поощрять поведение на занятиях дискуссий, обсуждение сообщений и докладов учащихся. Самостоятельная работа при подготовке докладов, рефератов, проектов с учебной, справочной, научно-популярной литературой способствует выработке у учащихся умений, необходимых им для дальнейшего продолжения оброзования и самообразования, что является одной из целей кружка.

       Работа кружка имеет широкий образовательный характер. Здесь формируются знания, которые способствуют профориентации учащихся, сознательному выбору ими профессии, связанных с охраной природы и экологизацией производства. При проведении кружка учитываются местные особенности, связанные с характером воздействия технической деятельности на природу нашего поселка. Это филиал Ирбитского молочного завода, это железнодорожная станция «Худяково», это Зайковская телефонная станция, это Зайковская радиотелевышка, это Ирбитский химфарм завод, это Ирбитский мотоциклетный завод, это Белоярская АЭС. Это все позволит связать глобальные, региональные и местные аспекты экологических проблем.

      Этот кружок для посещения учащихся 14-16 лет, у которых уже сложившиеся представления о природе, экологии и технике, уже есть определенные знания, которые нужно развивать. Программа кружка рассчитана на 1 год обучения. Итогом года обучения будет написание рефератов и проектов учащимися, которые выступать с защитой на школьной научно-практической конференции.

       Программа разработана: А. Т. Глазунов, Е. Б. Кнорре, О. В. Харлова «Техника и окружающая среда», Москва-1999

       В освоении программ среднего образования обеспечивается соединение предметно-информационного, деятельностно-коммуникативного и ценностно-ориентационного блоков образовательного процесса.

       Выпускник школы должен владеть следующими компетенциями:

-уметь реализовать в повседневной жизни, полученные в школе знания и навыки;

-владеть навыками саморазвития и умело их использовать для повышения личной конкурентоспособности;

-знать собственные индивидуальные особенности, определяющие возможность обоснованного выбора содержания будущего профессионального образования.

       Знать, понимать смысл изучаемых физических понятий, величин и законов, воспринимать и самостоятельно оценивать информацию.

        Уметь объяснять результат наблюдений и экспериментов, описывать фундаментальные опыты, оказавшие существенное влияние на развитии физики, воспринимать и самостоятельно оценивать информацию.

        Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.

Содержание

Введение.

Техника, её классификация и основные характеристики. Взаимодействие человека, техники и природы. Экологические проблемы,  связанные с воздействием техники на окружающую среду.

Окружающая среда и влияние  на неё технической деятельности человека.

Природная окружающая среда и её компоненты. Многосторонняя ценность природы. Биотические, абиотические и антропогенные факторы. Взаимосвязь физических, химических и биологических процессов в биосфере. Круговорот веществ и транс формация энергии в биосфере. Целостный характер экосистем и биосферы. Виды влияния современной техники на окружающую среду. Изменения в окружающей среде, вызываемые технической деятельностью человека. Относительная  устойчивость живых организмов. Влияние факторов  окружающей среды на здоровье человека. Определение допустимых уровней воздействия на окружающую среду. Предельно допустимые  концентрации. Необходимость регулирования  процессами обмена веществом и энергией между биосферой и производством.

   Создание новой техники с учётом влияния на окружающую среду.

Основные направления технического прогресса и проблемы охраны окружающей среды.

 Пути повышения КПД  тепловых двигателей. МГД – генератор. Использование в энергетике бинарных и тринарных  циклов с несколькими рабочими телами. Экономия энергии. Энергосберегающие  технологии.  Развитие ядерной и термоядерной энергетики. Опасность радиоактивного заражения.  Необходимые меры по предотвращению радиоактивного загрязнения окружающей среды. Борьба за уничтожение ядерного оружия.

Использование возобновляемых источников энергии. Экологически чистые источники энергии. Перспективы развития солнечной энергетики и биоэнергетики. Сверхпроводники в энергетике. Современный транспорт и окружающая среда. Современный автомобильный транспорт. Электромобили. Использование на транспорте водородного и других типов топлива. Очистные устройства: принципы работы скруббера, механического отстойника, электрофильтра.

   Производство и обработка материалов. Различные способы получения материалов с заданными свойствами. Новые технологии в металлургии.  Химическая технология. Биотехнология. Принципы безотходной и малоотходной  технологий. Снижение энергоёмкости производства  при обработке материалов.  Гидропрессирование, штамповка взрывом, плазмотрон, ядерная обработка.

   Механика и механизация сельского хозяйства. Проблемы окружающей среды. Человек и биосфера. Ионизирующее излучение. Биологическое воздействие.

Лабораторный практикум.

1. Определение механических примесей в пробах воздуха.
2. Определение КПД теплового двигателя.
3. Оценка эффективности работы электрофильтра.
4. Определение температурного режима реки в районе молочного завода.
5. Изучение зависимости мощности ветродвигателя от мощности потока ветра и от угла наклона лопастей.
6. Изучение зависимости мощности гидрогенератора от расхода воды.

Тематическое планирование

105 часов в год – 35 недель – 3 часа в неделю – 35 занятий

Список литературы

1. Концепция модернизации Российского образования на период до 2010.
2. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования. Физика.//Физика в школе. 2004. №.с.19.
3. Богданова О.С., Черенкова С. В. Нравственное воспитание старшеклассников.- М.: Просвещение, 1998
4. Водопьянова Л. А.  Экологические последствия НТП.- Минск: Наука и техника. 1985.
5. Второв В. П., Дроздов Н. Н. рассказы в биосфере.- М.: Просвещение, 1981.
6. Захлебный А. Н. книга для чтения по охране природы.- М.: Просвещение. 1986.
7. Гусев М. И. Нетрадиционные источники энергии.- М.: Знание, 1992.
8. Аникеев В.А.. Копп И. З., Скалкин Ф. В. Технологические аспекты окружающей среды.-Л.: Гедрометеоиздат, 1992.
9. Сырикович М. А., Шпильрайн Э. Э. Энергия. Проблемы и перспективы.- М.: Энергия, 1991.
10. Разумовский В. Г., Глазунова А. Т. физика и научно технический прогресс.- М.: Просвещение, 1988.
11. Залогина Н. Г. Энергетика и охрана окружающей среды.- М.: Энергия, 1979.
12. Володин В. В., Хазановский П. М. Энергия, век двадцать первый.- М.: Детская литература, 1989.
13. Гнедина Т. Е. Физика и творчество в твоей прогрессии.- М.: Просвещение, 1988.
14. Речитский В. И. Профессия- изобретатель.- М.: Просвещение, 1988.
15. Кабардин О. Ф. Орлов В. А., Шеффер Н. И. Факультативный курс физики 10 класс. – М.: Просвещение, 1979.
16. Бергер Н. М. изучение тепловых явлений.- М.: Просвещение, 1981.
17. Бродянский В. М. Вечный двигатель - прежде и теперь.- М.: Энергоатомиздат, 1989.
18. Кнорре Е. С. Горизонты познания.- М.: Детская литература, 1984.
19. Гулина Н. В. В поисках энергической капсулы.- М.: Детская литература, 1984.
20. Сердинский В. Г. Экскурсии по физике в сельской школе.- М.: Просвещение, 1991.
21. Низамов И. М. Задачи по физике с техническим содержанием.- М.: Просвещение, 1980.
22. Глухов Н. Д., Камышанченко Н. В., Самойленко Н. И. беседы по физике и технике.- М.: Высшая школа, 1990.
23. Балашов М. М. о природе.- М.: Просвещение, 1991.
24. Руденко В. Н. школьникам о современной физике.- М.: Просвещение, 1990.

                                         Таблицы

1. Гидравлическая турбина малой мощности
2. Прибор электромагнитной системы
3. Схема колхозной ГЭС
4. Прибор магнитоэлектрической системы
5. Гидравлический домкрат
6. Использование диффузии в технику
7. Схема водопровода
8. Схема подачи воды потребителю
9. Использование инерции в сейсмографе
10. Теплоизоляционные материалы
11. Схема гидравлического тормоза автомобиля
12. Учет теплового расширения в технике
13. Теплоэлектроцентраль
14. ДВС
15. Паровая турбина
16. Паровая машина Ползунова
17. Холодильник
18. Телефон
19. Теплообменник
20. Тепловоз
21. Схема ГЭС малой мощности
22. Реактивный двигатель
23. Генератор переменного тока
24. Передача и распределение электрической энергии
25. Электромагнитное реле
26. Гидравлический пресс
27. Трансформатор
28. Схема водяного отепления
29. Двигатель постоянного тока
30. Воздушный тормоз автомобиля
31. Ядерный реактор
32. АЭС
33. Масс-спектрограф
34. Схема оптической записи звука
35. Схема оптического воспроизведения звука
36. Взаимодействия в природе
37. Применения РАИ с использованием проникающей радиации
38. Изменение РАИ с использованием проникающей и отражающей способности радиации
39. Трамвай
40. Электровоз
41. Электромагнитный стол