gototopgototop

Версия сайта для слабовидящих

А.Г. Пахомов

преподаватель ГБПОУ "Михайловский

профессионально-педагогический колледж

имени В.В.Арнаутова"

 

 

ВОСПИТАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ ПЕДКОЛЛЕДЖА НА УРОКАХ ФИЗИКИ

 

Современная естественнонаучная картина мира немыслима без отражения экологических проблем. В наши дни взаимодействие общества и природы благодаря появлению новых отраслей науки, техники, производства и расширению сферы влияния трудовой деятельности людей на окружающий мир стало настолько тесным, что вторжение человека в природу уже не может быть хаотическим и безграничным.

Экологическое образование и воспитание в процессе обучения физике связано, прежде всего, с формированием представлений о целостности природы, взаимосвязи протекающих в ней явлений и их причинной обусловленности, о взаимодействии человека и природы и нарушении вследствие этого некоторых природных процессов; с выработкой убеждения в необходимости рационального использования окружающей среды и защиты ее от всякого рода загрязнений, в возможности применения научных идей и открытий для "нейтрализации" отрицательных последствий научно-технического прогресса, например, таких вредных физических факторов, как шум, вибрации, электромагнитные поля различных частот, обусловленные широким использованием электроприборов на производстве и в быту, ростом числа и мощности радио- и телестанций, радиолокационных установок, и пр.).

Экологическая направленность преподавания физики усилена главным образом в результате рассмотрения некоторых физических величин (освещенность, температура, влажность, давление и др.), а также явлений (ветер, шум, вибрации, различного вида излучения и пр.) и прикладных вопросов (например, использование различных видов энергии - механической, электрической, ядерной, геотермальной, солнечной и т.д.) с точки зрения их роли в природных процессах или влияния на них положительных и отрицательных сторон научно-технического прогресса, физико-технических методов и средств охраны природы. Это позволяет добиваться того, чтобы студенты глубже, полнее и правильнее понимали все более усложняющееся взаимодействие общества и природы, знали об опасности непродуманного вмешательства человека в ее жизнь, умели ориентироваться в информации об охране и использовании природных ресурсов, которую они получают из научно-популярной литературы, радио- и телепередач, кинофильмов и т.д., могли оценить экологические последствия некоторых технических решений и использовать свои физические знания для активной защиты окружающей среды.

В курсе физики у студентов формируются 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.

Слово "экология" происходит от греческих слов "ойкос"-дом и "логия"-наука и означает буквально "учение о доме", т.е. о местообитании. В настоящее время принято такое определение экологии: экология - это "наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой"'.

Элементы среды, оказывающие существенное влияние на живой организм, называются экологическими факторами. Они составляют две основные группы: абиотические (факторы неживой природы) и биотические (связанные с влиянием живых существ).

Среди естественных факторов довольно много таких, которые, отрицательно действуя на объекты природы, наносят ущерб человеку. Как правило, это обусловлено не столько сущностью самого фактора, сколько его дозой. Из разнообразных естественных факторов земного происхождения, отрицательно влияющих на природные объекты, выделим те, которые связаны с физическими явлениями, а именно: землетрясения, оползни, сели, снежные лавины, потоки воды и перекатываемые ими камни, штормы, цунами, наводнения, ветры, бури, ураганы, смерчи, резкие колебания температуры, промерзание воды в водоемах, щелях скал, ливни, сильный снегопад, град, засуха, извержение вулканов, молнии.

Таблица1.

 Сопоставление учебных тем с их возможным экологическим содержанием

№. п/п        

                   Тема

                                        Экологические проблемы

1.

 

Введение. Физика и техника

Хозяйственная деятельность человека и влияние ее на окружающую среду

2.

 

3.

 

Давление в газе и жидкости.

Атмосферное давление

Взаимосвязь природы и человеческого общества

Единый мировой воздушный и водный океаны. Ветры и течения, перенос загрязнений воздушными и водными путями.

4.

 

 

Работа и мощность. Энергия ветра и рек.

Связь прогресса в человеческом обществе с энергопотреблением. Использование энергии рек и ветра как относительно «чистых» источников энергии

5.

 

 

 

Конвекция.

 

 

 

Роль конвекции в процессах, происходящих в атмосфере и океанских толщах, самоочищение атмосферы. Нарушение конвекции  в случае ядерной войны, и, как следствие этого, наступление «ядерной ночи» и «ядерной зимы». Необходимость предотвращения ядерной войны.

6.

Теплота сгорания топлива.

 

Ограниченность запасов органического топлива. Загрязнение атмосферы продуктами сгорания топлива. Экологически чистое сгорание водорода с образованием воды.

7.

 

 

Тепловые двигатели и проблема охраны природы.

Совершенствование тепловых двигателей с экологической т. з.: переход от твердого и жидкого топлива на газообразное, электрификация транспорта

8.

Магнитное поле Земли.

Влияние ядерных взрывов в атмосфере на структуру магнитных поясов.

9.

 

 

Движение искусственных спутников (ИС).

Использование ИС для глобального изучения влияния производственной деятельности человека .Использование ИС для выброса радиоактивных отходов ядерной энергетики Попытки милитаризации космоса противниками мирного сосуществования.

10.

 

 

 

Энергия

 

 

 

Гидроэнергетические ресурсы России, экологические проблемы использования энергии рек

(неизбежность потери плодородных земель, заболачивание местности, влияние на рыболовство, влияние на климат и т. д. ).

11.

 

Резонанс и его учет в технике.

Вредное влияние вибрации на человеческий организм

12.

Звуковые волны.

 Вредное влияние вибрации на человеческий организм.

13.

 

 

 

Газовые законы тепловые двигатели.

 

Состав атмосферы, экологическое воздействие производственной деятельности людей на нее. «Дыхание» почвы. 

Более углубленное рассмотрение экологических проблем, сделанное в п.6.

14.

 

Влажность воздуха.

«Парниковый» эффект. Самоочищение атмосферы.  «Кислотные» дожди.

15.

 

16.

 

Поверхностное натяжение.

Капилярные явления.

Загрязнение поверхности рек и озер, морей и океанов, которое может привести к уменьшению испарения воды и, как следствие этого, уменьшение выпадения осадков. Борьба с нарушением структуры почвы.

17.

 

Электростатическое поле

Влияние электростатического поля на организм человека. Роль земли в процессе самоочищения атмосферы.

18.

 

 

 

 

Успехи и перспективы электрификации России и охрана природы

Вредные последствия работы ТЭЦ и  ГЭС, тенденция развития «чистых» способов выработки электроэнергии (ядерная энергетика, терминальные, приливные, ветроэлектростанции).

19.

 

Спектры поглощения.

Более углубленное рассмотрение экологических проблем, сделанное в п. 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12.

20.

 

 

 

Спектр электромагнитных излучений.

 

Влияние загрязнений на изменение спектрального состава солнечного света у поверхности Земли.

Вредное воздействие на человеческий организм рентгеновских и гамма-лучей. Электромагнитный «смог».

21.

 

 

 

22.

Успехи перспективы развития ядерной энергетики в России

Обобщающие лекции (физика и НТР)          

Ядерная энергетика – является ли она экологически чистым производством электрической энергии? Проблемы «захоронения» радиоактивных отходов. Техника безопасности на ядерных установках.

Показ необходимости оптимизации взаимодействий в системе ПРИРОДА+ОБЩЕСТВО+ЧЕЛОВЕК, которые имеют политический, экономический, естественно - научный, технический, правовой, медицинский и философский аспекты.

 

 

 

 

Физико-технические факторы  классифицируют по следующим признакам:

1.      По физической сущности: механические (давление колес и гусениц машин, взвеси в воде и воздухе, течения, рубка леса, препятствия движению рыб, вибрации, переворачивание пластов почвы и т.д.); физические (свет, электрические и магнитные поля, звуковые и радиоволны, переход веществ из одного состояния в другое, изменение влажности и т.п.).

2.      По длительности действия: действующие лишь в момент существования (электрическое поле, радио- и световые волны, шумы и др.); кратковременные (дождевание, полив, загрязнение почвы быстроиспаряющимися веществами и пр.); длительные (радиоактивное загрязнение).

3.      По способности к аккумуляции в природе: неаккумулирующиеся (звук, вибрация, радиоволны, электрические и магнитные поля, снег и др.); кратковременно аккумулирующиеся и вследствие этого усиливающие свое воздействие (например, запыление атмосферы); аккумулирующиеся (радиоактивные долгоживущие вещества).

4.      По способности к миграции: немигрирующие (действующие в месте возникновения и на небольшом расстоянии от него вибрация, давление и т.д.); мигрирующие с токами воды и воздуха (пыль, тепло и пр.) и средствами передвижения (судами, самолетами, тракторами, автомашинами), а также людьми.

5.      По масштабам охватываемого пространства: действующие только в месте производства; охватывающие небольшие районы; распространяющие действие на огромные регионы, а иногда (например, в случае радиоактивных долгоживущих веществ) на всю планету.

6.      По видам деятельности человека: энергетическая промышленность (тепло- и гидроэнергетика, приливно-отливная, ветро и гелиоэнергетика, ядерная энергетика): обрабатывающая промышленность (металлургическая, металлообрабатывающая, текстильная, пищевая и т.д.); транспорт; связь; химическая промышленность; военная промышленность.

Учитывая все вышеизложенное, можно выделить следующие основные физические факторы и параметры природной среды, с которыми желательно ознакомить студентов в курсе физики с целью их экологического образования: сила тяжести (ускорение свободного падения), давление, температура, теплоемкость и удельная теплоемкость, влажность воздуха (абсолютная и относительная), поверхностное натяжение жидкости, электрическое поле (напряженность, потенциал), магнитное поле (магнитная индукция), вибрация (частота, интенсивность), звук (амплитуда, частота, интенсивность), электромагнитное излучение различных частот: низкочастотное, радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское (длина волны, плотность потока электромагнитного излучения), радиоактивность (энергия излучения, период полураспада, доза излучения).

С точки зрения экологического образования при обучении физике раскрывается роль перечисленных выше понятий и величин как важных физических факторов и параметров протекания различных процессов в биосфере, выясняются их допустимые нормы.

Исходя из современного содержания понятия "охрана природы" и состава экологических знаний, можно выделить такие природоохранительные умения, которые следует сформировать и развить у студентов при обучении физике:

-        измерять ряд основных физических параметров природной среды (температуру, влажность воздуха, освещенность и др.);

-        оценивать основные физические факторы и параметры для различных объектов, явлений и процессов, протекающих в биосфере, и их допустимые нормы;

-        выбирать рациональный способ применения природных ресурсов и различных видов энергии (механической, электрической и др.) в практической деятельности;

-        предвидеть возможные последствия своей деятельности для физического состояния окружающей среды и критически оценивать поступки отдельных людей при воздействии на нее;

-        оценивать физическое состояние природной среды, складывающееся под воздействием антропогенных факторов;

-        пропагандировать и содействовать использованию на практике физических идей и законов, лежащих в основе применения возобновляемых источников энергии, методов борьбы с различными видами загрязнений и оптимизации взаимодействия общества с природой.

Литература:

1.      С.Д. Дерябо, В.А. Ясвин, "Экологическая педагогика и психология" "Феникс" Ростов-на-Дону. 1996 г.

2.      Дергунова Р. "Год 1995: Экологическая ситуация" Южный Урал 1996г. 25 октября.

3.      Куликов А.Г. "Современные экологические проблемы Оренбургской области" География, экономика и экология Оренбуржья  Оренбург, 1994г.

4.      "Экологический вестник"  Южный Урал 1996г. 31 мая.