Экологическое образование и воспитание учащихся на уроках физики
Смотрова Лариса Ивановна
Преподаватель физики, Донецкая общеобразовательная школа
I-III ступеней №145
larisa1703@gmail.com
Экологическое образование и воспитание учащихся
на уроках физики
Аннотация
Данная статья раскрывает некоторые вопросы экологического воспитания на уроках физики в VII – VIII классах. Необходимость возвращения физике ее изначального содержания как науки о природе.
Ключевые слова:
Экология, воспитание, природа, экологические факторы, урок, физика.
«Отношение человека к окружающей среде - это уже и сам человек, его характер, его философия, его душа, его отношение к другим людям».
С.П. Залыгин
Преподавание физики строится по политехническому принципу: изучаемый материал группируется вокруг приоритетных вопросов технического прогресса: развитие энергетики, средств связи, транспорта, создание материалов с заданными свойствами и др. Однако тенденция гуманитаризации образования диктует необходимость возвращения физике ее изначального содержания как науки о природе. Подобную переориентацию может обеспечить экологизация школьной физики, так как физическое обоснование имеют два взаимосвязанных аспекта проблемы «человек и природа»: энергетический (рациональное использование природных ресурсов) и природоохранительный (восстановление природного равновесия). Эти аспекты можно рассматривать при изучении большинства вопросов физики.
В школьный курс физики необходимо включить изучение следующих вопросов:
1. Загрязнение и самоочищение атмосферы.
2. Глобальное потепление на Земле в результате повышения в ней содержания углекислого газа (парниковый эффект).
3. Уменьшение озонового слоя Земли, защищающего от ультрафиолетового излучения биологические объекты на Земле.
4. Вредное или раздражающее влияние различных шумов на организм человека, снижающих работоспособность, укорачивающих жизнь жителей больших городов на 10-12 лет.
5. Влияние музыки на порог слышимости.
6. Влияние неслышимых звуков на здорового человека. (Например, инфразвуков на психологическую сферу человека).
7. Влияние электромагнитных полей на организм человека. (Например, влияние компьютера на организм человека и соблюдение экологических норм).
8. Выброс вредных веществ, образующихся при сгорании топлива, загрязнение вод нефтью, повышение средней температуры планеты за счет выделения тепла в окружающую среду.
9. Естественные источники радиоактивности. (Например, применение радиохимического контроля строительных материалов, повышение эффективности вентиляционных систем и др.).
Ученики осознают значение природы для людей, понимают, что она – основной источник удовлетворения жизненных и духовных потребностей человека, осмысливают необходимость ответственного отношения к ней, убеждаются в том, что только на основе научных знаний можно создать экологически безопасную технику и организовать оптимальный с точки зрения охраны окружающей среды труд людей.
Пути реализации экологического обучения на уроках физики таковы:
объяснение учителем физических закономерностей, лежащих в основе глобальных атмосферных явлений,
проведение экскурсий с целью показа результатов производственной деятельности человека;
демонстрация фрагментов фильмов, показывающих влияние человеческой деятельности на экологическую систему;
организация самостоятельной деятельности учащихся по подготовке рефератов, презентаций для уроков-конференций,
Начинать экологическое образование и воспитание учащихся необходимо с 7 класса. Например, понятие экологических факторов возможно ввести на первом уроке в VII классе, когда учащихся знакомят с целями изучения курса физики. Существуют три типа факторов: абиотические, биотические, антропогенные. К абиотическим факторам относятся компоненты неживой природы: температура среды, влажность воздуха, магнитные и электрические поля, шум, радиоактивное излучение и т. п. Все эти факторы являются предметом изучения физики. Биотические факторы связаны с воздействием живых существ друг на друга. Антропогенные факторы – это формы человеческой деятельности, влияющей на живые внешней среды, определяющих условия жизни живых организмов на Земле. Так, температура воды в реке изменяется, если в нее сбрасываются промышленные или бытовые стоки. Если эти изменения окажутся за пределами выживания для каких-то видов рыб или водорослей, начинается их постепенное вымирание. В то же время эти изменения могут оказаться благоприятными для других видов животных и растений, которые начнут вытеснять прежние виды. Подобные изменения происходят повсюду.
На уроке по теме: «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах» отмечаем, что с экологической точки зрения, демонстрация этого явления должна показать, как разного рода загрязнители проникают в те вещества, которые обеспечивают жизнедеятельность растений, животных, человека.
Диффузия в жидкостях в случае слива загрязненной воды из фабрик и заводов приводит к загрязнению чистой воды наших рек, каналов, морей. Отравлению организмов, живущих в них, к гибели растительности. Используя в пищу пойманную в них рыбу, человек может отравиться сам.
Загрязнение почвы тоже происходит вследствие диффузии. Так излишки удобрений, различных ядохимикатов (гербицидов и пестицидов) попавших на неё при опрыскивании сельскохозяйственных культур, распространяются в почве не только с потоками воды, но и в результате диффузии, а затем попадают в плоды, которые человек употребляет в пищу.
Для закрепления материала по диффузии можно решить одну из качественных задач: Почему нефть растекается по поверхности воды тонкой пленкой? Как влияет нефтяная пленка на биосферу водоема?
Ответ: плотность нефти меньше, чем плотность воды, слой нефти затрудняет диффузию кислорода в водоем и диффузию углекислого газа из водоема в атмосферу. Нефтяная пленка уменьшает освещенность водоема, затрудняя процесс фотосинтеза в нем, нарушает теплоизоляцию слоя перьев у водоплавающих птиц.
В 7 классе при изучении вопроса о трех состояниях вещества, в 8 классе при изучении темы парообразование и конденсация можно рассказать учащимся, что в природе происходит непрерывный круговорот воды. При любой температуре в каждое время года с поверхности почвы, водоемов, листьев растений испаряется вода и атмосфера пополняется водяными парами, которые конденсируясь в ее верхних холодных слоях, образуются облака и выпадают на землю в виде росы, снега, града, инея. В каждой местности устанавливается равновесное состояние между количеством испаряющейся воды и находящейся в атмосфере. К такому равновесному состоянию приспосабливаются и привыкают люди, животные, растения.
При современной мощной технике человек может легко нарушить это равновесие, уничтожив водоемы. В результате наступит новое равновесное состояние, которое будет непривычным для обитателей данной местности.
Следовательно, вторгаясь в природу, нужно точно знать, что может привести к повышению температуры нашей планеты таянию ледников и другим нежелательным последствиям.
Изучая тему: «Сообщающиеся сосуды» в 8 классе рассказываю учащимся о том, что в Европе есть два моря, представля ющие собой сообщающиеся сосуды – Азовское и Черное, причем одно почти пресное, а другое соленое. Не может ли вода перетекать из одного моря в дру гое через Керченский пролив и пагубно сказываться на жизни морского мира? (Азовское море пополняют пресной во дой реки Дон и Кубань, но перетекание такой воды в случае подъема ее уровня не представляет опасности для обита телей Черного моря. В засушливые годы это пополнение ослабевает и уровень воды в Азовском море понижается соленая вода из Черного моря частично перетекает в Азовское и губит в нем пресноводную рыбу.)
При объяснении работы шлюзов необходимо рассказать о вредном воздействии плотин. Плотины создают непреодолимое препятствие на путях миграции рыб, поднимающихся на нерест. Повышается уровень грунтовых вод. Застаивается вода (загрязняется, цветёт, появляются сине-зеленые водоросли).
При изучении темы: «Сила трения» необходимо раскрыть вопрос о том какой вред происходит от посыпания наледи песчано-солевой смесью (гибель придорожной растительности, разъедание автомобильных шин, обуви, коррозия трубопроводов, засоление пресных водоемов, гибель некоторых организмов живущих в этих водоемах).
Изучая материал по теме: «Сила упругости. Закон Гука» объясняю как происходит деформация плодородного слоя почвы тяжёлыми сельскохозяйственными машинами и бронированной военной техникой. Ухудшение качества почвы, вынос песчаных и глинистых слоев на поверхность, уплотнение почвы, истирание в пыль её верхнего слоя.
Рассматривая тему: «Влияние звуковых колебаний на живые организмы» реализую принцип взаимосвязи знаний и практической деятельности. При этом совмещаю исторические и научные факты.
Первые дошедшие до нас жалобы на шум можно найти у Римского сатирика Ювенела. По его утверждению в городе трудно было заснуть - скрип, грохот обозов на узких улицах, брань возниц мешали сну, раздражали, "Большая часть больных, писал он умирают в Риме от бессонницы". Но всё же эти шумы были более или менее терпимы для человеческого уха, а только в настоящее время проблема шума заявила о себе в полный голос.
Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20 - 30 децибел /дБ/ практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница оставляет примерно 80дБ.
Звук 130 дБ. уже вызывает у человека болевое ощущение, а 150 становится для него не переносимым. Недаром в средние века существовала казнь «ПОД КОЛОКОЛ». Гул колокольного звона мучил и медленно убивал осуждённого.
Как показали исследования, неслышимые звуки также могут оказать вредное воздействие на здоровье человека. Так, инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: поражаются все виды интеллектуальной деятельности, ухудшается настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности - чувство слабости, как после сильного нервного потрясения.
Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие. По мнению учёных, именно инфразвуки, неслышно проникающие сквозь самые толстые стены, вызывают многие нервные болезни жителей крупных городов.
УЛЬТРАЗВУКИ, создаваемые механизмами в цехах, также опасны. Механизмы их действия на живые организмы крайне многообразны.
Разные механизмы находящиеся на заводах, фабриках, в поварских цехах издают разные звуки по уровню шума от 10 до 80 дБ, которые отрицательно влияют на человеческий организм. Человек, проработавший долгое время на таких производствах тихие звуки уже не воспринимает. Для понижения шума в цехах используют разные методы: колёса внутрицехового транспорта снабжают резиновыми шинами, холодильные агрегаты и вентиляцию оборудуют бесшумными электродвигателями, под разные механизмы подкладывают резиновые коврики, поглощающие звук, стены обшиваю специальными звукопоглощающими материалами.
Предлагаю ученикам решить задачу:
Громкость звука рок-музыки на дискотеках достигает 100 дБ. Во сколько раз интенсивность этого звука превышает предельно допустимые нормы, соответствующие 50 дБ.
Частые воздействие сильного шума отрицательно влияет на слух, может стать причиной нервного истощения, психической угнетенности или агрессивности, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечнососудистой системы.
При изучении ультразвука можно сообщить следующие сведения: ультразвук используется для охраны от загрязнений воздушного и водного бассейнов, почвы; создаются ультразвуковые установки для фильтрации, дробления и разрушения вредных веществ; с помощью ультразвука можно превращать опасные для окружающей среды отходы промышленного производства в полезные, например, улавливать выбрасываемый в атмосферу некоторыми химическими заводами аммиак и превращать его в жидкое или твердое вещество, необходимое для некоторых химических технологических процессов
Изучая в 8 классе темы: «Давление жидкостей» и «Механическая работа» решаем задачи с экологическим содержанием.
Каша лот, имеющий массу 60 т, достиг глубины 1000 м. Рассчитайте произ водимое на этой глубине давление на него, учитывая, что плотность морской воды 1030 кг/м3. Опреде лите выталкивающую силу, дейст вующую на животное. Почему кит может держаться на глубине? Смо жет ли он находиться на суше?
Когда кит ныряет и всплывает, он на правляет свое тело в глубину океана могучим движением хвоста, мощность которого 360 кВт, кит при скорости 36 км/ч достигает глубины 1000 м. Ка кая совершается при этом работа? По чему тело кита плавает в воде?
. При изучении темы: «Виды теплопередачи и количество теплоты» рассматриваю такие экологические вопросы:
Конвекция в природе и технике: образование конвекционных потоков в промышленных зонах; механизм рассеивания выбросов с помощью высоких труб; особенности рассеивания при циклонах и антициклонах.
Почему заводские трубы делают как можно более высокими? Нарисуйте, как распространяются выбросы их труб в ясную погоду при антициклоне и в пасмурную погоду при циклоне.
Ответ: в первом случае выбросы конденсируются вблизи поверхности земли, отравляя воздух, во втором случае выбросы достигают верхних слоев атмосферы и разрушают озоновый слой.
Рассматривая тему: «Излучение» рассказываю о «парниковом эффекте»» на Земле и о возможных последствиях его усиления.
Рассмотрев некоторые вопросы экологического воспитания учащихся VII – VIII классов, хочется закончить эту работу словами Е.Евтушенко:
«Берегите эти земли, эти воды
Даже малую былиночку любя.
Берегите всех зверей внутри природы,
Убивайте лишь зверей внутри себя!»
Литература
1. В.Д. Шарко. Экологическое воспитание учащихся при изучении
физики. Пособие для учителя. – Киев. 1990. - 205 с.
Бугаев А.И., Шарко В.Д. Экологическое воспитание при изучении звуковых колебаний. Физика в школе. 1987. - №3. С. 29-31
Семке А.И. Нестандартные задачи по физике. Ярославль: Академия развития, 2007. - 320 с.
Усова А.В. Воспитание учащихся в процессе обучения физике. / Усова А.В., Завьялов В.В. - М. : Просвещение, 1984. - 128 с.
Демкович В.П. Физические задачи с экологическим содержанием Физика в школе. 1991. -№ 3. С. 26 – 29
Заголовок 115