Екологічна освіта на уроках фізики

Відділ освіти Вовчанської районної державної адміністрації

Новоолександрівська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів

Вовчанської районної ради Харківської області

Харків

2014

Схвалено

Методичною радою районного методичного кабінету

Протокол № 1 від 03.01.2014р.

Рецензент: Камериста Валентина Леонідівна, керівник районного методичного об'єднання вчителів фізики та астрономії, спеціаліст вищої категорії, вчитель методист.

Автор упорядник: Назаров Олександр Васильович, вчитель фізики і математики Новоолександрівської ЗОШ І-ІІІ ступенів, спеціаліст вищої категорії.

Екологічна освіта учнів на уроках фізики- 2014. - 44с.

В цій роботі проаналізовано суть та значення екологічної освіти та виховання учнів у навчально-виховному процесі з фізики.

Одним з прийомів, що дозволяють підвищити інтерес учнів до фізики і спонукати їх до усвідомлення і розуміння екологічних проблем, є "вкраплення" в зміст фізичних задач екологічної складової. За допомогою представлених задач автор спробував поглянути на питання і проблеми екології крізь призму фізичних знань.

Практична значимість роботи полягає в тому, що в ній подано систему задач екологічного змісту, які можуть бути використані в процесі роботи вчителя фізики.

Підбірка задач дозволить учителеві ефективніше проводити інтегровані уроки і позакласні заходи.

Зміст

Вступ ……………………………………………………………

4

Розділ 1. Основні елементи екологічного

виховання учнів у сучасній школі ………………….

5

1. Поняття про екологічне виховання,

його принципи та завдання……………………………..

5

1.2 Стратегія та зміст екологічної освіти ………………….

8

1.3. Психолого-педагогічні умови

організації екологічного виховання учнів ……………

12

Розділ 2. Особливості екологічного виховання

в процесі викладання фізики ………………………

16

Висновки ………………………………………………………..

34

Література ………………………………………………………

35

Вступ

Освіта - стратегічна основа розвитку особистості, суспільства, нації, її держави, запорука майбутнього, найбільш масштабна і людиноємка сфера суспільства. Вона є засобом відтворювання і нарощування інтелектуального та духовного потенціалу народу, виховання патріота і громадянина.

Дбайливе ставлення людини до природи складається не тільки з уміння використовувати її плоди. Дуже важливим є те, щоб усвідомлення значимості природи стало внутрішнім надбанням особистості. Тому потрібно формувати екологічну свідомість школярів, що проходить найбільш ефективно, якщо педагогічний процес екологічного виховання враховує психологічні особливості учнів та процеси формування екологічної свідомості.

Екологічна освіта і виховання покликані забезпечити підростаюче покоління науковими знаннями про взаємозв'язок природи і суспільства, допомогти зрозуміти багатогранне значення природи для суспільства в цілому і кожної людини зокрема, сформувати прагнення і вміння брати активну участь в охороні й поліпшенні навколишнього середовища.

Екологічне виховання вже перестало бути новим елементом для нашої школи, якому раніше майже або й зовсім не приділялося уваги. Загрозлива екологічна ситуація, що склалася, зробила його одним з найпріоритетніших напрямків в галузі освіти та виховання. Вже зараз в багатьох середніх навчальних закладах України вводиться такий предмет як екологія, створюються факультативи. Все більше освітян схиляються до необхідності екологізації всіх навчальних предметів. Педагогічні діячі проводять ґрунтовні дослідження, створюють спеціальні програми. Я також вирішив залучитися до їхньої роботи.

Мета моєї роботи полягає в тому, щоб проаналізувати суть та значення екологічної освіти та виховання учнів у навчально-виховному процесі з фізики.

Розділ 1. Основні елементи екологічного виховання учнів у сучасній школі

1.1 Поняття про екологічне виховання, його принципи та завдання

Негативні зміни в природному середовищі під впливом зрослої сукупної виробничої потужності людства набули в другій половині XX ст. значного прискорення, а отже, відповідь на них також має бути адекватною не лише за змістом, а й у часі. Збереження планети залежить і від якості, і від темпів формування екологічної свідомості та екологічної культури, що відбувається в процесі екологічного виховання [1].

Екологічне виховання - це цілеспрямований вплив на особистість на всіх етапах ЇЇ життя за допомогою розгорнутої системи засобів та методів, що має на меті формування екологічної свідомості, екологічної культури, екологічної поведінки, екологічної відповідальності.

Необхідність виховання у членів суспільства певних установок поведінки по відношенню до природи виникла у людства ще на найдавніших етапах його розвитку. Як приклад можна згадати і системи табу у первісних народів, які, забороняючи полювання на певні види тварин в період їх розмноження, сприяли збереженню видової багатоманітності природного простору. Пізніше, коли проблема формування членів суспільства стала об'єктом зацікавлення науки, створювались концепції «натуралістичного» (Я.А. Коменський, Ж.-Ж.Руссо, М.Ушинський) чи «природозгідного» виховання (Ш.Фур'є).

Великий німецький гуманіст Й.-В. Гете зазначав, що немає нічого страшнішого за діяльнісне невігластво. Саме відсутність необхідних знань, їх невідповідність реальній ситуації, що породжує неспроможність передбачити всі, і в тому числі і негативні, наслідки втручання людини в природні процеси, а не зла воля, є головною причиною екологічної кризи.

Одним з найважливіших завдань екологічного виховання є формування у природокористувачів, кожного громадянина і у суспільства в цілому стійких установок на раціональне природокористування, вміння бачити за вирішенням окремих проблем віддалені екологічні наслідки втручання в природні процеси, почуття відповідальності перед нинішніми та майбутніми поколіннями за вплив власних дій на здатність природи бути середовищем існування людини.

Екологічне виховання - це неперервний процес навчання, виховання, самоосвіти, накопичення досвіду і розвитку особистості, спрямований на формування ціннісних орієнтацій, норм поведінки і спеціальних знань щодо збереження навколишнього середовища і природокористування, реалізованих в екологічно грамотній діяльності [1].

При детальнішому розгляді в процесі екологічного виховання можна виділити три відносно самостійних, як за методами так і за цілями, складових: екологічне просвітництво, екологічна освіта та власне екологічне виховання. Вони являють собою певні етапи в процесі неперервного екологічного виховання в широкому розумінні.

Екологічне просвітництво - це перший ступінь в екологічному вихованні. Воно покликане сформувати перші, елементарні знання про особливості взаємовідносин суспільства та природи, про придатність оточуючого середовища для проживання людини, про вплив людської виробничої діяльності на оточуючий світ. Екологічне просвітництво покликане формувати базові світоглядні установки і побутовий рівень екологічної свідомості. Хоча на цьому рівні знання про взаємовідносини суспільства та природи мають, як правило, уривчастий, несистематизований характер, можуть бути логічно неузгодженими і навіть суперечливими, без його наявності неможливо приступати до формування екологічно культурної людини.

Наступним щаблем у формуванні екологічної культури є екологічна освіта - один з елементів природоохоронної політики і важливий фактор її самореалізації, що слугує інструментом впливу на суспільну свідомість та формування внутрішньої і міжнародної політики в області природокористування [1].

Екологічна освіта - це психолого-педагогічний процес впливу на людину, метою якого є формування теоретичного рівня екологічної свідомості, що в систематизованому вигляді відображає різноманітні сторони єдності світу, закономірності діалектичної єдності суспільства та природи, певних знань та практичних навичок раціонального природокористування.

Метою екологічної освіти є озброїти людину знаннями 0 області природничих, технічних та суспільних наук, про особливості взаємодії суспільства та природи, розвинути в ній здатність розуміти і оцінювати конкретні дії та ситуації [3].

Вищим щаблем є екологічне виховання - психолого- педагогічний процес, метою якого є формування у індивіда не лише наукових знань, а й певних переконань, моральних принципів, що визначають його життєву позицію та поведінку в області охорони оточуючого середовища та раціонального використання природних ресурсів, екологічної культури окремих громадян та всього суспільства в цілому. В процесі екологічного виховання формується певна система екологічних цінностей, що визначатимуть бережливе ставлення людини до природи, спонукатимуть її до розв'язання проблеми глобальної екологічної кризи. Воно по-перше, передбачає не тільки передачу знань, але і формування переконань, готовності особистості до конкретних дій, по-друге, включає в себе знання та вміння здійснювати поряд з охороною природи також і раціональне природокористування.

Специфіка екологічного виховання полягає у виробленні світоглядного ставлення до комплексної, цілісної системи «суспільство-природа", ставлення особистості до якої неможливе без діяльнісної, безпосередньої та опосередкованої участі в її функціонуванні. Комплексний характер екологічного виховання випливає з специфіки об'єкта відображення екологічної свідомості на рівні як суспільного, так і особистісного її функціонування.

Основним принципом екологічного виховання є принцип матеріальної єдності світу, що органічно включає проблему соціально-екологічного виховання в систему формування наукового світогляду. Серед інших можна також виділити принципи комплексності, неперервності, патріотизму, поєднання особистісних та загальних інтересів [1].

Головною метою екологічного виховання є формування екологічної культури, що повинна включати в себе екологічний імператив, систему екологічних цінностей та екологічну відповідальність.

Соціально-екологічні цінності значимі для процесу розвитку взаємовідносин суспільства та природи людськими та культурними явищами. Вони є результатом синтезу цінностей екологічних, соціальних і політичних і виступають результатом та основою підвищення ефективності екологічного виховання.

Найбільша ефективність екологічного виховання можлива за умов забезпечення його неперервності, комплексності, охоплення цим процесом всіх членів суспільства протягом усього їх життя.

На сучасному етапі розвитку людської цивілізації роль екологічного виховання суттєво підвищується. Воно відіграє роль інтегратора в сучасному виховному процесі, поєднує в єдину функціональну систему всі традиційні види виховання, базується на них і є фактором подолання відомчості у цій сфері людської діяльності. Дієвість екологічного виховання залежить від узгодження всіх його напрямків, елементів та засобів, комплексності, неперервності та охоплення ним всіх членів суспільства протягом усього їх життя.

1.2 Стратегія та зміст екологічної освіти

Одним із дискусійних питань є проблема методичної організації екологічної освіти. В цьому відношенні існують дві тенденції. Одні спеціалісти вважають за необхідне розробляти окремий предмет "екологія", який потрібно вводити в зміст освіти на різних рівнях, оскільки екологічна освіта не еквівалентна біологічній, хоча вони й знаходяться в тісній взаємодії.

Інші стверджують, що більш ефективною є "екологізація" всіх навчальних предметів, оскільки екологічні проблеми мають глобальний, міжпредметний характер. Останнім часом все більше підтримки отримує саме цей підхід, що й знайшло своє відображення в матеріалах відповідних міжнародних конференцій.

Але найбільш суттєвими є дискусії навколо питання орієнтації екологічної освіти - що повинно знаходитись в центрі уваги: "природне середовище" або "світ природи". Базою для такої дискусії є об'єктивно подвійне положення, в якому виступають природні об'єкти. З однієї сторони, вони є елементами оточуючого людину середовища, з яким вона взаємодіє як з єдиним, нерозчленованим цілим. При сприйнятті природи як "середовища " кожний окремий природний об'єкт не має самостійної цінності, є взаємозамінним іншими аналогічними природними об'єктами. А з іншої сторони, кожний природний об'єкт може бути для людини уявленням світу природи. При такому сприйнятті природи кожний окремий природний об'єкт є принципово неповторним та унікальним [2].

В першому випадку (сприйняття природи як "середовища" Екологічна освіта повинна бути спрямована на формування, по-перше, системи уявлень про оточуюче середовище як цілісну нерозчленовану систему, що забезпечує життєдіяльність людини як біологічного виду, по-друге, відповідного свідомого відпові-дального відношення до нього і, по-третє, стратегій та технологій раціонального природокористування.

Саме така орієнтація в екологічній освіті отримала найбільший розвиток в світі й підтримку на міжнародному рівні. Однак, останнім часом все більше спеціалістів починають усвідомлювати те, що без акцентування екологічної освіти на "світ природи " неможливе комплексне вирішення проблеми екологічної кризи : "Нам никогда "не перепрыгнуть" через такие, казалось бы, простые вещи, как деревья, птицы, трава, жуки. Мы должны ввести в этот мир маленьких детей, научить их культуре обращения с растениями и животными" [1].

З іншого боку, існують різні тенденції в орієнтації екологічної освіти в аспекті пріоритету формування тих чи інших підструктур екологічної свідомості.

Перша тенденція в екологічній освіті пов'язана з акцентуванням уваги на формування, в першу чергу, системи екологічних уявлень. В цьому випадку екологічна освіта, в цілому, відповідає наступній схемі.

Дошкільники знайомляться з окремими об'єктами і явищами природи, доглядають за тваринами й рослинами живого кутка.

Екологічна освіта молодших школярів - це поглиблення елементарних знань, введення екологічних аспектів, прикладів нераціонального використання природних багатств. Головна відмінність від попереднього етапу - засвоєння фактів вже як наукових знань.

В середніх класах в навчальних курсах вивчається живлення рослин і пов'язана з цим проблема забруднення природи хімічними добривами, спорудження гідроелектростанцій і заходи, що при цьому використовуються для охорони "рибних багатств" і т. ін.

Екологічні проблеми розглядаються в курсах ботаніки та зоології та в позакласній роботі з цих предметів [5].

Для процесу екологічної освіти старшокласників характерна спрямованість на світоглядні, філософські аспекти взаємодії суспільства й природи, а також поглиблення й розширення знань еволюційного, комплексного узагальнюючого характеру.

Для студентів вищої школи практично не існує концептуально й змістовно побудованої системи екологічної освіти, за виключенням окремих предметів в навчальних планах вищих шкіл. Але навіть коли ці предмети є, вони частіше за все мають вузько професіональну спрямованість, а в навчальних програмах по іншим предметам екологічні проблеми якщо й мають місце, то представлені фрагментарно і в невеликому обсязі.

Як правило, при такій організації екологічної освіти в практичному досвіді й методичних розробках переважає "викладаючий", монологічний спосіб, знання надаються в готовому вигляді. Типовим є захоплення багатьма фактами, розрізненими відомостями, цифровими даними без достатньої логіки викладання.

Друга тенденція в екологічній освіті пов'язана з акцентуванням уваги на формування, в першу чергу, відношення до природи. В цьому випадку орієнтуються на відбір такої екологічної інформації, включення особистості в такі види діяльності, спеціальне створення таких педагогічних ситуацій, які мають найбільший вплив на суб'єктивне відношення до природи.

Відповідно даній орієнтації учнів вчать спостереженню та співпереживанню всьому, що їх оточує в зовнішньому середовищі-кожній рослині, кожній тварині, кожній людині.

Діти вчаться бачити рослину не тільки в її чуттєвій формі, але зливаючись з самим життям, що її оживляє, таким чином, щоб думка повністю звільнялася від своєї відображувальної природи й включалась в реальність світового життя. Можна внутрішньо ототожнити себе з рослиною, щоб відчути ,як сила тяжіння прив'язує її до землі за допомогою корені, а сили цвітіння ,навпаки, піднімаються вгору до точки, де розпускається квітка. І тоді діти співпереживають закони цвітіння й плодоносіння, повністю занурюються в зовнішній світ... Світ містить в собі більше, ніж те, що можуть повідомити про нього абстрактні поняття логіки!..

Третя тенденція в екологічній освіті пов'язана з акцентуванням уваги на формування, в першу чергу, стратегій й технологій взаємодій з природою. В цьому випадку орієнтуються на включення особистості в таку взаємодію з природою, яка в найбільшому ступені надає можливість освоєння адекватних екологічних стратегій, придбання необхідних для їх реалізації вмінь та навичок (технологій).

Останнім часом приходить розуміння того, що комплексне розв'язання проблем екологічної освіти потребує синтезу зазначених трьох тенденцій в єдиній цілісній системі.

Необхідно зазначити, що реалізація стратегій та змісту екологічної освіти, вирішення тих важливих задач, що ставить сучасне суспільство перед нею передбачає відповідну професійну підготовку педагогів. Стратегія професійної підготовки педагогів до ефективного здійснення процесу комплексної екологічної освіти складається з п'яти наступних блоків: еколого-теоретичного, психолого-педагогічного, еколого-гуманітарного, натуралістичного й методичного.

Еколого-теоретичний блок підготовки включає оволодіння педагогом умінням використовувати екологічний потенціал природничонаукових дисциплін. В значній мірі цей аспект еколого-педагогічної підготовки вирішується в рамках курсу "Охорона природи", який будується на основі багатосторонніх міжпредметних зв'язків й виконує інтегруючу й системостворюючу функції в сфері формування адекватних екологічних уявлень педагогів.

Еколого-гуманітарний блок підготовки вчителів передбачає підвищення їх ерудиції в області екологічно орієнтованої художньої літератури, творчості письменників-натуралістів, мистецтва. Вміння педагога розкрити гуманістичне значення взаємодії особистості зі світом природи є найважливішою професійною умовою ефективної екологічної освіти в сфері формування суб'єктивного відношення до природи.

Натуралістичний блок підготовки передбачає формування практичних вмінь та навичок взаємодії з природними об'єктами як в природному середовищі, так і в умовах інтер'єрного утримання рослин та тварин, а також в антропогенному середовищі.

Психолого-педагогічний блок підготовки педагогів передбачає як загальну психолого-педагогічну підготовку: загальна, вікова і педагогічна психологія, теорія й історія педагогіки, так і спеціальну: екологічна психологія та екологічна педагогіка.

Методичний блок передбачає різнобічну методичну й технологічну підготовку вчителя, дає йому комплекс педагогічних вмінь, які дозволяють ефективно здійснювати екологічне навчання та виховання учнів.

На допомогу вчителям періодично видаються методичні рекомендації по екологічному навчанню та вихованню, створюються спеціальні курси, проте головною умовою професійного росту педагогів є їх особиста активність у вивченні досвіду ефективного екологічного виховання, в пошуку нових стратегій й технологій педагогічного процесу.

Таким чином, можна зробити висновок, що стратегічним напрямком вирішення екологічних проблем вважається створення мережі освіти, яка передбачає постановку екологічних питань в центр всіх навчальних програм, починаючи з дошкільних закладів і закінчуючи вищими навчальними закладами, підготовкою вчителів.

1.3 Психолого-педагогічні умови організації екологічного виховання учнів

Із загостренням екологічної ситуації, зумовленої антропогенними перетвореннями природного середовища, та необхідністю розв'язання екологічних проблем виникла необхідність впровадження екологічної освіти та виховання в школі як пріоритетних освітньо-виховних напрямів, що відіграють вирішальну роль у формуванні системи моральних цінностей, відповідних світоглядних позицій та переконань, свідомого ставлення до навколишнього середовища. Адже реальна та психологічна готовності особистості до вирішення екологічних проблем формуються насамперед у старшому шкільному віці.

Однак результати цілеспрямованого педагогічного експерименту свідчать, що глобальні екологічні проблеми хвилюють лише 7% старшокласників; місцеві - 12%. Цікавляться проблемами охорони довкілля - 36%, готові брати участь у природоохоронній діяльності - 29%, безпосередньо беруть участь -17%. Впевнені в особистій значущості щодо покращення екологічного стану довкілля 8%, вважають себе природодослідниками 13% школярів. Про низьку ефективність екологічного виховання свідчить і велика кількість порушень учнями правил поведінки у навколишньому середовищі.

Шкільна система навчально-виховної роботи з екології спрямована переважно на набуття учнями певних екологічних знань. Екологічні ж проблеми просто констатуються, а природоохоронна діяльність має виключно ситуативний або випадковий характер, тобто відбувається підміна екологічного виховання екологічною освітою. Внаслідок цього у школярів формується пасивна екологічна позиція. Слід враховувати, що нам, вчителям, бракує часу для залучення учнів до практично зорієнтованої діяльності з охорони природи, оскільки екологічне виховання старшокласників здійснюється, головним чином, на уроках.

Найефективніше засвоєння екологічних норм і вимог, усвідомлення наслідків будь-яких заходів наукового, виробничого та соціального змісту, пов'язаних із впливом на довкілля, відбувається в процесі залучення учнів до природоохоронної діяльності. Тим самим закладаються основи для виховання особистості з високим рівнем екологічної обізнаності, культури і формування нового типу екологічного мислення та поведінки у навколишньому середовищі.

Сучасні тенденції суспільного розвитку переконують у тому, що система екологічної освіти та виховання має відповідати динамічному розвитку світової цивілізації. Стало очевидним, що вирішення екологічних проблем залежить від екологічно освічених, гуманістично орієнтованих людей. Для формування нового гуманно-морального ставлення до природи потрібно розвивати екологічну свідомість та мислення школярів, практичний досвід раціонального природокористування, вміння приймати екологічно доцільні рішення у майбутній професійній діяльності. Адже розв'язання глобальних екологічних проблем не відбудеться, якщо спеціалісти у своїй професійній діяльності не усвідомлюватимуть необхідність гармонійного співіснування людини та природи.

Однією з умов організації екологічного виховання старших школярів є чітке визначення його мети. Мета - це кінцевий результат, заради якого створюється система. І будь-яка дія педагога повинна відповідати поставленій меті. Визначення мети виховання є не лише керівництвом до дії, а й критерієм проведення виховного процесу, спрямованого на розвиток і формування особистості вихованця. Визначення мети виховання, як стверджує А.С. Макаренко, дає змогу «проектувати» розвиток особистості. Причому мета виховання віддзеркалює й основні вимоги до школярів на різних етапах їхнього вікового розвитку і залежить від специфіки виховної установи (дошкільний заклад освіти, школа, позашкільні установи, сім'я) або окремих освітньо-виховних процесів (уроки, позакласні заходи тощо).

Головною метою екологічного виховання має стати формування світогляду, екологічного мислення, здатності до системного аналізу екологічних проблем і творчого їх розв'язання. Кінцевою метою екологічного виховання є формування особистості з високим рівнем екологічної культури, стрижнем якої є система суспільно важливих цінностей. Система цінностей визначає позицію людини до навколишнього світу, регулює його стан і проявляється в багатогранній орієнтації, діяльності і поведінці людини. Складовими екологічної культури є екологічна свідомість, екологічні переконання, екологічний світогляд, готовність до екологічної діяльності, відповідальне ставлення до навколишнього середовища.

Обґрунтовуючи проблеми формування екологічної свідомості та напрями подолання негативних тенденцій впливу на довкілля з позиції психогенетичних закономірностей поведінки людини, вчені доводять, що для відвернення екологічної катастрофи необхідно змінити ціннісний стереотип суспільства: та суспільної свідомості; її формування передбачає перебудову поглядів і уявлень людини, коли засвоєні знання і екологічні норми стають її власними переконаннями, внутрішніми регуляторами поведінки тощо. Головним показником сформованості екологічної свідомості є готовність особистості до конкретних конструктивних дій щодо охорони й розвитку природного середовища. Але для того, щоб усього цього досягти, необхідно кардинально змінити систему екологічної освіти та виховання.

Учитель суттєво впливає на формування екологічної культури школярів та вибір ними майбутньої професії. Він має бути творчою особистістю, постійно працювати над собою, шукати нові підходи до навчання, виховання і розвитку учнів. Аналіз шкільної практики підтверджує, що причина неефективності" сучасного екологічного виховання полягає саме в неглибокому знанні педагогами дитячої психології. Тому для забезпечення ефективності екологічного виховання школярів важливо застосовувати особистісно зорієнтовані педагогічні технології, побудовані на пріоритеті суб'єкт-суб'єктної взаємодії [5].

Нові технології навчання й виховання можуть розроблятися лише добре підготовленими у професійному відношенні педагогами, які володіють програмовим матеріалом, знають закономірності освітньо-виховних процесів, мають високу методичну культуру, володіють психологією взаємодії. Розробка і використання педагогічних технологій має здійснюватися з урахуванням законів і принципів виховання, які забезпечують успіх, регулюючи діяльність педагога і учня. Саме тому «педагогічні інновації останніх років спрямовані на посилення тих положень педагогіки, які звертають увагу на вихованця як на особистість, формування його самостійності, встановлення гуманних, довірливих стосунків між ним та вихователем».

Це дає підстави стверджувати, що вибір навчально-виховної технології - це завжди вибір системи взаємодії вчителя з учнем. Разом із тим аналіз шкільної практики засвідчив, що якісно нового рівня виховної роботи сьогодні не досягнуто. За даними нашого педагогічного дослідження, 67% вчителів вважають, що вони налагодили контакт з учнями, але учні цього не підтверджують.

Ефективність екологічного виховання старшокласників залежить від радикальних змін у загальних підходах до нього та утвердження справжнього співробітництва між учителем і учнем, від вміння застосовувати вчителем загальноприйняті та інтерактивні методи навчання й виховання. Тут ідеться про вироблення нового педагогічного мислення щодо побудови нової парадигми шкільної екологічної освіти, головними і визначальними умовами якої є впровадження особистісно зорієнтованих технологій навчання й виховання.

Розділ 2. Особливості екологічного виховання в процесі викладання фізики

Екологічна ситуація, яка склалася в світі, настійно вимагає швидкої перебудови мислення людства і кожної конкретної людини, формування екологічної свідомості і екологічної культури. У зв'язку з цим екологічна освіта і екологічне виховання стають новим пріоритетним напрямком педагогічної теорії і практики. Відповідно Національна доктрина розвитку освіти у 21-му столітті одним із ключових питань системи освіти розглядає питання екологічного виховання.

У цій системі особливе місце належить школі - найважливішій ланці становлення особистості.

У школах України природоохоронна освіта і виховання здійснюються насамперед у процесі вивчення основ наук, предметів природознавчого і гуманітарного профілів - біології, географії, хімії, фізики, історії. Це дає змогу учням ознайомитись з різними підходами й аспектами природоохоронної справи.

Сьогодні вже ніхто не сумнівається в тому, що серед глобальних, життєво важливих проблем, що стоять перед людством, первинного значення набули проблеми екології. Стало очевидно, що здолати екологічну кризу тільки одними технічними засобами вже неможливо. Людство вже усвідомило, що основою взаємовідносин з природою повинна лежати масова екологічна освіта, на основі якої потім вже вирішуються екологічні проблеми.

Реалізація цілей екологічної освіти в цілому можлива, якщо воно пронизуватиме зміст усіх традиційних учбових предметів. Разом з іншими дисциплінами велике значення курсу фізики, оскільки саме фізика як наука про природу дає учням уявлення про цілісність природи, взаємозв'язану і взаємообумовленості процесів, що відбуваються в ній, причинно-наслідкових зв'язках природних явищ, джерелах "фізичного" забруднення довкілля. Фізика формує наукову картину світу і розуміння необхідності регулювання взаємодії суспільства і природи з метою збереження між ними рівноваги і відвертання негативних наслідків науково-технічного прогресу, дозволяє розглянути з учнями шляхи подолання конкретних екологічних кризових ситуацій, показати їм важливість в цьому відношенні науки і техніки.

Ефективність сучасного шкільного курсу фізики в цьому напрямі досить низька. Учителі фізики екологічній освіті практично не приділяють уваги. Екологічний матеріал включається в зміст уроків фізики або фрагментарно, або зовсім не використовується, такий матеріал учителі фізики вважають додатковим, ілюстративним, а значить необов'язковим і другорядним. Незважаючи на значну кількість досліджень, присвячених екологічній освіті, зміст, форми і методи екологічної освіти в процесі навчання фізиці розроблені не в повній мірі.

Для ефективного формування у школярів екологічних знань і умінь при вивченні фізики я намагаюся реалізувати навчання з опорою на особистий досвід взаємодії учнів з довкіллям, на самостійну діяльність по вивченню, аналізу стану довкілля, визначенню заходів по поліпшенню екологічної ситуації і на рішення конкретних екологічних проблем. Одним з прийомів, що дозволяють підвищити інтерес учнів до фізики і спонукати їх до усвідомлення і розуміння екологічних проблем, є "вкраплення" в зміст фізичних завдань екологічної складової, що буде інтегровано сприяти поліпшенню якості фізичної і екологічної освіти.

Хочу відмітити, що за час навчання в школі учні розв'язують близько тисячі якісних і розрахункових фізичних задач, витрачаючи на них приблизно третину усього учбового часу. Як бачимо, найважливішим елементом вивчення основ фізики є розв'язування задач. Тут же закладений виховний потенціал по формуванню екологічних поглядів учнів. Найбільший виховний потенціал задачі з екологічним змістом досягається тоді, коли в її змісті є цікаві цифри і факти, а також ілюстрації. Розв'язування таких фізичних задач - один з найважливіших засобів розвитку розумових, творчих здібностей учнів. Часто на уроках проблемні ситуації створюються за допомогою задач, а цим активізується розумова діяльність учнів.

Ще з часу Арістотеля світ живих істот ділять на царство тварин і царство рослин. Тому підбірку пропонованих задач я умовно розділив на дві частини: задачі про тварин, птахів і комах та задачі про рослини.

Задачі про тварин, птахів и комах

Задача 1. Для чого в сильну жару слон

розпрямляє вуха проти вітру?

Відповідь. Для тепловіддачі. Велика і порівняно тонка поверхня вух пронизана величезною кількістю кровоносних судин. Кров охолоджується - охолоджується і тіло слона. Поверхня тіла слона відносно невелика порівняно з його масою, звідси труднощі з охолодження морганізму, шляхом тепловіддачі. Слони люблять при першій-ліпшій можливості обливатися водою, валятися в рідкому бруді, обсипають себе піском, щоб створити водозатримуючу оболонку. Це дозволяє слонові ефективно охолоджуватися, використовуючи невелику кількість води.

Задача 2. Є народна прикмета: "Якщо собака або кішка спить, згорнувшись клубком, буде похо-лодання". Поясніть цю прикмету.
Відповідь. У холодну погоду багато тварин згортаються в клубок для зменшення загальної поверхні тіла, щоб понизити тепловіддачу. У жару, навпаки, тварини намага-ються збільшити площу відкритих ділянок тіла.

Задача 3. Кому легше і кому важче пересуватися по заболоченому ґрунту - коню чи корові? Чому?

Відповідь. У коней (непарнокопитих) при витягуванні ніг з в'язкого ґрунту під копитами створюється знижений тиск, і зовнішній атмос-ферний тиск утрудняє рух ніг. У парнокопитних тварин при натис-ку на ґрунт копита розсовуються, а при витягуванні ніг зближують-ся, і навколо них вільно проходить повітря.

Задача 4. Чому у кішок світяться очі в темряві?
Відповідь. У повній темряві очі кішки не світитимуться. Це пояснюється тим, що во-ни самі не випромінюють світло, а тільки від-бивають ті промені, які в них потрап-ляють. Очі світяться і у інших тварин, але спілкуємося ми найчастіше з кішками, тому багато хто вважає, що це характерно тільки для кішок. До речі, очі кішок, що світяться в темряві, завдали великого збитку "репутації" цих тварин. Упродовж віків чорні кішки вважалися супутниками відьом, а переконання, що очі кішок світяться самі, дожило до наших днів.

Задача 5. Природа забезпечила

полярних ведмедів білим хутром. З одного боку, це добре: дозволяє маскуватися в льодах і снігах. З іншою, - дуже незручно: в полярних областях сонце ледве гріє. Щоб повніше використати сонячне тепло, ведмедеві слід було б мати чорну шкуру, яка поглинає сонячні промені. Як все-таки влаштована шуба ведмедя? Яким чином природа вирішила протиріччя: шуба має бути білою, щоб ведмідь міг маскуватися в льодах, і в той же час має бути чорною, щоб поглинати сонячні промені.

Відповідь. Волоски шуби ведмедя порожнисті, внутрішня поверхня їх шорстка. Видиме світло відбивається нерівностями усередині волосків. Саме тому шкура ведмедя здається оку спостерігача білою. У той же час невидимі (ультрафіолетові і інфрачервоні) промені проходять крізь порожнисті волоски майже без втрат. Під білим волоссям шкура ведмедя має абсолютно чорний колір і добре сприймає енергію сонячних променів, підведених до неї порожнистим волоссям.

Задача 6. Чому при падінні кішка найчастіше приземляється на лапи? Навіть безхвості кішки мають цю здатність. Як пояснити цей факт?

Відповідь. Кішки абсолютно байдужі до висоти, яка

лякає більшість інших тварин (у тому числі і лю-дей). Кішки частенько виживають після таких падінь, які згубили б будь-якого з нас. У них є прекрасний внутрішній "гіроскоп", розташований у внутрішньому вусі. Якщо кішка падає спиною вниз, вона швидко орієнтується в просторі і, зігнувшись, обертається в повітрі лапами вниз, не пролетівши і півтора метрів. Кішка, що падає, притискає лапи і хвіст до тулуба, прискорюючи цим обертання (закон збереження моменту кількості руху). Як тільки вона займе положення лапами вниз, вона їх відводить, обертання припиняється, і кішка пружно приземляється на кінцівці. Ще одно перевага кішки, полягає в тому, що вона уміє згинати лапи, щоб розподілити силу удару по суглобах і м'язах Вже якщо ми позбавлені котячого гіроскопа, то було б незайвим повчитися у кішок згинати ноги, забезпечуючи тим самим велику безпеку при падінні і стрибках.

Задача 7. Тварини часто гинуть під колесами машин вночі, перебігаючи шосе... Виключити такі випадки, побудувавши огорожу на протяжності усього шосе - нереально. Як попередити тварин про машину, що наближається?

Відповідь. Автомобіль може сам вночі попереджати тварин про своє наближення. Для цього використовуються відбивачі світла від фар. Наприклад, прикріплені до придорожніх стовпчиків гладко відполіровані пластинки. Вони відкидатимуть світло від транспорту, що наближається, на узбіччя і узлісся, попереджаючи тварин про небезпеку. Застосування подібних пластинок в Швеції понизило нещасні випадкина шосе приблизно на 60-70%.

Задача 8. Чому великі птахи під час далеких перельотів летять яким-небудь

ладом (клином, косяком), а дрібні - неоформленою зграєю?

Відповідь. При помахах крил великих птахів виникають потужні повітряні потоки, які можуть заважати іншим птахам, що близько летять. Розташовані ладом великі птахи витрачають менше енергії при польоті. Для дрібних птахів цей чинник

не має істотного значення.

Задача 9. Чому гуси і качки ходять, перевалюючись з ноги на ногу?

Відповідь. Анатомічною особливістю гусей і качок, на відміну від інших птахів, являється те, що у них короткі і широко розставлені лапи. Тому, щоб зберегти рівновагу при ходьбі, їм доводиться перевалювати своє тіло так,щоб вертикаль від центру тяжіння тіла проходила через точку опори, тобто через лапу.

Задача 10. У більшості птахів при польоті чутний звук крил. Наприклад, у ворона при польоті чутний скрип пір'я, польоти качок супроводжуються свистом. Проте почути наближення сови абсолютно неможливо, навіть якщо вона пролітає над вами так низько, що її можна схопити рукою. Як вдається сові літати безшумно?

Відповідь. Передній край крил сови забезпечений маленькими зубчиками. Зубці розбивають великі повітряні струмені на безліч дрібних, що приводить до зміни частоти звукових коливань і зміни їх амплітуди. Задній край крил сови теж забезпечений своєрідним глушником - м'якою бахромою, яка знищує повітряні завихорення позаду крил. Пухнасте оперення верхньої поверхні крил, та і усього тіла сови, діє за принципом глушника: м'який пух заглушає звуки, що виникають у польоті.

Задача 11. У болотах і маленьких озерах поблизу аеродромів часто селяться птахи.

Але птахи заважають польотам. Зіткнення літака при зльоті або при посадці погрожує загибеллю не лише птахові, але і машині,

пілотові і пасажирам. Як бути?

Відповідь. Завдання має багато рішень - ось деякі з них.

а) Наприклад, лебеді, після того, як виберуть собі місце для поселення, не допускають до нього інших. Коли ж вони бачать, що улюблений район зайнятий їх родичами,то ніколи не зупиняються близько біля них. Тому робляться бутафорські копії птахів і розташовуються біля аеродрому.

б) Влаштовують "їдальню для птахів" - звалище харчових відходів, відволікаючи їх від аеродрому.

в) Використовують "акустичні страховища" - періодична трансляція записаних на магнітофон пташиних "сигналів лиха". Крики переляку транслюють перед кожним відновленням польотів через гучномовці, встановлені уздовж усієї злітної доріжки. Почувши ці крики, птахи,немов по команді, відлітають на декілька сотень метрів від злітних доріжок або зовсім відлітають з аеродрому; "звикання" до крику у них не спостерігається.

г) На фюзеляжі літаків поміщають зображення добре знайомого птахам збільшеного ока хижого птаха.

Задача 12. Чому стільники бджіл влаштовані у вигляді шестигранників?

Відповідь. Бджоли від природи наділені інстинктом, що дозволяє будувати стільники саме такий, а не іншої форми. Площину можна покрити без проміжків лише наступними фігурами: рівносторонніми трикутниками, квадратами і правильними шестикутниками. Серед цих фігур правильний шестикутник покриває найбільшу площу. Бджоли ж прагнуть будувати як можна більш місткі стільники, щоб запасти більше меду. Тут ні причому ні матеріал (віск), ні тільця бджіл, ні їх зростання. Кут між гранями складає 120° - цим досягається максимальна міцність при мінімальній витраті матеріалу.

Задача 13. У теплий літній вечір можна спостерігати, як над головою однієї людини крутиться ціла хмара комарів, а над другою, що стоїть поряд, - їх немає. Як це можна пояснити? Чому одних людей комарі кусають, а інших ні?

Відповідь. Фізики це пояснюють таким чином: люди випромінюють в навколишній простір неоднакову кількість тепла. Людина, випромінююча більшу кількість тепла, залучатиме до себе більше комарів. Намагаючись відігнати їх, ця людина здійснює м'язову роботу і тим самим ще більше піднімає температуру свого тіла, а отже, ще, більше залучає до себе комарів. Біологи і хіміки стверджують, що комарі наділені незвичайно сильним нюхом і їх притягують певні запахи, але учені ніяк не могли визначити які саме з 300-400 хімічних складів, що виділяються людським тілом, спокушають комарів. Відмітимо, що синтез хімічних елементів, які відлякують комарів і інших комах, припав дуже до речі - при створенні репелентів.

Задача 14. Чому дрібні комахи (наприклад, мурашки), падаючи на землю з великої висоти, залишаються неушкодженими, а великі тварини гинуть?

Відповідь. Тут дві причини. Перша полягає в тому, що коли падає велика тварина, нижні частини його тіла припиняють при ударі свій рух, а верхні ще продовжують рухатися. У результаті нижні частини тіла тварини травмуються частинами, що виявилися згори. У дрібних тварин і комах із-за їх малих розмірів при ударі об перешкоду припиняють рух майже відразу усі частини тіла. Друга причина полягає в тому, що швидкість падіння комах в повітрі набагато нижча падіння великих тварин. Це відбувається через те, що маса тварини прямо пропорційна кубу його лінійних розмірів, а поверхня - квадрату лінійних розмірів. Отже, зі зменшенням розмірів тіла його об'єм спадає значно швидше, ніж поверхня. Опір руху в повітрі залежить від поверхні тіла, що падає. Тому дрібні тварини випробовують більший опір, ніж великі, оскільки у них на одиницю ваги припадає більша поверхня. Комахи, що у результаті падають з висоти, як би парять в повітрі, а удар об землю у них не такий жорсткий, як у великих тварин.

Задача 15. Яким чином п'явки присмоктуються до своєї здобичі?

Відповідь. Розглянемо дію присосків, які мають п'явки, головоногі і інші. Вони є напівкулястими невеликими частинами з липкими краями і сильно розвиненою мускулатурою. Краї їх прилипають до здобичі, або до опори, потім об'єм присоска за допомогою м'язів збільшується, а тиск усередині неї падає, внаслідок цього атмосферний тиск (чи тиск води) сильно притискає присосок до поверхні.

Задачі про рослини

Задача 16. Чому овес в порівнянні з іншими зерновими культурами менше всього схильний до вилягання від сильного вітру?

Відповідь. Колос вівса має можливість обертатися у напрямі вітру, що значно зменшує тиск на нього потоку повітря. Тому стебла цих рослин не ламаються і не вилягають.

Задача 17. Чому квітки рослин, що цвітуть ранньої весни, в основному мають фіолетове і лілове забарвлення?

Відповідь. Це дозволяє їм поглинати більше сонячної енергії. Коефіцієнт поглинання сонячного випромінювання для цих кольорів складає близько 0,8, в той же час, як наприклад, для зеленої поверхні цей коефіцієнт складає приблизно 0,4-0,5.

Задача 18. На жаль, деякі люди не купують ялинку до Нового року, а просто вирубують її в лісі біля шосе. Збитки величезні. Що робити? Не вартувати ж величезні масиви лісу?

Відповідь. Наприклад, в Німеччині розв'язали цю проблему так: дерева біля шосе обприскують спеціальним препаратом, запах якого огидний. Правда, в холодну погоду він не відчувається. А ось в закритому і теплому людському житлі зустрічати Новий рік доведеться в протигазі... Відмітимо, що природний газ (метан) і зріджені гази (пропан-бутан) спочатку не мають запаху, тому будь-який їх витік із закритої системи може бути виявлений тільки спеціальними датчиками. Оскільки такі гази, широко вживані на промислових об'єктах і в побуті, уразі витоку можуть викликати сильні отруєння і створити вибухонебезпечне середовище, виникає потреба оперативного виявлення наявності газу в навколишньому повітрі без застосування спеціальних технічних пристроїв. Цю проблему вирішують шляхом додавання в газ речовин, що мають різко виражений запах. Такі речовини, що надають газу специфічний запах, називають одорантами.

Задача 19. Чому при ручній прополці бур'янів не можна висмикувати їх із землі ривком?

Відповідь. При дії ривком обрив стебел (у зв'язку з їх малою міцністю) відбувається раніше, ніж устигають прийти в рух корені рослин. Після неправильної прополки бур'яни знову швидко відростають з коренів, що залишилися в землі.

Задача 20. Чому крапельки дощу повисають на траві і листі рослин і деякий час не падають вниз? Від чого залежить їх форма?

Відповідь. Це відбувається завдяки молекулярним силам зчеплення. У звичайних земних умовах на змочуваних поверхнях краплі зазвичай розтікаються, а на не змочуваних - набувають форми сплюснутих куль.

Задача 21. Чому так важко витягнути із землі великий буряк, редьку або ріпу?

Відповідь. У рослин, що мають коренеплоди, таких, як морква, буряк, бруква, сила тертя об ґрунт сприяє утриманню їх в ґрунті. Із зростанням коренеплоду тиск навколишньої землі на нього збільшується, а це означає, що сила тертя теж зростає.

Задача 22. Горох, хміль, ліани і інші виткі рослини можуть чіплятися за опори, що знаходяться поблизу, утримуються на них і тягнуться до світла. Чому рослина досить міцно утримується на опорі?

Відповідь. У життя багатьох рослин тертя грає позитивну роль. Між опорою і стеблом виникає досить велике тертя, оскільки стебла багаторазово обвивають опори і дуже щільно прилягають до них..

Задача 23. Чому під час урагану найчастіше ламаються сосни, а

ялини вивертаються з коренем?

Відповідь. Коренева система ялини - поверхнева, у неї добре розвинені поверхневі і бічні корені, стержневий корінь відсутній або його важко виявити. У рослин з поверхневою кореневою системою основні корені ростуть горизонтально. Рослини цієї групи менш стійкі до дії зовнішнього середовища - посухи, не вітростійкі. Для сосни характерна поверхнево-стержнева коренева система - стержневий і бічні корені добре розвинені, причому останні розташовуються в поверхневому горизонті ґрунту. Сосна у зв'язку з цим стійкіша до вітрового навантаження. При дуже сильному вітрі ламається стобур дерева, але корені міцно утримуються в ґрунті.

Задача 24. Чому овочеві культури, що бояться заморозків, краще саджати на ділянках, розташованих у озер, ставків, річок, чим на ділянках, що знаходяться далеко від водойми?

Відповідь. Завдяки значній тепловій інерції водної маси, водойма створює певний мікроклімат прилеглої території, знижує вірогідність ушкодження овочевих культур і зав'язей на плодових деревах при весняних заморозках.

Задача 25. У 1827 році шотландський ботанік Роберт Броун проводив за допомогою мікроскопа дослідження зваженого у воді пилку рослин. Він побачив, що найдрібніші тверді крупинки, які ледве можна було розгледіти в краплі води, безперервно тремтять і пересуваються з місця на місце. Учений встановив, що ці рухи, за його словами, "не пов'язані ні з потоками в рідині, ні з її поступовим випаровуванням, а властиві самим частинкам". Яка істинна причина переміщень пилку?

Відповідь. Пояснити це явище учені не могли впродовж багатьох років. Переміщення часток були абсолютно безладні: замальовки їх положення, зроблені в різні моменти часу (наприклад, кожну хвилину) не давали на перший погляд ніякої можливості знайти в цих рухах яку-небудь закономірність. Приблизно так само повинні переміщатися маленька гілочка або жучок, яких штовхають (чи тягнуть) в різні боки безліч мурашок. Зараз напевно відомо, що цими "мурашками", що штовхають частинки пилку, являються молекули води. Факт існування броунівського руху однозначно доводив молекулярну будову.

Фізика - це наука, яка займається вивченням природи, тобто живого світу який оточує нас, світу нескінченно різноманітного в його формах і проявах. Природа існує реально, незалежно від самої людини і від її свідомості. У природі також існують певні закони, яким підкоряється все у всесвіті, у тому числі і людина, яка є невід'ємною частиною природи. Пізнати закони природи, і використати їх на благо людини основне завдання фізики. На уроках фізики часто доводиться розв'язувати задачі пов'язані з живою природою. Вони наближають "сухі" "книжкові" поняття і знання до дійсного життя. Наведу ще декілька таких задач, які я використовую на уроках фізики основної школи.

Задача 26.

Шуліка - хижий птах з сімейства соколиних.

Відмітні ознаки: короткий, слабкий дзьоб з довгим гачком, дуже довгі і гострі крила, в яких 3 і 4 перо найдовше, вилоподібний хвіст. Літають надзвичайно витривало, але не дуже швидко і довго парять; живляться дрібними тваринами, особливо мишами і жабами, часто переслідують інших хижих птахів, набридаючи ним до тих пір, поки ті не кинуть здобич. Визначити скільки часу прямовисно пікіруватиме шуліка на здобич з висоти 300м і його швидкість у момент торкання землі.

Відповідь: t 7,8 c; υ 76,7м/с.

Задача 27.

Птах гоголь - майстерно пірнає. У воді вона рухається з постійною швидкістю. знайдіть цю швидкість, якщо вона пропливає під водою 800м за 10 хвилин

Відповідь: υ 1,33 м/с

Задача 28.

Чи зможе наздогнати вовк оленя, якщо він біжить із швидкістю 60 км/год, а олень 20 м/с. У кого швидкість більша і в скільки разів?

Відповідь: ні; у оленя в 1,2 рази

Задача 29.

Один лось рухається 5 с із швидкістю 56 км/год, і здійснює переміщення, яке другий за 20 с. Знайдіть швидкість другого лося.

Відповідь: υ 3,9 м/с

Задача 30.

Заєць русак, втікаючи від гонитви, першу половину часу біг із швидкістю 60км/год, другу, - 40км/год. Яка його середня швидкість, якщо гонитва тривала 20 хв.

Відповідь: υ 13,9м/с

Задача 31.

У кого більші лапи, у вовка чи у оленя? Якщо вовк масою 70 кг чинить тиск на землю 32 кПа, а олень масою 150 кг тиск 60 кПа.

Відповідь: у оленя більші

на 0,004 м²

Задача 32.

На землі дуже багато різних видів оленів. Найменший важить до 16 кг, а найбільший до півтони. При цьому копитця маленького мають площу 10 см² а у великого досягають 314 см². Визначте тиск на ґрунт найменшого і найбільшого оленя.

Відповідь: 40 кПа, 39,8 кПа

Задача 33.

На схилі яру завдовжки 5м і глибиною 3м стоїть олень масою 50кг. Яку силу йому потрібно "прикласти" щоб утриматися на схилі? Коефіцієнт тертя 0,2.

Відповідь: 220Н

Задача 34.

З яким прискоренням ковзає при спуску з гори кабан,якщо кут нахилу гори 300 а коефіцієнт тертя 0,2?

Відповідь: 3,3 м/с²

Задача 35.

Олень масою 120кг може розвинути швидкість до 60 км/год. Яка його середня потужність при цьому?

Відповідь: 19,6 кВт

Задача 36.

Яка потужність лося, якщо він йде 2 год і робить 10000 кроків. При цьому за крок він здійснює 4кДж роботи?

Відповідь: 5.5 кВт

Задача 37.

Вовк, при небезпеці, може встрибнути на висоту 1,5м. Яку роботу він вчинить, якщо його маса 100кг?

Відповідь: 1,5 кДж

Задача 38.

Трясогузка - невеликий птах, поширений в європейській частині Росії, - бігає, роблячи раптові зупинки: стрімкий біг - зупинка - знову біг. Поясніть, з точки зору фізики, ці особливості руху.

Задача 39.

Птах-нирок робить собі гнізда з рослин, які "триматися на воді". Яка сила не дає цьому гнізду, в місці з птахом і пташенятами, не потонути?

Задача 40.

Кити, маса яких доходить до декількох тонн, прекрасно пірнають і плавають у воді. Яким чином вони утримуються у воді?

Задача 41.

Як пояснити, що дельфіни можуть розвивати велику швидкість у воді?

Задача 42.

Чим схожі, з точки зору механіки, рух крила ширяючого орла і крила літака?

Задача 43.

Коли мимо пролітає самотній ворон, то чутний шум повітря, що розтинається ним. Як це пояснити?

Задача 44.

Дельфіни "спілкуються" за допомогою

звуку який не чує людина. Як людина змогла почути цей звук?

Задача 45.

Кінь - красива, розумна і сильна тварина. Як кінь"готується" до зими? Навіщо після тривалої прогулянки, спітнілого коня укривають попоною?

За допомогою представлених задач я спробував лише поглянути на питання і проблеми екології крізь призму фізичних знань. Тварини і рослини невід'ємні від довкілля і усі фізіологічні процеси тісно взаємозв'язані з умовами неживої природи, вивченням якої займається фізика і інші науки. Підбірка подібних задач дозволить учителеві ефективніше проводити інтегровані уроки і позакласні заходи за схемами: "фізика біологія","екологія фізика", "хімія фізика" і т. п.

Висновки

Розв'язання проблем охорони природи і раціонального природокористування неможливе без формування високого рівня екологічної культури кожного члена сучасного суспільства, особливо молоді. Тому в умовах державного становлення України одним із пріоритетних завдань національної школи є прищеплення майбутнім господарям країни загальнолюдських цінностей у ставленні до природи, забезпечення їх науковими знаннями про взаємозв'язок природи і суспільства, залучення до активної діяльності з охорони і поліпшення природного довкілля.

Враховуючи те, що шкільний вік - це період активного інтелектуального і соціального розвитку особистості, а молоді властиві підвищена емоційна чутливість, допитливість і активно-дійове ставлення до дійсності, школа стає важливою ланкою в системі неперервної екологічної освіти.

Від того, наскільки глибоко усвідомлять учні потребу дбайливого, бережливого ставлення до природи як національного суспільного багатства, вмітимуть передбачати наслідки своєї поведінки, а також дій інших людей у природі, спиратися на глибоко наукові знання при виборі рішень стосовно природи у процесі своєї трудової діяльності, істотною мірою залежатиме майбутнє людства. Ставлення школяра до природи свідчить про рівень його культури, його позицію як громадянина незалежної України.

Література

1. Асламова Я, Векслярський Р., Комарський К., Пшеничний С. Проблеми та концептуальні ідеї екологічної освіти і виховання в Україні // Ойкумена. - 1994. - №1-2. - С.87-91.

2. Афанасьев В.Г. Проблема целостности в философии и биологии. - М.: Мьюль, 1964.-416 с.

3. Білоус С. Уроки екологічного виховання. // Рідна школа. - 1997 - № 6. - С. 70 - 72.

4. Екологічне виховання учнів: Навчально-метод. посібник для вчителів - Ніжин, 2003.

5. Ясинська А. Психолого-педагогічні умови організації екологічного виховання старших школярів // рідна школа. - 2001. - № 3. - С 13 - 15.

6. Рисунки ru.wikipedia.org

Додаток

Важливим аспектом екологічної освіти школярів при вивченні фізики є показ можливих шляхів виходу з назріваючої екологічної кризи, заснованих на досягненнях у галузі сучасної фізики й техніки: розвиток атомної енергетики, використання відновлюваних джерел енергії, застосування установок магнітогідродинаміки, новітньої вимірювальної апаратури й електронно-обчислювальної техніки, космічних методів контролю за навколишнім середовищем тощо.

Велике значення при вивченні фізики мають уявлення людей про екологічно чисті джерела енергії: річки, вітер, сонячне випромінювання, морські приливи, геотермальні джерела та інше.

В курсі фізики є можливість формувати в школярів екологічно орієнтовані інженерно-конструкторські навички на основі енергозберігаючих винаходів.

Враховуючи це я вважаю проектну діяльність дієвим засобом зацікавлення учнів екологічними проблемами.

Пропоную розробку уроку-захисту проекту «Фізика та екологічні проблеми селища Новоолександрівка».

Урок - захист проекту

Фізика та екологічні проблеми селища Новоолександрівка

Найдорожчий скарб наш - земля.

Від неї сила, від неї життя

Мета: дослідити екологічні проблеми селища Новоолександрівка, розширювати кругозір учнів, формувати соціальну та ПСТ компетентність, виховувати любов до природи, вчити бачити красу рідної природи, цінувати її, берегти.

Обладнання: комп'ютер, таблиці, мапа України, штатив з муфтою та лапкою (2 шт.), пробірки і колби з водою, перманганат калію, мідний купорос, активоване вугілля.

Тип уроку: узагальнення та систематизація знань

Учасники проекту: учні 8 класу

Завдання:

- організація колективного пошуку, спрямованого на розв'язання екологічної ситуації в нашій місцевості;

- інтеграція зусиль для добрих і корисних справ;

- удосконалення організаторських здібностей учнів;

- пропаганда бережливого ставлення до природи;

- формування навичок роботи з фотоапаратом, відеокамерою,

комп'ютером;

Очікувані кінцеві результати реалізації проекту:

- усвідомлення учнями важливості участі в розв'язанні екологічних проблем селища Новоолександрівка;

- розвиток громадянської ініціативи та громадянської відповідальності;

- оволодіння знаннями, вміннями, навичками дослідницької роботи;

- розвиток учнівської активності;

- становлення особистості як активного творця власної життєвої долі;

- формування навчальної, соціальної та ІКТ компетентносте й учнів.

Хід уроку

I. Організаційний момент.

II. Мотивація навчальної діяльності учнів.

- Що потрібно людині для життя?

У процесі обговорення цього питання скласти таблицю:

Що потрібно людині для життя?

Навколишнє середовище - це та частина природи, у якій ми живемо.

Наука, що вивчає навколишнє середовище, його властивості,

способи використання та збереження, називається екологією.

III. Повідомлення теми, мети уроку

Тема нашого проекту: «Фізика та екологічні проблеми селища Новоолександрівка

Мета: дослідження екологічних проблем нашого селища, виявлення причин та чинників забруднення навколишнього середовища, розроблення плану роботи щодо збереження природних ресурсів нашої місцевості.

На основі досліджень, проведених у групах, було виявлено забруднення:

- води;

- повітря;

- ґрунту;

та розглянуті шляхи їх усунення.

Група «Вода» провела дослідження з питань забруднення води річки Хотімельки, ставків, колодязів, водних джерел, питної води з трубопроводу.

Виступ групи «Вода» та перегляд комп'ютерної презентації

Сучасний світ рослин і тварин, сама людина завдячують своїм існуванням воді. Вода настільки міцно увійшла в наше життя, що ми не мислимо своє існування без неї.

- Які водні джерела є в селищі Новоолександрівка?

- Скільки ставків у нашому селищі?

- Скільки колодязів?

- У якому стані знаходяться водні джерела?

Запаси прісної води на Землі постійно зменшуються, бо з кожним роком зростає її споживання. Трапляється, що джерела прісної води забруднюються шкідливими для живих істот речовинами.

Виникає питання: Чим забруднюється вода?

Склад водопровідної води непостійний. На неї впливає склад речовин у природній воді в зоні водозабору, додавання хімічних речовин для очищення води, випадкове потрапляння різних сумішей під час проходження води через водопровідну мережу. Тому пити водопровідну воду небажано. Ступінь можливого використання води для тих чи інших потреб характеризується поняттям «якість води».

Найвищі вимоги висуваються до якості питної води. Питна вода має бути безпечною з епідеміологічного погляду, мати нешкідливий хімічний склад, сприятливі органолептичні властивості й бути радіаційно безпечною для людини.

Важливим критерієм для визначення придатності води для пиття є її мінералізація, тобто кількість солей, розчинених у воді.

Допустимою межею для мінералізації питної води є 1,0 г/дм³. Проте не завжди можливо забезпечити населення водою такої порівняно невисокої мінералізації.

Дослідженнями учнів нашої групи встановлено, що вода річки Хотімельки має збільшену мінералізацію (наявність сухого залишку, сульфатів, хлоридів перевищено у два рази). Виявлені також солі важких металів.

Як поліпшити ситуацію з водними ресурсами?

Екологічно відновлювати водні джерела та поліпшувати якість питної води. Реконструювати комунальні та промислові водоочисні споруди. Як же очищається вода?

Воду беруть з річки насосами. Крізь решітки здійснюється механічне очищення, і вода подається до змішувача, де вона змішується з коагулянтом - сульфатом алюмінію. Далі вона потрапляє до відстійника. Дозрілі пластівці осаду під дією сили тяжіння опускаються на дно. Потім воду фільтрують через пісок, антрацит. Після фільтрування воду необхідно знезаразити. Роблять це за допомогою хлору. Ось тепер вода придатна для пиття, вона подається до водопроводу. Але виявляється, що шкідливі речовини природної та техногенної природи при хлоруванні утворюють токсичні канцерогенні хлорорганічні речовини. Виробництво чистої води виявилося джерелом її небезпечного забруднення. Дезінфекція води хлором, рятуючи людину від смертельної мікробної небезпеки, піддала її хімічній небезпеці, що загрожує віддаленими наслідками.

За останні 20 років технологи винайшли багато прийомів ефективного перечищення води від органічних забруднень на самому початку водоочищення. Можна використовувати озон, алюміній, гідроксохлорид; механічні, технічні та біологічні засоби, опромінення ультрафіолетовим промінням, «сріблення». Стало очевидним, що перехлорування повинне бути замінене передозовуванням, а також застосуванням сучасного гранульованого активованого вугілля на завершальній стадії очищення. На придбання сучасних генераторів озону й комплектуючого устаткування потрібні величезні кошти.

Для водопровідного господарства України, що задихається через відсутність оборотних коштів, а також від власних і чужих боргів, технічна революція в галузі - нездійсненна фантазія.

У наш час очищують не лише питну, а й стічні води, особливо води каналізації, теплоелектростанцій, хімічних підприємств. Адже проблема охорони навколишнього середовища стає дедалі більш актуальною, а одним з головних завдань людства є збереження чистоти водних ресурсів.

Під час проведення уроку учні проводять досліди.

Дослід № 1

Як відрізнити чисту воду від брудної? Цей метод застосовують туристи, якщо необхідно визначити чистоту джерельної води.

Пробірку заповнюємо водопровідною водою, другу - водою з річки Хотімельки. Додаємо в обидві пробірки розчин КМпО₄.

У чистій воді забарвлення залишається рожевим, а в брудній - воно зникне (діють органічні речовини, які в ній містяться).

За результатами дослідження вода з водопроводу чиста, вода з річки Хотімельки - брудна. Вивчаючи питання «Вода», ми обстежували прибережні смуги річки Хотімельки. Нами було встановлено, що прибережна зона завалена побутовим сміттям, що й призвело до забруднення ґрунтових вод. Річка Хотімелька перебуває в жахливому стані.

Забруднену питну воду можна очистити і в домашніх умовах:

1) Кип'ятіння, але знижується вміст у воді корисних солей Мg і Са. Перед кип'ятінням воду обов'язково відстоювати.

2) Механічна фільтрація, але не усуваються бактерії.

3) Сорбція. Переваги - добре очищається від хлоридів та органічних домішок. Недоліки - не видаляються бактерії, низька швидкість. Найкращий сорбент - активоване вугілля від шкаралупи кокосового горіха.

4) Спеціалізовані мембранні технології. Переваги - якість очищення досить висока. Недоліки - зникає багато корисних мікроелементів, мембрана не є перешкодою для бактерій.

Дослід №2

Проведемо дослід «очищення питної води» в домашніх умовах шляхом сорбції. Для цього підфарбуємо водопровідну воду розчином мідного купоросу. Активоване вугілля поглинає і затримує на своїй поверхні багато речовин, які можуть надавати воді каламутного вигляду, неприємного запаху й смаку. Забарвлення зникло, вода у склянці прозора. З цією метою активоване вугілля часто використовують в акваріумах для риб.

Загалом, водойми здатні до самоочищення завдяки тваринам і рослинам, які в них мешкають, але це потребує дуже багато часу. Тому потрібно дбайливо охороняти чистоту водойм. У жодному разі не можна зливати до них відходи лазень, миючі засоби тощо. Стічні води тваринницьких ферм потребують очищення.

Учнями 8 класу в рамках природоохоронної акції «Нове життя джерел» у листопаді 2013 року був проведений екологічний десант по розчищенню русла річки Хотімелька поблизу селища Новоолександрівка від сміття.

Рекомендації:

1) Проводити очищення рік від водоростей та інших рослин.

2) Боротися за припинення скидання відходів промисловості до річок.

3) Поліпшувати системи очищення побутових вод.

4) Раціонально використовувати хімікати в сільському господарстві.

5) Стежити за чистотою власних колодязів та очищувати місцеві джерела. Ми закликаємо:

Бережіть джерельця, люди!

Щоб на світі не сталось біди,

Шануйте природу всюди й завжди!

Група «Повітря» провела дослідження з питань забруднення повітря в нашому селищі.

Виступ групи «Повітря» та перегляд комп'ютерної презентації

Без повітря було б неможливим життя на Землі. Ним дихають живі істоти. Тож недарма говорять: «Потрібний, як повітря!». За добу людина споживає близько 700 г кисню, що входить до складу повітря. Вміст кисню в атмосфері залишається відносно сталим завдяки зеленим рослинам. Вони - виробники життєво необхідного кисню.

- Як зберегти повітря чистим?

- Чим забруднюється повітря в нашому селищі?

Це й відходи промисловості, і продукти згоряння палива, продукти життєдіяльності людини та тварин, інсектициди, теплове забруднення повітря.

Під впливом діяльності людини склад повітря змінюється, погіршується його прозорість, підвищується вміст шкідливих речовин. Найбільшу небезпеку становлять викиди газів двигунами автомобілів і відходи Приколотнянського олійно-екстракційного заводу. Подивимося на димарі підприємств і вихлопні труби автомобілів. У багатьох випадках поблизу труб видно дим. А потім він кудись зникає. Дим розчиняється в повітрі за рахунок дифузії. Димові гази складаються в основному з вуглекислого газу, невеликої кількості оксидів азоту, сірки й великої кількості пари. У цей час загальна кількість викидів газів в атмосферу становить близько 40 млрд.т. на рік. Надлишок вуглекислого газу в атмосфері небезпечний для всього живого на Землі, порушує кругообіг вуглецю в природі, призводить до утворення кислотних дощів, потепління клімату, що пов'язують на сьогодні із поширенням «парникового» ефекту.

Дослідники визначали температуру повітря протягом дня щогодини, виміряли атмосферний тиск уранці, опівдні, ввечері.

Шкідливі прояви дифузії в повітрі ми спостерігаємо і з відкритих люків каналізаційних ям. Тому дослідники нашої групи в рамках природоохоронної акції «Чисте повітря» звернулися з проханням до депутата Новоолександрівської сільської ради надати допомогу з вирішення питання про закриття каналізаційних люків у нашому селищі.

Група «Ґрунт» провела дослідження з питання забруднення ґрунту поблизу селища Новоолександрівка.

Виступ групи «Ґрунт» та перегляд комп 'ютерної презентації

Ґрунти - це тонкий верхній шар земної кори (від десятків сантиметрів до 2-3, а інколи й більше метрів), який виник внаслідок перетворення його організмів під впливом води, повітря і має природну родючість. Ґрунти значно впливають на стан ландшафтів і біосфери в цілому, а через них - на якість середовища, в якому існує людство. Крім того, ґрунтовий покрив є основою сільськогосподарського виробництва.

Ґрунти - багатофункціональні системи, вони виконують функцію середовища існування, акумулятора й джерела речовини та енергії для організмів, проміжного ланцюга між біологічним і геологічним кругообігами.

Це умова нормального функціонування біосфери в цілому тощо. У цьому їхній екологічний потенціал. 5% загального приросту врожаю забезпечують мінеральні добрива. Близько 25% - технології вирощування. Однак їх неправильне використання супроводжується забрудненням природного середовища, накопиченням у підвищених кількостях азоту, фосфору, калію, підкисленням ґрунтового розчину, забрудненням ґрунтових вод у результаті фільтрації добрив (особливо азотних), підвищенням вмісту нітратів, сульфатів, хлоридів у колодязній воді, забрудненням річок внаслідок процесів ерозії тощо, що завдає шкоди здоров'ю людей, тварин, рибному господарству.

Техногенна забрудненість ґрунтів залежить від їхнього типу, кількості надходження промислових відходів, радіонуклідів, пестицидів і мінеральних добрив. Низькобуферні малогумусні дерново-підзолисті ґрунти можуть зазнавати значного впливу забруднюючих речовин. В умовах кислого середовища вони трансформуються в більш рухомі сполуки, мігрують до нижчих шарів і ґрунтових вод. В умовах нейтрального або лужного середовища на високо буферних ґрунтах (чорноземних, темно-каштанових) забруднюючі елементи, як правило, знаходяться в пасивному стані та малодоступній для рослин формі.

Не можна розкидати сміття, особливо скло та поліетилен, бо вони не гниють і не розкладаються, забруднюючи ґрунт - верхній родючий шар землі, де ростуть рослини та живуть тварини. їхнє існування залежить від родючості ґрунту, яка визначається кількістю гумусу - продукту життєдіяльності різних організмів -

Чим забруднюється ґрунт у нашому селі?

Забруднення поверхні землі: сміття, добрива, гербіциди, інсектициди, продукти життєдіяльності людини і тварин.

- Як зменшити вплив життєдіяльності людини на стан ґрунту?

(Елемент дискусії)

1) Використовувати отрутохімікати, дотримуючись інструкції.

2) Використовувати спеціальні прилади для розбризкування

отрутохімікатів.

3) Не розкидати сміття.

4) Спалювати пакети й пластикові пляшки.

5) Зберігати популяцію дощових черв'яків.

V. Підведення підсумків

Дослідженнями учнів доведено, що в селищі Новоолександрівка існують багато екологічних проблем, які нам з вами необхідно вирішувати разом з громадськістю.