Семинар Экологическое воспитание учащихся на уроках физики

СЕМИНАР "ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ВОСПИТАНИЕ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ ФИЗИКИ"

ВВЕДЕНИЕ

Формировать у молодежи современные научные взгляды на отношение к природе, показывать научно обоснованные способы уменьшения вредного воздействия хозяйственной деятельности человека на природу, призвано преподавание школьных естественнонаучных дисциплин, в частности физики.

Изучаемые на уроках физики законы, явления и объекты природы, основные направления научно-технического прогресса необходимо рассматривать во взаимосвязи с экологией.

Современная тенденция гуманитаризации образования диктует необходимость возращения физике ее изначального содержания как науки о природе. Подобную переориентацию может обеспечить экологизация школьной физики, ибо физическое обоснование имеют два взаимосвязанных аспекта проблемы «человек и природа»: энергетический (рациональное использование природных ресурсов) и природоохранный (методы предотвращения нарушения - вследствие антропогенного воздействия - или восстановления природного равновесия). Эти аспекты можно рассматривать при изучении большинства вопросов физики.

А так как физика служит теоретической основой объяснения многих природных закономерностей, методов изучения окружающей среды и целенаправленного воздействия на нее, а также прогнозирования некоторых природных явлений (землетрясений, движений льда, снега и т.д.),то ей принадлежит в этом доминирующая роль. Ведь именно она дает представление об абиатических (физических) и антропогенных (технических) факторах природной среды.

РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ НА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ОБУЧЕНИЯ

Охрана окружающей среды, экологическая норма, сбережение природных богатств для будущего поколения - эти проблемы приобрели в настоящее время актуальность. Но чтобы успешно охранять леса и водоемы, землю и воздух от оскудения, а животный мир от исчезновения, надо знать природу, глубоко понимать ее законы и истинную ценность. Поэтому изучаемые на уроках физики законы, явления и объекты природы, основные направления научно-технического прогресса необходимо рассматривать во взаимосвязи с экологическими проблемами.

Поскольку наибольший интерес к природоохранной работе проявляют учащиеся 7-8 классов, важно акцентировать их внимание на вопросах рационального природоиспользования, воспитывая у них чувство ответственности перед природой.

Например:

При изучении диффузии ученики могут узнать о том, что в природе это явление служит иногда причиной распространения загрязнений в воздухе, воде, почве. Так, сильные загрязнители атмосферы - металлургические заводы и, когда скорость рассеивания выбрасываемых ими газов невелика (низкая температура, высокая влажность воздуха, отсутствие ветра), возможно накопление вредных выбросов над местностью, где работает завод, а затем проникновение их вследствие диффузии в растения и организм человека, животных. Аналогично ядохимикаты и излишки удобрений, попавшие на почву при опрыскивании сельскохозяйственных культур, распространяются в ней не только потоками воды, но и в результате диффузии, а затем могут попасть в плоды, которые употребляются в пищу. Здесь уместно привести конкретные, знакомые ребятам из жизни, примеры и дать некоторые рекомендации как обращаться с химическими веществами, чтобы предотвратить вредное воздействие на природу.

При изучении сообщающихся сосудов целесообразно ознакомить учащихся с использованием их свойств в строительстве оросительных и осушительных систем. При этом полезно рассмотреть физические методы не только осушения заболоченных земель, но и рационального использования водных ресурсов. Кроме того, касаясь проблем переброски больших количеств воды, следует акцентировать внимание на возможные последствия такого вмешательства человека в природу, на обосновании его необходимости. Важно также, чтобы, знакомясь с работой шлюзов, школьники узнали, что шлюзы оборудованы специальными подъемниками, обеспечивающими миграцию рыб по рекам для метания икры.

Изучение теплопроводности позволяет обратить внимание учащихся на физическую сущность такого известного агротехнического приема, как снегозадержание, его роль не только в обеспечении теплоизоляции корневой системы растений, но и в накоплении и сохранении влаги почве.

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ

Как известно, экологическая обстановка на Земле продолжает ухудшаться: озоновая дыра в Антарктике уменьшается, а загрязненность Мирового океана и воздушной оболочки планеты повышается.

Огромный ущерб природе наносят небрежное хранение и неграмотное применение химических удобрений и ядохимикатов: гибнут насекомые и микроорганизмы, без которых оскудевает животный и растительный мир, почва оказывается перенасыщенной тяжелыми металлами и другими элементами, их соединениями, попадание которых через растительную пищу в организм животных и людей приводит к нарушению их нормальной жизнедеятельности. В настоящее время более половины всех болезней человека вызываются воздействием химических, физических и биологических факторов окружающей среды. Неумелая пахота быстро разрушает плодородный слой почвы, на образование которого природе требовалось сотни и даже тысячи лет. Столь же пагубны последствия погони за сиюминутной выгодой, например широкое использование открытой добычи полезных ископаемых, когда приводятся в негодность огромные площади земли или пуск в действие промышленных предприятий без нужных очистительных сооружений и так далее.

Мы вынуждены сегодня признать, что тревожная экологическая ситуация сложилась во многих регионах нашей страны в результате некомпетентного хозяйствования, недостатка знаний и действий вслепую, потребительского отношения к природным богатствам, отождествления слов И. В.Мичурина о том, чтобы не ждать милостей от природы, а брать их у нее, с нещадной эксплуатацией природных ресурсов. Также превалирования технократического мышления, при котором процесс ассоциируется с возрастающими количествами извлеченного из недр земли угля, выплавленной стали, произведенной электроэнергии.

Значение охраны природы как непременного условия выживания человечества и каждого человека сейчас осознается нашим обществом, однако, к сожалению, оно мало готово к последовательной и безусловной реализации природоохранных мер, причем не только из-за недостатка необходимых для этого средств, но и вследствие отсутствия экологической культуры населения, несформированности экологического мышления у работников народного хозяйства. Таким образом, решение экологических проблем в огромной степени зависит от постановки экологического образования и воспитания подрастающего поколения. Вступающие в трудовую жизнь люди должны иметь четкое представлении о том, что природные ресурсы не бесконечны и технология производства любой продукции должна удовлетворять такому основному, с экологической точки зрения, требованию, как минимальное потребление материалов и энергии. Они должны хорошо знать законы природы, хорошо знать взаимосвязь природных явлений, уметь предвидеть и оценивать последствия вмешательства в естественное течение различных процессов. У них должно быть выработано «экологическое мировоззрение», т.е. сознание приоритетности решения экологических проблем при осуществлении любых проектов, разработке современных технологий, создании машин и механизмов, при всяком хозяйственном начинании, а также твердое убеждение в том, что без уверенности в безвредности для окружающей среды (или минимального ущерба) того или иного мероприятия оно не должно реализовываться. Такое мировоззрение можно сформировать лишь в том случае, если уже с детских лет, в школе давать соответствующие знания о природе, знакомить с экологическими проблемами, прививать любовь к природе, учить вести себя так, чтобы не наносить ей вреда, побуждать к общественно-трудовой деятельности по охране окружающей среды, ее улучшению. При этом нужно укрепить такую жизненную позицию: небрежное, безответственное отношение к природе (включая бытовые «мелочи» - выбрасывание куда попало мусора, вытаптывание травы, обламывание веток и т.д.) безнравственно, чувство ценности окружающей нас природы обогащает духовный мир человека, возвышает его моральные принципы. Ведь «отношение человека к окружающей среде - это уже и сам человек, его характер, его философия, его душа, его отношение к другим людям».

На занятии, посвященном экологическим вопросам, уместно рассмотреть негативные действия нефти на водные пространства. Нефть, вылитая в воду, растекается по поверхности воды и покрывает ее тонкой пленкой. Все мы наблюдали на поверхности воды пленку, переливающуюся всеми цветами радуги. Она образована нефтепродуктами. Даже тончайшая пленка нефти затрудняет проникновение молекул кислорода из атмосферы в воду и выход из нее молекул углекислого и других газов, что затрудняет дыхание рыбам и другим обитателем водоемов. К сожалению, случаются аварии на подводных нефтепроводах, влекущие за собой большие негативные последствия. В больших количествах нефть поступает в воду при чистке судов, неаккуратном обращении с горюче-смазочными материалами, сливе бытовых отходов и т.д. С этими источниками загрязнения нужно вести борьбу всем.

Бережное использование, сохранение и воспроизведение природных богатств стало сегодня величайшей задачей нашего общества. К пониманию этой задачи и практической их реализации следует готовить людей со школьной скамьи, при изучении всех учебных предметов.

Говоря о физике, как о науке о природе, мы подчеркиваем разнообразие и богатство последней, но и ее уязвимость, подверженной губительному влиянию человеческой деятельности, что народ понимал уже давно, и в его традиции вошло бережное отношение к природе. В былые времена строго регулировалось пастьба скота, дни сбора валежника в лесу, месяц охоты, святым делом считалось благоустройство родника, сооружение моста, укрепление берегов рек на свои средства. Сейчас, когда из-за роста технической цивилизации человечества природа оказалась в опасности, сохранение ее стало самым важным и благородным делом.

Использование физических законов способствует изучению и сохранению окружающего нас мира. Так, до недавнего времени неукротимая энергия разливающихся горных рек, сносящих мосты, постройки, заливающих поля и пастбища, приносила большой ущерб народному хозяйству. Между тем энергия водных потоков, согласно законам физики может быть преобразована с помощью гидростанций в электрическую энергию, так нужную людям. Строительство ГЭС не только дает положительные результаты, но и приносит большой вред природе. Например, случается так, что водохранилища ГЭС затапливают леса, пастбища и т.д. Затопленный лес будет гнить под водой, ухудшая условия обитания рыб и качество питьевой воды. Следовательно, необходимо принимать меры, уменьшающие возможные негативные последствия (выбирать наиболее удачное место для возведения ГЭС, очищать дно водохранилища и т.д.).

Огромный урон природе наносит осушение озер (потеря ценных видов рыб и зверья, которые при этом погибают или покидают места обитания), выжигание и осушение тростниково-болотного пояса (уменьшение количества видов птиц, занесенных в Красную книгу).

Заметим, что воздух - один из важнейших элементов окружающей среды. Если без воды человек может жить несколько дней, а без пищи - несколько недель, то без воздуха "лишь считанные минуты". Опасно для жизни человека и загрязнение воздуха вредными веществами, хотя оно и не сказывается так быстро, как лишение воздуха. Между тем промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу вредные вещества в количествах, превышающих установленные нормы. Диффундируя в воздухе эти вещества переносятся затем воздушными потоками и распространяются на большие расстояния, загрязняя окружающую среду. Диффузия таких веществ и скопление их в атмосфере вызывают так называемые кислотные дожди, опасные для всего живого. Столь же вредна диффузия отходов нефтепродуктов химического производства в водах морей, рек, озер и водоемов: она наносит огромный ущерб природе и народному хозяйству, отравляя воду и обитающие в ней флору и фауну. Законы физики помогают бороться и с этим злом, причем в двух направлениях: на их основе создаются очистные сооружения; разрабатываются безотходные технологии. Перевод транспорта на газовое топливо и электричество даст ощутимый результат в сохранении чистоты атмосферы. Как известно, для сохранения чистоты атмосферы во многих курортных городах разрешено движение только электротранспорта (электровозы, электромобили и т.д.), применение различных фильтров, увеличение площадей зеленых насаждений. Причем, конкретные сведения и данные, иллюстрирующие этот материал, должен отражать как местную, так и общую экологическую обстановку.

ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Поскольку на уроках физики большое внимание уделяется решению задач, будет целесообразнее не только обогащать экологическим содержанием условия физических задач, но и привлекать учеников к обсуждению обычных ,типовых задач, связанных с условием экологических проблем, например таких, как рациональное использование природных ресурсов, экологизация сельского хозяйства и транспорта. Рассмотрим пример подобного обсуждения задач по физике.

Что для земледелия экологически «выгоднее» - многоснежная или малоснежная

зима? (многоснежная, так как снег укрывает посевы от вымерзания и при таянии весной хорошо увлажняет почву).

Прилипание мокрого снега к проводам линии электропередачи может привести к их обрыву, что создает опасность для жизни. Можно ли быстро избавиться от прилипшего снега? (можно, пропустив кратковременно по проводу сильный ток, который расплавит снег).

Для удаления льда с электрических проводов железнодорожной магистрали, образующего во время гололеда, по проводу пропустили ток. Сила тока в проводах 450А. Сколько льда при температуре 0°С плавилось каждую минуту? Напряжение на линии 600В. КПД приведенного способа очистки провод 50% ( 24 кг).

Как объяснить достаточно грозное природное явление сползания снежных лавин с гор? (так как интенсивность плавления вещества с увеличением давления повышается, то в первую очередь весной начинает плавиться подошва лавины, и последняя устремляется по склону горы вниз с большой скоростью).

В цехе завода всегда должен быть свежий воздух. Где нужно устанавливать вытяжной вентилятор: ближе к потолку или полу, если в цехе возможно скопление водяного пара, хлора, аммиака? Есть ли смысл открывать форточки, если за окном холодно и идет дождь? (вытяжной вентилятор устанавливают в зависимости от плотности удаляемого вещества: для пара и аммиака - ближе к потолку, для хлора- ближе к полу; форточки открывать целесообразно, хотя и на улице и в цехе пары близки к насыщению, давление пара в цехе больше (температур выше), поэтому он будет выходить и воздух станет суше).

Сколько кубометров газа выделяет в городе, загрязняя среду, автомобиль - такси, израсходовав за день 20 кг бензина? Плотность газа при температуре 0°С равна 0,002кг/м³.

Сколько кубических метров светильного газа нужно сжечь, чтобы повысить температуру 150 л воды от 10 до 95°С ? Теплота сгорания светильного газа 178,1 кДж/м², КПД нагревателя 25%.

Как на основе молекулярно-кинетической теории объяснить механизм всасывания питательных веществ из почвы волосками корней растений?

Как изменяется высота подъема воды в капиллярах почвы с повышением температуры?

Как во время засухи и суховеев сохранить влагу на полях, чтобы спасти посевы от гибели?

При обсуждении этих задач во время изучения поверхностного натяжения жидкостей и капиллярных явлений важно отметить, что плодородие почв представляет собой результат длительной эволюции; свойства почвы зависят главным образом от деятельности населяющих ее организмов. Нерациональное (без строгой дозировки) использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение земель промышленными отходами, неправильная агротехника приводят к подавлению биологической активности почвы и ее деградации, особенно в районах сплошной распашки.

Длина взлетной полосы на аэродроме 675 м. Каково ускорение самолета, если он, двигаясь по ней равноускоренно, взлетел через 15 с после старта? Какова скорость самолета при взлете?

Пользуясь при решении формулами a = и v = at , ученики получают а = 6 м/с² и υ= 90 м/с.

Обращаем их внимание на то, что движение с таким ускорением требует, чтобы его двигатели развивали при взлете большую мощность, а это предопределяет значительный расход энергии (горючего). Таким образом, авиация, обладая многими преимуществами по сравнению с другим транспортными средствами, не лишена, тем не менее, их главного недостатка: она тоже (и в значительных количествах) загрязняет атмосферу. Так в результате сжигания в самолетных двигателях бензина в воздух попадают более 200 химических соединений, часть из которых - вредные. Среди них, например, сернистый ангидрид, который, соединяясь с атмосферной влагой, образует сернистую и серную кислоты, выпадающие затем на землю вместе с осадками («кислотные дожди»), что представляет большую опасность для природы нашей планеты.

Интересно, что:

По мнению индийских ученых, в качестве идеального столба для телевизионной антенны можно использовать кокосовую пальму. Исследования показали, что по ее древесине очень хорошо распространяются высокочастотные сигналы: вместе тем она долговечна, поскольку в отличии от металлической антенны не подвержена коррозии. Использование пальм в виде столбов даст Индии большую экономию дефицитных материалов, т.к. телевизионная сеть в последние годы здесь быстро расширяется.

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «ЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ»

Изыскивая пути экологического воспитания в процессе изучения физики, учитель должен руководствоваться тем, чтобы методы и приемы использования материала, раскрывающего ту или иную сторону взаимодействия общества и природы, пробуждали активность учащихся, способствовали превращению получаемых знаний в убеждения. Это может быть достигнуто в том случае, когда элементы экологии и охраны окружающей среды служат на уроке основой постановки учебной проблемы.

Для создания исходной проблемной ситуации можно воспользоваться рассказом о случае, происшедшим в лаборатории электроакустики Морского научно-исследовательского центра в Марселе при испытании одного из генераторов инфразвука.

Во время эксперимента исследователи вдруг почувствовали себя плохо. Все вибрировало у них внутри - желудок, сердце, легкие. Генератор выключили, но еще в течении нескольких часов люди чувствовали себя совершенно разбитыми.

Рассказав учащимся об этом эпизоде, учитель ставит проблему: «как можно объяснить происшедшее, если известно, что представляет собой инфразвук, каким волнам он принадлежит (поперечным или продольным), как распространяется, что такое резонанс?»

При рассмотрении звуковых явлений для активизации внимания учащихся целесообразно воспользоваться сообщением о том, что шумовое загрязнение, по данным австрийских ученых, укорачивает жизнь жителей больших городов на 10 -12 лет. Ведь в городах промышленность и транспорт, бытовые приборы, радио и телевидение создают сильную «шумовую атаку» на человека.

Какие же звуки для человека наиболее опасны? От каких параметров зависит их восприятие? Разобраться учащимся в этих вопросах поможет учебный материал.

Можно только добавить, что вредное действие шума при одинаковой громкости и длительности зависит не только от частоты звука (в быту высокие звуки опаснее низких), но и от расстояния до его источника, причем «чистый» намного опаснее шума такой же громкости.

Для превращения полученных на уроке знаний в убеждения большое значение имеет создание благоприятных условий, при которых учащиеся смогли бы проявить свою инициативу и самостоятельность в выборе правильного решения и поиска средств для его утверждения. Полезными в этом плане могут быть уроки-диспуты и учебные дискуссии.

Для участия в них класс разбивается на две группы, каждая из которых должна быть готова защитить свою точку зрения и найти слабое место «противника». В зависимости от подготовки и компетентности участников дискуссии урок может быть построен по-разному. При этом от учителя требуется особое проявление такта. Ведь ребята, иногда, могут слишком эмоционально отстаивать свою точку зрения, и важно умение педагога вовремя остановить спор, подвести его итоги, объективно оценить подготовку учащихся к уроку и т.д.

Примером такого рода мероприятия, которое полезно провести при изучении звуковых колебаний, может быть учебная дискуссия на тему «ультразвуки, инфразвуки - друзья или враги?».

Для развития у школьников умения обоснованно отстаивать свою точку зрения, в частности по проблемам, связанных с экологией, может служить предварительное ознакомление их с перечнем вопросов, ответы на которые они смогут найти при изучении предстоящей темы учебной программы. Такой перечень может быть вывешен в физическом кабинете. Это предоставляет школьникам возможность самостоятельно выяснить истину.

К числу вопросов, которые могут быть обсуждены при изучении звуковых волн, относятся в частности такие:

Почему искусственный шум (например, шум работающих машин) оказывает отрицательное действие на живой организм, а природные звуки (шум дождя, шелест листьев) действуют на него благотворно?

(Ответ: научные объяснения показали, что во всех природных шумах определяющимися являются одни и те же частоты - порядка 1000 Гц. Они относятся к зоне наилучшего восприятия для слухового аппарата, этим и объясняется вызываемое ими приятное чувство успокоения и равновесия. Искусственные шумы, как правило, связаны со звуками боле высоких тонов, поэтому приводят живой организм в угнетенное состояние).

Что можете сделать вы для решения проблемы ослабления городского шума?

(Ответ: Многое, например, следить за тем, чтобы дома не звучали излишне громко радиоприемники, телевизоры, проигрыватели и т.д.; разговаривать дома, в школе, на улице, в транспорте - тихо, не повышая голоса; сажать деревья и кустарники. Ведь правильно посаженные зеленые насаждения могут значительно снизить городской шум; летом его «рассеивают» и «поглощают» листья, а зимой - снег на ветках и др.).

Предложенные способы использования экологического материала способствуют не только углублению знаний учащихся по физике, но и выработке у них природоохранительных убеждений, необходимых всем.

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ НА УРОКАХ АСТРОНОМИИ

Целью экологического воспитания на уроках астрономии должно быть становление экологически грамотного и социально перспективного восприятия природы и отношения к ней. Оно включает в себя два главных момента: восприятие целостного единства земной и космической природы, органическое включение в это единство человеческой деятельности.

Известны три возможных уровня изучения экологических проблем: глобальный, региональный, локальный. Из них курсу астрономии наиболее близок глобальный. Это имеет важное дидактическое значение, ибо «глобальный уровень рассмотрения экологической ситуации сильнее затрагивает разум школьника, создает предпосылки для актуализации накопленных знаний, их перестройки в соответствии с поиском решения проблемы».

В теме «Строение Солнечной системы» излагаются основы гелиоцентрической системы мира Коперника, открытие, становление и упрочение которой навсегда покончило с гео- и антропоцентризмом в мировоззрении. Все развитие науки, имевшее место после революционного открытия Коперника, показало, что ни Земля, ни человек не занимают какое-либо привилегированного центрального положения во Вселенной. И сейчас, и в будущем человеку нужно прежде всего решать глобальные проблемы на Земле. И он решает их сегодня, причем не только на Земле, но и выходя в космос, т.е. практически включая в свое жилище (в свою экологическую систему) всю нашу планету и околоземное космическое пространство, доступные области которого постоянно расширяются.

В теме «Физическая природа тел Солнечной системы» у учащихся формируется представление о том, что Земля по многим своим характеристикам (размерам, массе, средней плотности и др.) представляет собой рядовую планету Солнечной системы. Однако вряд ли следует ограничиваться таким выводом, не отметив тех уникальных особенностей природы нашей планеты (наличие определенного состава атмосферы, воды, температурного режима и др.), благодаря которым на ней стало возможным возникновение и развитие жизни. Это тем более актуально, что сейчас уже никто не надеется обнаружить в пределах Солнечной системы высокоорганизованную жизнь (не говоря уже о разумной!). Важно подчеркнуть, что дело здесь не в пессимизме ученых, а в необходимости считаться с фактами, полученными в результате наземных и, главным образом, космических исследований Луны и планет в последние годы. Но если природа Земли уникальна, то и огромна ответственность людей за ее сохранение.

При рассмотрении одного из важных вопросов - «Физические условия на планетах» - необходимо особое внимание обратить на данные, касающиеся облачного покрова Венеры. Как известно, облака Венеры представляют собой «дымку», начинающуюся от высоты около 50 км над поверхностью планеты и простирающуюся еще почти на 20 км. В состав «дымки» входит серная кислота. Под облачным слоем до самой поверхности находится газовый, в основном состоящий из углекислого газа ( и около 4% азота). Образование и длительное сохранение облаков Венеры имеет не только большой научный, но и практический интерес в связи с проблемой защиты окружающей нас среды от загрязнения. Дело в том, что венерианский туман сходен с земными сметами, порожденными промышленными выбросами в атмосферу. Как известно, земные смоги, нарушающие экологическое равновесие и вызывающи многие нежелательные последствия, возникают в результате накопления в воздухе сернистого ангидрида, который, окисляясь, образует капельки серной кислоты. Под действием солнечного излучении такой туман не рассеивается, а даже сгущается. Ученые, разобравшись в сложных процессах, которые происходят в облаках Венеры, могут внести существенный вклад в решение проблемы защиты земного воздуха от загрязнения. В этом же отношении практический интерес представляет исследование пылевых

бурь на Марсе.

В теме «Солнце и звезды» к проблемам экологии ближе всего находятся вопросы, связанные изучением нашего дневного светила, с показом того, что Солнце служит основным источником жизни на Земле.

Надо подчеркнуть, что наука ХХI в. все глубже проникает в сущность солнечно-земных связей, которые имеют не только разнообразные геофизические, но и биологические и даже медицинские приложения. Необходимое для развития жизни и деятельности людей равновесие в природе удобно показать на примере таких слоев земной атмосферы, как озоносфера и ионосфера. Оба они образуются под действием солнечного излучения, причем их строение и состояние находятся в зависимости от солнечной активности. Озоносфера выполняет важную защитную функцию, не пропуская к поверхности Земли опасные дозы коротковолнового излучения Солнца. От состояния ионосферы зависят условия распространения радиоволн. Поэтому необходимо принимать меры не только к тому, чтобы не загрязнять атмосферу, не увеличивать в ней количество углекислого газа (во избежание «парникового эффекта»), но и не разрушать в ней те слои (прежде всего, озоновый), которые возникали в результате длительной эволюции.

Все это будет способствовать формированию у учащихся следующих очень важных убеждений: в настоящее время каждый человек несет ответственность за сохранение для будущих поколений уникальной природы нашей планеты; возникновение, существование и дальнейшее развитие жизни на Земле неразрывно связано с Вселенной и ее эволюцией.

ФИЗИКА И ЖИВАЯ ПРИРОДА

Преподаватель задает вопрос: «Что вам известно о жизни черного стрижа, область распространения которого довольно велика, и которого легко отличить по длинным стреловидным, серповидным крыльям, стремительному полету и характерному пронзительному свисту?».

Ребята рассказывают кратко о стриже, вспоминают свои наблюдения или прочитанное об этой птице, а затем решают задачу:

Черный стриж летит из места гнездования в район охоты и обратно со скоростью υ= 160 км/ч. Сколько времени затратить он на свой полет, если вдоль траектории полета дует ветер (его скорость υ= 40 км/ч)?

Расстояние между «пунктами» перемещения стрижа 600 км.

Такой же подход мы осуществляем при решении других задач, в условии которых речь идет об объектах живой природы: их примеры приведены ниже (в квадратные скобки заключены вопросы, предваряющие формулировку задачи).

[Какое из живых существ развивает самую большую скорость?] Самое быстроходное из живых существ - кальмар. Спасаясь от хищников, он вылетает из воды со скоростью 750 км/ч. Сравнит его скорость со скоростью черного стрижа. Какой потенциальной энергией относительно океана обладает, вылетая из воды на высоту 5 м, тело гигантского кальмара массой 300 кг? С чем связаны особенности поведения физического тела в воде?

[ Что вы знаете о китах? ] Кашалот, имеющий массу 60 т, достиг глубины 1000 м. Рассчитайте производимое на этой глубине давление на него, учитывая, что плотность морской воды 1030 кг/м³. Определите выталкивающую силу, действующую на животное. Почему кит может держаться на глубине? Сможет ли он находиться на суше?

[Как кит ныряет и всплывает?] Направляя свое тело в глубину океана могучим движением хвоста, мощность которого 360 кВт, кит при скорости 36 км/ч достигает глубины 1000 м. Какая совершается при этом работа? Почему тело кита плавает в воде?

[Где живут слоны? Что вы знаете о них? Как участвовали слоны в войнах?] Какой энергией обладает бегущий со скоростью 40 км/ч африканский слон, масса которого 4,5 т?

[Где вы видели носорога? О каких особенностях этого животного вы знаете?] Разгневанный носорог массой 2 т преследует со скоростью 50,4 км/ч мотоциклиста, движущегося со скоростью 25 м/с, в течение 5 с. Догонит ли он мотоциклиста? Чему равен импульс носорога в момент преследования?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перед человечеством в третьем тысячелетии, наряду со многими, бесспорно важными проблемами, стоит вопрос об экологии. Ученые всего мира и физики, в частности, пытаются преподнести молодому поколению обоснованные доводы взаимосвязи природы, науки, человека. Этой цели можно достичь с помощью экологии школьной физики, т.к. нельзя рассматривать физические законы и явления в отрыве от их влияния и воздействия на природу. Начиная с первых занятий, учащихся необходимо знакомить с экологическими проблемами, их негативным влиянием на окружающую природу, показывать возможности физики, как науки, в их решении. Сейчас, когда из-за роста технической цивилизации человечества природа оказалась в опасности, сохранение ее стало самым важным и благородным делом.

Непосредственное использование физических законов способствует изучению и сохранению окружающего нас мира. Здесь можно отметить появление ГЭС, создание различных очистных сооружений, разработку безотходных технологий. В настоящее время очень важным является разработка новых видов экологически чистых и безопасных энергий и топлив, что поможет сохранить чистоту атмосферы.

Со временем у учащихся должно выработаться «Экологическое мировоззрение». Этого можно достичь, знакомя учеников с экологическими проблемами уже со школьной скамьи. Необходимо прививать им любовь к природе, побуждать к общественно-трудовой деятельности по охране окружающей среды.

Чувство ценности окружающей нас природы обогащает духовный мир человека, возвышает его моральные принципы. Охрана природы, забота о ней стали жизненно необходимы для всех людей в целом.

У физики есть неиссякаемые возможности, которые можно направить во вред или на благо человечества. И если можно сделать так, чтобы люди стали лучше относиться к природе, охранять и заботиться о ней, чтобы мир стал чище и прекраснее - физика сможет помочь человечеству открыть дверь в новый мир - мир, где сохранение окружающей среды будет превыше всего.

13