Элективный курс «Человек во Вселенной»

Элективный курс «Человек во Вселенной»

По дисциплине: физика, экология

Срок реализации программы: II семестр 2014 -2015 уч. года

Возраст детей: 13 - 16 лет

Пояснительная записка.

Элективный курс «Человек во Вселенной» разработан в соответствии с «Примерными требованиями к образовательным программам дополнительного образования детей» Министерства образования и науки РФ от 11.12.2004 г. Образовательная программа представляет дополнительное изучение экологической науки. Разработана на основе программ Николаевой О.А «Глобальная экология», «Здоровье и окружающая среда» под редакцией Б.T.Величковской, которая основана на здоровье сберегающем факторе; «Природа и цивилизация» под редакцией B.C.Шилова, в которой рассматриваются научно - технические разработки и их влияние на окружающий мир, «Глобальные проблемы человечества» под редакцией T.B.Кучер, в которой указаны формы работы с глобальными проблемами всего человечеств.

Новизна программы: изучение закономерностей отношения человека с окружающей средой. Изучение экологических знаний может реализовываться при помощи данной программы, которая знакомит с достижениями научно- технического прогресса и его экологическими последствиями. Расширение информатизации и компьютеризации человеческой деятельности, ее автоматизации, а главное-решение глобальных экологических проблем, использование новых безопасных материалов, ускоренное развитие энергетики на основе возобновляемых, альтернативных источников энергии, энергосберегающих производств, безотходных технологий - кроме бесспорных благ, несет с собой угрозу цивилизации. Улучшение комфортных условий жизни людей усиливает воздействие человека на окружающую среду, порождает глобальные демографические, сырьевые, энергетические и многие другие проблемы.

Актуальность программы: программа предусматривает поиск и подготовку будущих «генераторов идей» в процессе выполнения творческих, поисковых заданий, выполнения исследовательских работ, которые носят не только теоретический, но и практический характер.

Практическая значимость: данная программа курса ориентирована на изучение причин, порождающих экологические проблемы. Чаще всего они связаны с достижениями научно- технического прогресса, фундамент которых - физика. Кроме изучения причин экологического загрязнения окружающей среды, дети изучают способы их предотвращения и ликвидации.

Связь программы с уже существующими по данному направлению: интегрирование знаний учащихся в области наук, изучающих природу: физикой, химией, биологией и географией.

Цель: уяснение связи между состоянием окружающей среды и происходящими в них физическими процессами. Выявление экологических проблем и путей их решения.

Задачи:

1. Формировать представления о взаимосвязи явлений в природе и их изменении под влиянием антропогенной деятельности, о физических методах защиты окружающей среды от загрязнений выбросами техносферы и быта;

2. Научить наблюдать природные явления, оценивать влияние на них антропогенного фактора; измерять параметры состояния и определять характеристики процессов окружающей среды;

3. Сформировать мотивы к самостоятельной познавательной и исследовательской деятельности; содействовать развитию социальной активности учащихся.

4. Воспитать нравственное, гуманистическое отношения, сознание и самосознание, понимание связей с природой, культурой, умения сравнивать, обобщать; приобщать к постоянно меняющейся новой информации

5. Развить продуктивное мышление и практические навыки его применения: кругозор, память, речь, мышление учащихся, развить мыслительные процессы (мышление, рассуждение, ориентирование в проблемной ситуации и находить причинно - следственные связи).

Отличительные особенности программы: предлагаемая образовательная программа краткосрочная; ориентирована на детей, которые в будущем выберут естественно научный профиль обучения. Основное содержание связано с получением дополнительного материала, а также с освоением практических навыков проведения экспериментов, ознакомлением с методами исследований, характерных для различных изучаемых разделов.

Программа « Физика и экология» предназначена для учащихся 13 - 16 лет и доступна для каждого из них, который стремится к приобретению новых знаний. Состав группы постоянный. Количество человек в группе - 15 человек.

Программа может быть рассчитана на один год обучения с количеством часов - 8,5

Прогнозируемые результаты: После реализации программы учащиеся

Должны знать:

основные факты, понятия, теории и законы физики, экологии для объяснения различных природных процессов.

Должны уметь:

проводить наблюдения, эксперименты;

стремиться к приобретению новых знаний, позволяющих познавать природу;

понимать ключевую роль физики в современном обществе, в решении экологических проблем человечества.

повышать мотивацию к изучению предметов естественнонаучного цикла;

овладевать дополнительными знаниями, умениями и навыками в обозначенной области;

разрабатывать свои собственные учебно-исследовательские и научно- исследовательские работы и проекты.

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№п/п

Название тем

Формы проведения занятий

Примечание

1

2

3

4-5

6

7

8-8,5

Введение в программу

Основы физических знаний о природе Вселенной

Биосфера.

Загрязнение окружающей среды.

Рациональное природопользование.

Экология человека.

Интерпретация данных

Итоговое занятие.

Беседа, мини-дискуссия.

Беседа, сообщения учащихся.

Беседа, наблюдения

сообщения учащихся.

Экскурсия

Практическое занятие.

Наблюдение.

Презентация результатов

Практика. Тестирование «Я во Вселенной»

Современные методы наблюдений и регистраций

Приобщение к поисковой

( исследовательской) деятельности

Содержание программы

Тема 1. Введение в программу

Теория. Введение. Методы научного познания природы Понятие о научных методах познания окружающего мира. Роль эксперимента и теории в процессе познания природы. Научные гипотезы. Физические законы и теории, границы их применимости. Физическая картина мира.

Практика: Тестирование «Я во Вселенной»

Тема 2. Основы физических знаний о природе Вселенной

Вселенная. Строение Вселенной. Галактики, виды галактик. Звёзды, межзвёздная пыль.

Атмосфера. Магнитное поле Земли. Солнечная активность и ионизация атмосферного воздуха. Ионосфера. Влияние магнитного поля Земли и других источников магнитного поля на биологические объекты. Приспособление организмов к магнитному полю Земли. Атмосфера Земли. Состав и физические параметры атмосферы. Значение солнечного и космического излучений для жизни на Земле. Роль диффузии. Диапазон изменения температуры и его влияние на живые организмы. Значение влажности воздуха. Физическая природа парникового эффекта и «озонных дыр».

Решение задач, практика: Условия, влияющие на скорость протекания диффузии. Измерение влажности воздуха.

Тема 3. Загрязнение окружающей среды

Загрязнение атмосферы. Основные загрязняющие вещества. Зависимость степени загрязнения атмосферы от высоты. «Озоновые дыры» и фреоны. «Механизмы» усиления парникового эффекта и возможности его ослабления. Кислотные дожди. Конвекционные потоки в промышленных зонах. Испарение жидкого топлива с поверхности открытых хранилищ. Влияние транспорта на состояние воздушной оболочки Земли. Загрязнение атмосферы при авиаполетах и запусках космических аппаратов. Загрязнение воды. Распространение загрязняющих веществ в воде. Судоходство. Влияние нефтяной пленки на жизнь в водоеме. Использование законов механики при совершенствовании работы очистных сооружений. Физическое загрязнение окружающей среды. Влияние вибрации на состояние тел. Шумовое и инфразвуковое загрязнение окружающей среды. Звуковой резонанс и биоритмы. Экологическое влияние электромагнитного излучения. ЛЭП, системы связи. Экологическая характеристика альфа -, бета-, гамма- излучений. Круговорот радиоактивных элементов в природе и его влияние на живые организмы. Естественный радиационный фон и его изменение в результате антропогенного вмешательства. Загрязнение окружающей среды при использовании ядерной энергетики. Экологические последствия атомных взрывов.

Практика: Изучение явления резонанса. Исследование прозрачности и интенсивности запаха воды. Анализ почвы. Экскурсия на берег водоема (цель: взять пробы воды и грунта). Решение задач.

Тема 4 -5. Рациональное природопользование

Тепловой баланс Земли и его влияние на климат. Превращение энергии. Фотохимические реакции в атмосфере и фотосинтез. Роль зеленых растений в экосистемах. Энергия рек, ветра, морских течений, приливов и отливов, возможность ее превращения в энергию турбин. Геотермальная энергия. Экологические проблемы передачи теплоты и электрической энергии на расстояние. «Тепловой мусор». Экологическое значение повышения КПД тепловых машин. Тепловые насосы и обогреватели. Теплоэнергетика Традиционные источники энергии. Органическое топливо и загрязнение окружающей среды при его сжигании. Основные загрязняющие вещества. Современное состояние теплоэнергетики и экологическая опасность ее разных видов (угольной, нефтяной, газовой). Исчерпаемость ресурсов углеродистых энергоносителей. Зависимость состава и токсичности отходов от мощности электростанций. Возможности повышения КПД тепловых станций. Ядерная энергетика. Экологическая характеристика и перспективность ядерной энергетики. Опасность аварий на ядерных реакторах и меры их предотвращений. Энергетика на основе возобновляемых источников энергии. Нетрадиционная энергетика и альтернативные источники энергии. Источники механической энергии на Земле - вода и ветер. «Плюсы» и «Минусы» гидро- и ветроэлектростанций. Приливно-отливная энергетика. Гелиоэнергетика, ее потенциал и экологические проблемы. КПД гелиоэлектрических преобразователей. Биологический вариант гелиоэнергетики. Геотермальная энергетика. Возобновляемые источники энергии в энергетике настоящего и будущего.

Практика: Нагревание проводников электрическим током. Определение загрязненности воздуха при сжигании органического топлива.

Экскурсия: посещение ТЭЦ. Выявление мест, где могут быть использованы альтернативные источники энергии. Решение задач.

Экология промышленности. Безотходные и малоотходные энергоемкие технологии. Экологические аспекты металлургической промышленности, электроэнергетики, электротехники, радиотехники и др. энергосберегающие технологии. Гальванические производства. Промышленные и бытовые отходы. Утилизация отходов. Переработка и захоронение гальванических элементов и аккумуляторов. Проблема переработки и захоронения радиоактивных отходов. Экология города и жилища. Экологические проблемы урбанизации. Влияние на окружающую среду разных видов транспорта. Перевод транспорта на природный газ и электроэнергию. «Плюсы» и «минусы» электротранспорта. Энергосбережение. Роль теплоизоляции. Нагревательные и обогревательные приборы. Борьба с электризацией тел в жилых помещениях. Экология сельского хозяйства. Экология в современной агротехнике. Переуплотнение почвы тяжелой сельскохозяйственной техникой. Оросительные и осушительные системы. Агротехнические приемы уменьшения испарения влаги с поверхности почвы. Физическая природа засорения почвы и возможности его устранения. Физические методы экологического мониторинга. Контроль состояния окружающей среды. Физические методы ее мониторинга. Оптические средства наблюдения за гидро- и атмосферой. Мониторинг атмосферы и поверхности Земли из космоса. Лазерный мониторинг. Радиометрические величины и приборы. Современные методы наблюдения и регистрации ядерных излучений.

Практика: Изучение явления электризации тел. Изучение явления электролиза. Изучение явления испарения. Решение задач.

Тема 6. Экология человека

Влияние на человека электрических полей, статического электричества, теплового действия тока. Электрическое сопротивление тела человека и его зависимость от состояния человека. Влияние на здоровье различных шумов. Биологическое действие различных излучений (инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского). Особенности действия радиации на живые организмы и защита от нее.

Практика: Проводимость тока человеческим телом. Сообщения по теме: Меры предосторожности при работе с электрическими приборами. Бытовая радиация.

Тема 7. Интерпретация данных наблюдений, практических занятий

Тема 8. Заключительное занятие

Защита поисково - исследовательских работ обучающимися.

Формы и методы обучения

Дифференцируемый подход к обучающимся по данной программе вынуждает уделять особое внимание на эксперимент в различных его формах: индивидуальные экспериментальные проекты, отдельные экспериментальные проекты, отдельные экспериментальные задания, в том числе домашние экспериментальные задания. Рекомендуется 60% времени отвести на аудиторные занятия, а 40% на самостоятельную внеаудиторную работу, индивидуальную или групповую проектную деятельность.

Рекомендуется исходить из того, что цель данной программы - не сообщение максимально возможного объема знаний, а обучение самостоятельному поиску знаний, формирование исследовательского типа мышления. Знакомство с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от обучающихся творческого, поискового подхода к получению новых знаний.

Методы:

• Исследовательский - на экскурсии, где дети знакомятся с формами загрязнителей окружающей среды: воздуха, воды, промышленные загрязнители.

• Практический метод - гербаризация растений, составление коллекций, определение растений.

• Проектный - составление проектов по охране воды, почв, влияния выхлопных газов на состояние здоровья человека.

Наблюдения: на экскурсиях, в уходе за комнатными растениями.

Практикумы: посадка рассады подкормки растений, мониторинги.

Рекомендации:

а) изучать и осуществлять преемственность в обучении;

б) учет опыта семейного воспитания;

в) от простого к сложному.

Материально-технические условия:

Для проведения практических занятий используются гербарии, карточки, тесты, фото по темам, коллекции, микропрепараты, микроскопы - это помогает лучше передавать материал, а учащимся усвоить его.

Информационное обеспечение:

Используются средства ИТК - мультимедийный проектор, видео (ДВД), телевизор, диски, видеофильмы, экран, ноутбук, компьютер.

Для выполнения практической части курса используется интерактивные модели с мультимедийных дисков.

Контроль результативности изучения учащимися программы

Для проверки знаний используется:

• фронтальная беседа

• мозговой штурм

• исследовательские работы учащихся

• итоговые зачеты

Для стимуляции личностного роста используются бальная система мониторинга достижений, результаты фиксируются в таблицу.

Примерные темы творческих работ учащихся:

• Магнитное поле земли.

• Природа парникового эффекта и «озоновых дыр».

• Использование законов механики при совершенствовании работы очистных сооружений.

• Альтернативная энергетика - «плюсы» и «минусы».

• Перспективность ядерной энергетики.

• Физические методы мониторинга состояния окружающей среды.

• Мониторинг атмосферы и поверхности Земли из космоса.

• Экологическая опасность теплоэнергетики.

• Значение новых источников энергии и новых материалов в хозяйственной деятельности человека.

• Энергосберегающие технологии при потреблении электроэнергии в жилых и производственных помещениях.

Список литературы:

Для детей и родителей:

1. Учебник физики для 7-9 класса. А.В. Перышкин. Москва. «Дрофа». 2006 г.

2. Учебник физики для 10-го класса. Н.С. Пурышева. Москва. «Дрофа». 2008 г.

3. Учебник физики для 11-го класса. Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцев. «Просвещение» 2004 г.

4. Учебник по астрономии для 11-го класса. Е.П. Левитан, «Просвещение», 2001 г.

5. Сборник задач. Лукашик В.И., Иванова Е.В. 25-е изд., - М.: 2011г.

6. Гнедина Т. Е. Физика и творчество в твоей профессии. Москва. Просвещение 2001 г.

7. Я познаю мир. Детская энциклопедия: физика. Москва. АСТ 2000 г.

8. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Популярный экологический словарь М, Тайдекс, КО, 2002 г.

Для педагога:

1. Бутырский Г.А. Экспериментальные задачи по физике 10-11 класс. Москва. Просвещение. 2000 г.

2. Булат В.А. Оптические явления в природе. Москва. Просвещение. 2001 г.

3. Л. Гальперштейн. Здравствуй, Физика! Москва Просвещение 2001 год. Школа-Пресс. 2001 г.

4. В.И. Илькин. Необычные учебные материалы по физике. Москва. Школа-Пресс. 2001 г.

5. И.Я. Ланина. Внеклассная работа по физике. Москва. Просвещение 2000 г.

6. И.Я. Ланина. Не уроком единым. Москва. Просвещение 2000 г.

7. К.Э. Суорц. Необыкновенная физика обыкновенных явлений. Москва. Просвещение 2000 г.

8. А.В. Хуторской, Л.Н. Хуторская. Увлекательная физика. Москва. Просвещение 2002 г.

9. Н.М. Мамедов «Экологическое образование: концепции и методические подходы» - М., Агенство «Технотрон», 2006 г.

10. Радченко Т.И. Исследовательская деятельность учащихся в творческом объединении на базе школьного кабинета физики.- Дети, техника, творчество, №5, 2003г.

11. Ш.Г. Зиятдинов, Б.М. Миркин» Экологическая составляющая курса физики», Физика в школе, №3, 2004 г..

12. Н.А. Ляхова, Экология. Безопасность, Жизнь. Физика, №5, 2005 г.

13. Мультимедийный диск «1С: образовательная коллекция», « Открытая физика 1.1» под ред. Проф. МФТИ С.М. Козела.