Элективный курс «Физика и экология»
Пояснительная записка
Данный курс «Физика и экология» входит в образовательную область «Естествознание» и сопровождает различные учебные предметы этого цикла: физика, экология.
Содержание курса подобрано таким образом, чтобы учебная деятельность стимулировала интерес учащихся к изучению этих наук и способствовала сознательному выбору соответствующего профиля в старшей школе. Изучая данный курс по выбору, учащиеся получат представление о том, какие экологические проблемы существуют в настоящее время, как физика помогает решать эти проблемы, какие физические законы лежат в основе возникающих проблем и в способах их решения.
Изучение курса сопровождается решением задач по физике с экологическим содержанием.
Материал курса базируется на общеобразовательном материале и доступен учащимся, хотя некоторые изучаемые вопро сы выходят за рамки материала, изучаемого на уроке, что позволяет расширить знания учащихся по различным предметам.
Каждое занятие курса направлено на развитие познавательного интереса школьников к изучаемому предмету, знакомству с новыми понятиями, желанию побольше узнать по данной теме. Интерес к курсу формируется с помощью создания проблемных ситуаций на уроке, самостоятельному поиску решения проблем.
Особое внимание в данном курсе по выбору уделяется развитию самостоятельности и творческой активности учащихся на занятиях. Основной формой работы на занятиях является групповая работа, во время которой учащиеся с помощью личного жизненного опыта, наблюдений за различными природными явлениями и процессами, а также с помощью дополнительных источников информации выполняют различные задания.
Заключительным этапом изучения курса является работа над проектом с экологическим содержанием. В результате учащиеся создают информационный ресурс в виде веб-сайта, в который включаются результаты их работ: презентации, публикации, дидактические материалы и др. Сайт может быть использован другими учителями и учащимися, а также может быть размещён в Интернете.
Актуальность программы
Курс по выбору «Физика и экология» предназначен для учащихся 8-х классов. По своему содержанию курс является межпредметным, ориентированным на естественно-научный профиль в старшей школе.
Его можно вводить в течение всего учебного года, так как он является продолжением тем по физике, изученных в 7-8-х классах, таких, как «Электрическое поле», «Двигатель внутреннего сгорания», «Энергия», «Тепловые явления».
Одним из рассматриваемых вопросов является изучение ядерной энергии, её использование и последствия бесконтрольного использования. Несмотря на то, что данная тема изучается в курсе физики лишь в последней четверти 9 класса, можно построить изучение данной темы таким образом, что, не углубляясь в суть процессов, происходящих при превращении ядер, основной упор сделать именно на последствия необдуманного использования энергии атома. Тем более, что материал учащимся знаком из жизненного опыта, а так же изучается на уроках химии и основах безопасности жизнедеятельности.
Знакомство с курсом «Физика и экология» требует от учащихся умения наблюдать, работать с текстом, фиксировать и систематизировать факты, излагать свои мысли в письменной и устной форме, сравнивать, обобщать и делать выводы.
Новизна предлагаемой программы в части предпрофильной подготовки заключается в том, что, во-первых, перед учащимися ставится «живая» проблема, которую необходимо осознать, проанализировать и сделать свои предложения или выводы. Во-вторых, исследование учащимися темы с выступлением по данному вопросу перед учениками. В-третьих, учащимся дается возможность получить новые для себя знания и в этом процессе научиться самообразовываться.
Гипотеза: позволит повысить интерес к предмету физика, расширит кругозор учащихся и повысит экологическую культуру учащихся.
Цели и задачи изучения курса
Основная цель курса – ориентация учащихся на осознанный выбор естественно – научного профиля обучения в старшей школе.
Дидактические цели программы:
Совершенствование научного мировоззрения
Развитие экологической культуры
Воспитание коммуникативных качеств
Поставленные цели определяют следующие методические задачи:
Изучить экологические проблемы, причины их возникновения, последствия и пути их решения
Выяснить роль науки в целом и физики в частности, в появлении и решении экологических проблем
Показать прикладное значение физики
Выяснить роль антропогенного фактора в загрязнении окружающей среды
Способствовать формированию познавательного интереса к физике и экологии
Включать учащихся в групповые формы работы
Учить отстаивать свою точку зрения и уважать мнение других
Ожидаемый результат- курса по выбору «Физика и экология» связан возможностью создания мотивационной базы для дальнейшего выбора профиля в старшей школе.
Формы и методы обучения
Специфика программы предусматривает использование наряду с традиционными методами и формами работы на уроке новые, такие как:
проектный метод
исследовательский метод
ролевые игры
работа в малых группах
использование информационных технологий.
В основных чертах учебные занятия выстраиваются в соответствии со следующей схемой организации учебной деятельности:
В тоже время организационная структура занятий, разумеется, может быть и другой, например, во время экскурсий, практических работ, ролевых игр.
Знания, умения и навыки, приобретаемые учащимися в результате изучения курса
В результате изучения курса, помимо формирования собственной позиции относительно выбора профиля, ученики смогут углубить свои знания по ранее изученным темам в курсе физики 7 – 9 класса:
Кинетическая и потенциальная энергия.
Закон сохранения механической энергии
Атмосферное давление
Закон сохранения энергии в тепловых процессах
Влажность воздуха
Тепловые двигатели. Преобразование энергии в тепловых двигателях
Радиоактивность. Альфа-, бета-, гамма-лучи. Дозиметрия
Эти темы входят в обязательный минимум содержания образования.
При изучении курса учащиеся знакомятся со следующими новыми понятиями: «парниковый эффект», «кислотные дожди», «ПДК», «космос», «альтернативная энергетика», «безотходное производство», «энергосбережение», «саккады», «доза радиации», «озоновый слой», «очистные сооружения».
Курс основан на фундаментальных физических законах, например, таких как «Закон сохранения энергии» при изучении темы «Энергетика» и др.
Основные критерии сформированности знаний у учащихся
строить план исследования;
фиксировать полученные данные в виде схемы, таблицы, опорного конспекта;
решать прикладные задачи, а также самостоятельно составлять задачи прикладного характера;
предлагать и проводить эксперименты (наблюдения), позволяющие подтвердить или опровергнуть различные гипотезы;
сотрудничать с товарищами, работая в исследовательской группе;
представлять результаты работы в форме короткого сообщения с использованием визуальных средств демонстрации (графиков, диаграмм, рисунков), а также с использованием компьютерных технологий (презентации, публикации);
воспринимать и перерабатывать учебную информацию в различных формах;
работать с дополнительными источниками информации, в том числе и электронными.
Многие из этих умений также входят в обязательный минимум содержания образования.
Формы контроля достижений учащихся
В качестве контроля уровня достижений учащихся предлагаются две формы:
Подготовка и защита творческого, исследовательского или информационного проекта
Итоговый тест по всему изученному материалу.
По результатам этих двух работ учащийся получает зачёт или незачёт.
Методические рекомендации:
При изучении данного элективного курса, акцент будет сделан не столько на приобретение дополнительной суммы знаний по физике, сколько на развитие способностей самостоятельно приобретать знания, критически оценивать полученную информацию, излагать свою точку зрения по обсуждаемому вопросу, выслушивать другие мнения и обсуждать их.
Необходимо ознакомить учащихся с методами, применяемыми в научных исследованиях по физике (теоретическое предвидение, разработка рабочей гипотезы, наблюдения, эксперимент, анализ экспериментальных фактов и выводы из них, проверка выводов на практике).
Могут быть использованы различные формы и методы проведения занятий: изложение материала учителем, беседа, работа с книгой, справочным материалом, энциклопедией, лабораторные и практические работы, решение задач, построение графиков и работа с ними.
Поэтому ведущими формами занятий будут семинары и практические занятия. Темы предстоящих семинаров будут объявляться заранее и каждому учащемуся будет предоставлена возможность выступить с основным сообщением на одном из занятий. Учащиеся готовят сообщения о физическом открытии экологической проблеме и пути решения данной проблемы.
Содержание программы курса
1.Физика и экология
Экология как наука и её связь с другими науками, в том числе с физикой.
Экология как наука. Современная экологическая ситуация.
Современные экологические проблемы. Роль физики в оценке влияния хозяйственной деятельности человека на окружающую среду и решении экологических проблем.
Загрязнение окружающей среды
Загрязнение атмосферы.
Состав атмосферы, её физические параметры.
Основные загрязняющие вещества. Искусственные источники загрязнения: транспорт, промышленность, авиация, космонавтика. Загрязнение атмосферы при авиаполётах и запусках космических аппаратов. Физические методы уменьшения и очистки газопылевых выбросов.
Лабораторная работа. «Определение физических параметров атмосферы»
Загрязнение воды.
Основные источники загрязнения воды. Распространение загрязняющих веществ в воде. Понятие о ПДК. Судоходство. Влияние нефтяной плёнки на жизнь в водоёме. Физические основы работы очистных сооружений. Ограниченность запасов пресной воды.
Энергетика
Традиционные источники энергии.
Превращение одного вида энергии в другой.
Органическое топливо и загрязнение окружающей среды при его сжигании. Проблема исчезновения ресурсов углеродистых энергоносителей. Экологические проблемы строительства и эксплуатации ГЭС. Экологическая характеристика и перспективность ядерной энергетики. Опасность аварий на ядерных реакторах и меры их предотвращения.
Энергетика на основе возобновляемых источников энергии.
Нетрадиционная энергетика и альтернативные источники энергии. Ветроэлектростанции. Приливно-отливная энергетика. Гелиоэнергетика, её потенциал и экологические проблемы. Геотермальная энергетика. Возобновляемые источники энергии в энергетике настоящего и будущего.
Экология человека
Экология города и жилища.
Экологические проблемы урбанизации. Влияние на окружающую среду различных видов транспорта. Экологические проблемы, связанные с проблемой использования ДВС, ТЭС, ГЭС, систем отопления. Перевод транспорта на другие источники энергии. Энергосбережение. Роль теплоизоляции.
Лабораторная работа. «У светофора»
Экология человека.
Действие электрического тока на организм человека. Электрическое сопротивление человека и его зависимость от состояния организма. Влияние на здоровье громкого звучания музыкальных установок и других источников шума. Биологическое действие неионизирующего и ионизирующего излучений, защита от них. Особенности действия радиации на живые организмы и защита от неё. Бытовая радиация.
Работа над проектом
Подготовительный этап.
Постановка проблемы, создание сюжетной ситуации. Формулировка целей и задач. Организация групп, распределение ролей по группам. Выбор форм презентации результатов.
Основной этап (деятельность учащихся)
Самостоятельная работа учащихся по «добыче» новых знаний, консультация учителя. Подготовка презентаций.
Заключительный этап.
Презентация проекта, обсуждение, подведение итогов.
Учебно-тематический план
Номер
занятия
Содержание работы на занятии.
Часы
Урок №1-2
Экология как наука. Современная экологическая ситуация
2
Урок №3-4
Современные экологические проблемы
2
Урок №5-6
Загрязнение атмосферы
Лабораторная работа №1. «Определение физических параметров атмосферы»
2
Урок №7-9
Загрязнение воды и способы очистки воды. Лабораторная работа фильтрация воды
3
Урок №10-11
Энергетика
Традиционные источники энергии
2
Урок №12-13
Энергетика на основе возобновляемых источников энергии
2
Урок №14-15
Экология города и жилища.
Лабораторная работа №2. «У светофора»
2
Урок №16
Экология человека
1
Урок №17-18
Энергосбережение роль теплоизоляции
2
Урок №19-20
Влияние электромагнитного излучения
2
Урок №21-22
Влияние звуковых волн на живые организмы
2
Урок №23-24
Работа над проектом.
Подготовительный этап проекта
2
Уроки
№ 25-27
Самостоятельная работа учащихся по «добыче» новых знаний, консультация учителя. Подготовка презентаций
3
Урок №28-29.
Презентация проекта, обсуждение, подведение итогов
2
Урок №30-31
Экскурсии
2
Урок №32-34
резерв
3
Итого
34
Учебно-тематический план
Номер
занятия
Содержание работы на занятии.
Часы
Дата
Урок №1-2
Экология как наука. Современная экологическая ситуация
2
Урок №3-4
Современные экологические проблемы
2
Урок №5-6
Энергетика
Традиционные источники энергии
2
Урок №7-9
Энергетика на основе возобновляемых источников энергии
3
Урок №10-11
Экология города и жилища.
Лабораторная работа №2. «У светофора»
2
Урок №12-13
Экология человека
2
Урок №14-15
Энергосбережение роль теплоизоляции
2
Урок №16
Загрязнение атмосферы
Лабораторная работа №1. «Определение физических параметров атмосферы»
1
Урок №17-18
Загрязнение воды и способы очистки воды. Лабораторная работа фильтрация воды
2
Урок №19-20
Влияние электромагнитного излучения
2
Урок №21-22
Влияние звуковых волн на живые организмы
2
Урок №23-24
Работа над проектом.
Подготовительный этап проекта
2
Уроки
№ 25-27
Самостоятельная работа учащихся по «добыче» новых знаний, консультация учителя. Подготовка презентаций
3
Урок №28-29.
Презентация проекта, обсуждение, подведение итогов
2
Урок №30-31
Экскурсии
2
Урок №32-34
резерв
3
Итого
34
Рекомендуемая литература для учащихся
Акишев М.Т. Физико-экологическая конференция учащихся //Физика в школе. – 2000. - №4.
Боровский Е.Э. Материал к уроку-лекции «Атомная энергетика: проблемы экологии» // Физика в школе. – 2003. - №2.
Введение в экологию / Сост. О.В. Сальникова – М.: Издат, 1992. – 112 с.; ил.
Гаев А.Я. Наши следы в природе / Гаев А.Я., Самарина В.С. - М.: Недра, 1991. - 154 с.; ил.
Данилов А.Д. Атмосферный озон – сенсации и реальность / Данилов А.Д., Кароль И.Л. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – 120 с.; ил.
Дуков В.М. Электромагнитные излучения и экология // Физика в школе. – 2001. - №2.
Елькин В.И. Домашние экологические опыты // Физика в школе. – 2000. - №2.
Зиятдинов Ш.Т. Экологические проблемы ядерной энергетики в задачах // Физика в школе. – 1996. - № 2, с. 29.
Рекомендуемая литература для учителя
Интегрированные уроки как метод экологического образования и воспитания учащихся. // Физика в школе. – 2001. - №2.
Использование периодической печати на уроках физики. // Физика в школе. – 2003 - №4.
Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики: из опыта работы: пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1974. - 128 с.; ил.
Методический справочник учителя физики / Сост.: М.Ю. Демидова. - М.: Мнемозина, 2003. – 229 с.; ил.
Михеев А.В. Охрана природы: учеб. пособие для СПТУ / Михеев А.В., Константинов В. – М.: Высш.шк.,1986.-256 с.; ил.
Новиков Ю.В. Природа и человек. – М.: Просвещение, 1991. – 223 с.: ил.
Преподавание физики, развивающее ученика: кн. 1. Подходы, компоненты, уроки, задания. / Сост. и под ред. Э.М Браверман // Пособие для учителей и методистов. – М.: Ассоциация учителей физики, 2003. - 400с.; ил.
Смирнова Г.С. Экологическая развивающая экскурсия. // Физика в школе. - 2003 - №1 - с. 19.
Урок на тему «Электрическое поле и защите от него». // Физика в школе. – 2000 - №2.
Физика и экология. 7-11 классы: материалы для проведения учебной и внеурочной работы по экологическому воспитанию / Сост. Г.А. Фадеева, В.А. Попова – Волгоград: Учитель, 2004. – 74 с.
Экологическое образование: концепции и методические подходы / Под ред. Н.М. Мамедова. - М.: Агентство «Технотрон», 1996.
Болотов В.А. Переход средней школы на профильное обучение в старших классах // Физика в школе. – 2003. - №8. - С. 3.
Зиятдинов Ш.Г. Экологическая составляющая курса физики / Зиятдинов Ш.Г., Миркин Б.М. // Физика в школе. – 2004. - № 3.
Бузова О.В. Научная работа школьников экологической направленности //Физика в школе. – 2000. - №4.
Список рекомендуемых электронных изданий
CD «Открытая физика», версия 2,6; часть 1,2 (диск 1,2);
CD «Репетитор по физике Кирилла и Мефодия 2005, 2006 г.», (диск 1,2);
CD «1С: Репетитор. Физика (1,5)», (диск 1);
CD «Курс физики ХХI века», (диск 1);
CD «Уроки Кирилла и Мефодия. 9 класс»;
CD «Физика 7-11. Библиотека наглядных пособий» (диск 1);
CD «Живая физика», (диск 1);
СD «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия» (диск 1).
знакомство с общими
теоретическими сведениями
постановка
проблемы
№ 1
№ 2
№ 3
№ 4
работа в группах
выступления учащихся
выступление групп с результатами работы
проекты
плакаты
предложения
оппонирование
Заголовок 2,Заголовок 2 Знак15