Экологическое воспитание и образование на уроках физики


1
Экологическое воспитание и образование на уроках физики
Сегодня, по мнению некоторых специалистов, всю Россию можно назвать
зоной экологического бедствия. Физикотехническое и химическое
загрязнение природы угрожает самому существованию человека. Но люди
уже никогда не смогут отказаться от железных дорог, самолётов,
автомобилей, электростанций, телекоммуникацийСледовательно, главная
задача современного общества состоит в том, чтобы значительно уменьшить
вредные техногенные воздействия современной цивилизации на
окружающую среду и ознакомить общество с конкретной опасностью,
угрожающей человеку в жилище, воздухе, воде, почве, так как для
современных людей характерно снижение и потеря инстинкта
самосохранения и сохранения рода.
Незаметно проблемы экологии вышли на первое место по своей
общечеловеческой значимости, и вот уже на самом высоком уровне
обсуждают вопросы сохранения природы Земли. И если раньше выживание
ассоциировалось прежде всего с предотвращением ядерной войны, то
сейчас выжить - значит не погубить себя своей же собственной
деятельностью: не закопать самих себя в горах ядовитого мусора, не
закоптить небо промышленными дымами, не отравить водные источники
отходами.
Причин возникновения экологических проблем много, но наиболее
очевидны следующие:
1)Демографический взрыв, в результате которого в течение десяти лет
население Земли вырастает на величину, равную населению Китая. Это во
многом провоцирует продовольственную, энергетическую и сырьевую
проблемы и как следствие - экологическую проблему.
2
2)огромные масштабы человеческой деятельности. «Человек,-говорил
В.И.Вернадский,-становится могучей геологической силой». В результате
научной и технологической революций изменяется окружающая природная
среда.
3)Нерациональное потребление природных ресурсов, наиболее активно
используемых в общественном производстве и мировом хозяйстве.
4)Потребительское мышление. Древний культ природы заменился культом
техники и потребления. Самое широкое распространение получила
идеология покорения природы, предельно высокой её эксплуатации.
В последние десятилетия деятельность человека оказывает огромное по
масштабам и интенсивности воздействие на природную среду.
Свидетельство тому - возникновение многих экологических проблем. К ним
можно отнести:
-истончение озонового слоя в стратосфере;
-проблема чистой пресной воды;
-истощение природных ресурсов;
-глобальное потепление климата («парниковый эффект»);
-проблема осушения земель;
-кислотные осадки;
-сокращение видового разнообразия живой природы;
-экологическая катастрофа Мирового океана;
- проблема утилизации отходов (в том числе, ядерных);
-экологическая безграмотность населения
3
и.т.д.
Истощение природных ресурсов занимает в ряду проблем одно из первых
мест. Оно возникло как результат активного действия человека на биосферу.
Природные ресурсы делятся на возобновляемые и невозобновляемые.
Неовозобновляемые ресурсы - ресурсы, затратив которые, человек уже не в
состоянии их восстановить или рассчитывать, что они восстановятся
естественным путём. К ним относятся все виды ископаемого сырья и
топлива, то есть всё то, что возникло в процессе формирования и развития
Земли в течение сотен миллионов лет (нефть, газ, уголь, торф и др.).
Возобновляемые ресурсы - это ресурсы, которые возобновляются в
результате естественных процессов, происходящих в природе, или могут
быть восстановлены человеком с определёнными затратами (объекты охоты,
рыболовства, собирательства, вода, лес, плодородный слой почвы, энергия
ветра и приливов, гидроресурсы электростанций). Они могут
восстанавливаться, но скорость их потребления намного выше, чем скорость
возобновления.
Парниковый эффект.
Подобно тому, как в парнике стеклянная крыша и стены пропускают
солнечную радиацию, но не дают уходить теплу, так и углекислый газ вместе
с другими «парниковыми газами» практически прозрачны для солнечных
лучей, но задерживают длинноволновое тепловое излучение Земли, не дают
ему уходить в космос. В результате температура приземного слоя воздуха
повышается.
Во второй половине 20века в атмосфере резко увеличилось содержание
парниковых газов за счёт:
4
-сжигания ископаемого топлива;
-увеличения количества метана (интенсивное развитие производства) и
окисдов азота;
-массового уничтожения лесов.
Вследствие этого наблюдаются отрицательные последствия:
-резко увеличивается процесс опустынивания, меняется климат в Сибири и
Скандинавии;
-повышается уровень Мирового океана в результате таяния материковых и
горных ледников;
-вследствие таяния ледников и перераспределения водных масс от полюсов
к низким широтам скорость вращения Земли будет замедляться на
незначительную величину. Это может вызвать изменение её формы. В связи
с этим могут усилиться вулканическая деятельность и землетрясения.
Истончение озонового слоя.
Растительный и животный мир на нашей планете начал своё развитие лишь
после образования охранного озонового слоя озона, который надёжно
укрыл Землю от опасного ультрафиолетового солнечного излучения.
Несмотря на малую концентрацию озона, он поглощает 99%
ультрафиолетового излучения Земли.
Вот почему так важно не допускать изменения этого слоя. К сожалению,
промышленная деятельность человечества направлена на его активное
изменение.
Разрушают озон:
5
-оксиды азота, образующиеся при работе ДВС из содержащихся в воздухе
азота и кислорода при температуре сгорания топлива. Наиболее активно
образование оксидов азота происходит при полётах сверхзвуковых
самолётов на большой высоте, ракет, при эксплуатации автомобилей и
другого транспорта.
-фтористые и хлористые соединения, которые широко применяются в
настоящее время в холодильниках, кондиционерах, пенообразователях,
аэрозолях. Эти соединения поднимаются вверх, разрушают озон, сами же
распадаются десятилетиями.
И не только знаменитая «озоновая дыра» над Антарктидой показывает
неравномерное распределение озонового слоя над Землёй, количество
озона уменьшается везде. 6-9 тысяч человек ежегодно заболевают
онкологическими заболеваниями от ультрафиолетового излучения.
В настоящее время по международному соглашению полностью прекращён
выпуск фреонов.
Проблема чистой воды
Ученые считают, что будущие войны могут возникнуть в результате борьбы
за пресную воду. По данным ООН, в настоящее время четверть населения
Земли постоянно испытывает недостаток в питьевой воде.
Естественный круговорот воды, её режим резко изменился в результате
распашки земель, сельскохозяйственного освоения, создания сети каналов и
водохранилищ, бесхозяйственного, варварского отношения к воде как к
ничейному бесплатному природному ресурсу. Всё это привело к тому, что
количество чистой пресной воды резко сократилось.
6
Из-за неумеренного потребления минеральных удобрений, пистецидов,
загрязнения земель свалками многие подземные скважины не пригодны для
питья.
У нас, по мнению учёных, существует не менее чем 20-летнее отставание
экологического образования от мирового уровня. Мы плохо воспитываем
разумного хозяина богатств Родины, выпускники школ становятся
бездумными потребителями природных ресурсов.
Поэтому на современном этапе так важно включение в содержание
учебных предметов содержание экологических знаний.
Школьному учителю предстоит многое сделать в экологическом воспитании
не только детей, но и родителей.
Термин «экология» в 1866г. впервые употребил немецкий биолог
Э.Геккель, образовав его от греческих слов «экос» (дом, жилище) и «логос»
(учение).
В буквальном смысле экология - это наука о том, как жить в собственном
доме. «Дом» современного человечества - вся планета Земля, теперь уже
вместе с прилегающим космическим пространством.
Цель экологического воспитания на уроках - сформировать у
подрастающего поколения ответственное отношение к окружающей среде,
воспитать личность, готовую к грамотной практической деятельности, к
пропаганде экологических идей, к защите и улучшению окружающей среды.
Опыт показывает, что большой вклад в дело школьного экологического
образования могут внести и учителя физики.
На первый взгляд кажется, что интересы физики и экологии противоречивы:
экология - наука о взаимосвязях в природе,
7
физика - наука, лежащая в основе научно- технического прогресса, который
вносит нарушения в многочисленные природные взаимодействия.
Вспомним, однако, что в переводе с греческого слово «физика» означает
«природа» и в курсе физики имеется такой материал, который позволяет
донести до учащихся экологические знания естественно, без перегрузки.
Он раскрывает, с одной стороны, лежащую в основе экологии взаимосвязь
физического и биологического, так как в экологическую систему входит «не
только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов,
образующих то, что мы называем средой…» (Рикфлекс Р. Основы общей
экологии). С другой стороны, экологический материал в школьном курсе
физики затрагивает научные основы охраны природы, так как деятельность
человечества наносит огромный вред природе.
Современные пути выхода из сложившегося экологического кризиса во
многом связаны с достижениями физики и техники.
К сожалению, людям свойственно пренебрегать опасностью тогда, когда
она для них не очевидна; они не привыкли принимать меры
предосторожности в этом случае. Только раннее (с детства) формирование
правильного, научно осознанного взаимоотношения человека и природы
может предотвратить нарастание вредных факторов в окружающей среде и
помочь нейтрализовать их. Вот почему экологическое воспитание учащихся
чрезвычайно актуально, и преподавание каждого учебного предмета
должно быть направлено на решение этой проблемы. Может быть, теперь,
пережив ряд экологических катастроф и ощутив на себе последствия
неконтролируемых научных исследований, учёные почувствуют вину за
развитие науки и вернут физике первоначальный смысл. Пришла пора
использовать физику как инструмент сохранения окружающей среды.
8
В современном образовании учебный процесс по физике весьма напряжён.
Это обусловлено сложной программой, большим числом дидактических
задач каждого урока. Тем не менее, я стараюсь выкроить время для
ознакомления учащихся с экологическими сведениями, соблюдая
следующие условия:
-экологические вопросы должны быть органически связаны с содержанием
изучаемого материала;
-их следует использовать для формирования интереса учащихся к
изучаемому материалу;
-они должны излагаться в информативном плане;
-при ознакомлении школьников с вопросами экологии необходимо
привлекать их знания, приобретаемые на других уроках.
Для построения системы экологического образования содержание
экологических знаний в курсе физики можно разделить в три раздела:
1. Методы освоения и использования чистых источников энергии и
принципы организации чистых производств.
К чистым источникам энергии относятся реки, ветер, солнце и др. А для
чистых производств характерно отсутствие отрицательного влияния на
природные системы, для этого они должны использовать чистые источники
энергии и иметь замкнутые производственные циклы.
2. Рациональное использование природных ресурсов, или уменьшение
затрат энергии и материалов на каждую единицу полезного эффекта.
Это предполагает развитие знаний:
9
-о методах повышения КПД механического устройства и технологических
процессов;
-о путях реализации безотходной технологии;
-о методах использования вторичных ресурсов;
-о способах уменьшения потерь энергии и материалов
3.Принципы действия защитных и очищающих сооружений.
В разных типах производств используются различные защитные сооружения
(бетонные, стальные оболочки; специальные резервуары), консервирующие
сооружения (контейнеры, закрытые природные резервуары). К очищающим
сооружениям относятся пылегазоулавливающие и водоочистные
сооружения, они улавливают загрязнения из отработанных газов или воды.
В программе по физике есть уроки, которые можно целиком посвятить
изучению проблем экологии:
-атомная энергетика и проблемы охраны окружающей среды;
-тепловые двигатели и охрана окружающей среды;
-воздушная оболочка Земли
и.т.д.
Учителю физики для реализации экологического образования и воспитания
необходимы конкретные, яркие и убедительные материалы.
10