Экологическая составляющая курса физики

Экологическое содержание курса физики.

Содержание материала (по классам)

VII

VIII

IX

X

XI

Физика и экология

Роль физики в оценке влияния хозяйственной деятельности человека на окружающую среду

Роль физики в решении экологических проблем современности

Физика и решение глобальных экологических проблем. Значение новых источников энергии и новых материалов

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли. Влияние магнитного поля на биологические объекты

Магнитное поле Земли. Ионосфера. Влияние магнитного поля на биологические объекты

Ионизация атмосферного воздуха. Ионосфера. Биологическое действие лёгких и тяжёлых ионов

Солнечная активность. Ионосфера. Приспособление организмов к магнитному полю Земли

Атмосфера

Физические параметры атмосферы. Зависимость прозрачности воздуха от его состава

Состав атмосферы Земли. Роль диффузии в его измерении. Парниковый эффект, изменение вследствие него температуры, влияние на биосферу. Значение влажности воздуха для организмов

Роль солнечного и космического излучений в жизни на Земле. Прозрачность атмосферы. Физическая природа парникового эффекта и «озоновых дыр»

Загрязнение атмосферы

Основные загрязняющие вещества. Усиление парникового эффекта. «Озоновые дыры». Влияние транспорта на состояние воздушной оболочки Земли.

«Механизмы» усиления парникового эффекта и возможности его ослабления.

«Озоновые дыры» и фреоны. Физические методы уменьшения и очистки газопылевых выбросов. Конвекционные потоки в промышленных зонах. Испарение жидкого топлива с поверхности открытых хранилищ.

Загрязнение атмосферы при авиа полетах и запуске космических аппаратов.

Последствия антропогенного влияния на атмосферу. Зависимость степени загрязнения атмосферы от высоты. Загрязненность атмосферы и конденсация паров. Кислотные дожди. Усиление парникового эффекта, расширение «озоновых дыр»; возможности уменьшения их негативного влияния. Электрические методы очистки атмосферы от промышленных выбросов (электрофильтры)

Влияние на прозрачность атмосферы антропогенного фактора. Биологическое действие излучений (ИК, УФ, рентгеновского) и защита от них.

Загрязнение воды

Распространение загрязняющих веществ в воде. Понятие о ПДК. Судоходство. Влияние нефтяной пленки на жизнь в водоемах. Физические методы очистки воды. Флотация

Использование законов механики при совершенствовании работы очистных сооружений. Электрические методы очистки воды от загрязнения (электрофлотационный электронный)

Магнитная сепарация

Физические загрязнения окружающей среды

Влияние вибрации на состояние тел. Инфразвуковое загрязнение. Резонанс и биоритмы. Круговорот радиоактивных элементов в природе и его влияние на живые организмы. Естественный радиационный фон и его изменение в результате антропогенного вмешательства. Экологические последствия взрывов атомных бомб. Загрязнение окружающей среды и использовании ядерной энергетики.

Шумовое и инфразвуковое загрязнения окружающей среды. Экологическое влияние электромагнитного излучения. ЛЭП, система связи

(радио- и теле вещание, телефония) и др. Экологическая характеристика альфа-, бета- и гамма-излучений. Радиоактивное загрязнение среды при взрывах атомных бомб и работы АЭС. Особенности действия излучений на живые организмы. применение спектрального анализа для контроля за состоянием окружающей среды.

Энергия

Превращение одного вида энергии в другой. Энергия ветра, рек, морских течений, приливов и отливов, возможности её превращения во вращательную энергию турбин.

Геотермальная энергия. Проблемы передачи теплоты и электрической энергии на расстояние. «Тепловой мусор». Экологические значение повышения КПД тепловых машин.

Тепловой баланс Земли и его влияние на климат. Тепловые насосы и обогреватели. Экологические проблемы производства и транспортировки электрической энергии.

Экологический анализ различных вариантов передачи электроэнергии на расстояние. Фотохимические реакции в атмосфере и фотосинтез. Роль зеленых растений в экосистемах.

Теплоэнергетика

Традиционные источники энергии.

Органическое топливо и загрязнение окружающей среды при его сжигании. Основные загрязняющие вещества.

Современное состояние теплоэнергетики и экологическая опасность её разных видов. Исчерпаемость ресурсов углеродистых энергоносителей. Зависимость состава и токсичности отходов от мощности электростанции. Возможности повышения КПД тепловых станций.

Сравнительный анализ с экологической точки зрения различных типов электростанций. ВНИЭ достоинства и недостатки.

Ядерная энергетика

Опасность аварий на ядерных реакторах и меры их предотвращения

Экологическая характеристика и перспективность ядерной энергетики. Опасность аварий на ядерных реакторах и меры их предотвращения. Предельно допустимые дозы облучения, меры защиты от излучений

Энергетика на основе возобновляемых источников энергии

Нетрадиционная энергетика. Источники механической энергии на Земле - вода и ветер.

Альтернативные источники. Геотермальная энергетика.

«Плюсы» и «Минусы» гидро- и ветроэлектростанций. Приливно- отливная энергетика. Возобновляемые источники энергии в энергетике настоящего и будущего.

Перспективы использования преобразователей теплоты и света в электрическую энергию

Гелиоэнергетика, ее потенциал и экологические проблемы.

фотоэлементы. КПД гелиоэнергетических преобразователей.

Биологический вариант гелиоэнергетики.

Экология промышленности

Энергосбережение. Энергосберегающие технологии в электротехнике. Безотходные и малоотходные энергоемкие технологии. Экологические аспекты металлургической промышленности

Экологические проблемы электроэнергетики. Энергосберегающие технологии в электро- и радиотехнике. Создание материалов с заранее заданными свойствами. Сверхпроводники. Экологические проблемы современных средств связи

Энергосбережение, в том числе в электротехнике. Фреоны как причина образования «озоновых дыр». Создание электротехнических материалов материалов с заранее заданными свойствами. Гальванические производства.

Промышленные и бытовые отходы

Промышленные и бытовые отходы. Утилизация отходов

Переработка и захоронение гальванических элементов и аккумуляторов

Радиоактивные отходы. Проблемы их переработки и захоронения.

Экология города и жилища

Экологические проблемы урбанизации. Влияние на окружающую среду разных видов транспорта. Последствия использования поваренной соли при гололеде.

Экологические проблемы, связанные с работой ДВС,ТЭЦ и ТЭС, систем отопления. Энергосбережение. Роль теплоизоляции. Нагревательные и обогревательные приборы. КПД ламп накаливания. Перевод транспорта на природный газ и электроэнергию. Водородное топливо. Борьба с электризацией тел в жилых помещениях

«Плюсы» и «Минусы» электротранспорта

Проблемы энергосбережения

Экология сельского хозяйства

Переуплотнение почвы тяжелой с/хозяйственной техникой. Требования к современной агротехнике.

Оросительные и осушительные системы.

Агротехнические приемы уменьшения испарения влаги с поверхности почвы

Физическая природа засоления почвы и возможности его устранения

Использование изотопов в с/х

Физические методы экологического мониторинга

Контроль состояния окружающей среды. Основные физические методы ее моноторинга

Физические методы слежения за состоянием атмосферы. Оптические средства мониторинга атмо- и гидросферы

Мониторинг атмосферы и поверхности Земли из космоса. Оптические методы наблюдения атмо- и гидросферы. Радиометрические величины и приборы

Оптические методы мониторинга состояния атмо- и гидросферы. Лазерный мониторинг. Современные методы наблюдения и регистрации ядерных излучений

Экология человека

Действие эл.поля на организм человека. Влияние статистического эл-ва, теплового действия Эл.тока. Эл.сопротивление тела человека и его зависимость от состояния организма

Влияние на здоровье громкого звучания аудиомузыкальной техники

Человек как теплокровный организм, его термодинамические характеристики. Влияние Эл.полей на организм человека.

Биологическое действие излучений (УФ и рентгеновского диапазонов). Особенности действия радиации на живые организмы и защита от нее.

Литература:

1. Программы для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7-11 классы / Сост. Ю.И.Дик, В.А.Коровин. - М.: Дрофа, 2002.

2. Перышкин А.В. Физика. 7 класс.- 2 изд., испр. и доп. - М., Дрофа, 2000.

3. Перышкин А.В. Физика. 8класс.- 2 изд., испр. и доп. - М., Дрофа, 2000.

4. Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 класс.- 2 изд., испр. и доп. - М., Дрофа, 2000.

5. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика. 10 класс. - 10-е изд. - М.: Просвещение, 2002.

6. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. 11 класс. - 10-е изд. - М.: Просвещение, 2002.

7. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. популярный экологический словарь/ Под ред. А.М.Гилярова. - М.: Тайдекс КО, 2002. - (Б-ка журн. «Экология и жизнь»)

Экологическая составляющая курса физики

«Экологическое образование - это не часть образования, а новый смысл и цель современного образовательного процесса - уникального средства сохранения и развития человечества и продолжение человеческой цивилизации…»

Г.Ягодин, Л.Третьякова

Экологизация современного образования, т.е. изучение учениками закономерностей отношения организмов с окружающей средой, - веление нашего времени. При так называемым интегрированном варианте экологического образования экологический материал включается в содержание нескольких предметов - биологии, физики, химии, обществознания и др. Роль физики при этом варианте велика, но, к сожалению, многими методистами недооценивается. А ведь именно в курсе физики школьники знакомятся с достижениями научно-технического прогресса (НТП) и его экологическими последствиями.

НТП - это 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,… НТП, кроме бесспорных благ, благ, несет с собой и угрозу самому существованию цивилизации: все возрастающая потребность в обеспечении сверхкомфортных условий жизни усиливает воздействие человеческого сообщества на окружающую среду, порождает глобальные демографические, сырьевые, энергетические и многие другие проблемы. В существующих пособиях внимание уделено интерпретации биологических последствий возникших и грядущих экологических проблем, нежели причинам, их порождающим, чаще всего связанным с достижениями НТП, фундамент которых - физика.

В связи с этим я предлагаю свою разработку, согласованную с обязательным минимумом содержания физического образования для основной и средней школы, а также с нормами учебного времени. В ней реализован концентрический принцип структурирование экологической составляющей курса физики: один и тот же вопрос раскрывается в нескольких (последовательно) классах, причем каждое новое обращение к нему опирается на актуализацию ранее полученных знаний и углубление материала, поскольку способность усваивать и осмысливать его связь с окружающей действительностью увеличивается с возрастом учащихся.