Программа элективного курса "Физика и экология"

Не привыкайте к чудесам,-
Дивитесь им, дивитесь!
Не привыкайте к небесам,
Глазами к ним тянитесь.
Приглядывайтесь к облакам,
Прислушивайтесь к птицам,
Прикладывайтесь к родникам,-
Ничто не повторится.
За мигом миг, за шагом шаг
Впадайте в изумленье.
Все будет так - и все не так
Через одно мгновенье.
В.Шефнер.

Лет 10-15 назад слово "экология" употреблялось не часто. А теперь его знают все. И хотя перед человечеством стоит множество нерешенных проблем, экологические - одни из важнейших. Ежедневно мы слышим предостережения об экологической опасности и призывы к спасению и защите природы. Но они останутся словами, если каждый человек не осознает главного: человечество стоит на пороге экологической катастрофы. Здесь нет преувеличения. Вдумайтесь в цифры: наша огромная и, как мы привыкли думать, более или менее развитая страна занимает 45-е место в мире по продолжительности жизни, 36-е место по уровню детской смертности и первые места по загрязнению атмосферы, водоемов, содержанию вредных химических веществ в почве и продуктах сельского хозяйства. Все чаще в питьевой воде и пищевых продуктах обнаруживаются вредные для здоровья примеси: остатки лекарственных препаратов и гормонов, тяжелые металлы, пестициды.

Около 20% населения нашей страны проживает в зонах экологического бедствия, а еще 35-40% - в экологически неблагополучных условиях. Отравленные атмосфера, вода, воздух, продукты оборачиваются утратой здоровья людей.

Жизнь на земле зависит от состояния атмосферы. Воздух необходим всем аэробным организмам. Когда хотят подчеркнуть необходимость чего-либо, говорят: "нужен, как воздух". Если без пищи человек может прожить несколько недель, без воды - несколько суток, то смерть от удушья наступает через 4-5 минут. Кроме того, атмосфера защищает живые организмы от вредного воздействия космических излучений и резких колебаний температуры.

Воспитание человека, способного жить в гармонии с природой, - важнейшая задача школы. Учащиеся должны осознать мысль о том, что законы природы познаются не только с целью их применения на благо людей, но и для того, чтобы человек не нарушал гармонии окружающего его мира.

Объем спецкурса составляет 26 часов. Из них:

1. Лекционных - 10 часов;
2. Семинарских занятий - 10 часов;
3. Практических занятий - 3 часа;
4. Резервное время - 3 часа.

В объеме спецкурса 3 конференции: каждая по 2 часа.

Программа курса охватывает три темы: тепловые двигатели и экология; электричество и экология; вода и экология.

Курс построен с опорой на знания и умения учащихся, приобретенные при изучении физики, дает возможность более глубоко проникнуть в проблемы экологии.

Основные цели курса:

• сформировать у детей ответственное отношение к окружающей среде,
• воспитать личность, готовую к практической деятельности, к пропаганде экологических идей, к защите и улучшению окружающей среды;
• развивать познавательную активность и самостоятельность, стремление к саморазвитию и самосовершенствованию.

Задачи данного курса:

• Создание условий по самоопределению учащихся при выборе профиля;
• Привлечение внимания учащихся к проблеме загрязнения атмосферы;
• Реализация межпредметных экологических связей;
• Формирование активной позиции школьников по вопросам защиты окружающей среды;
• Выявление путей решения проблемы;
• Формирование навыков исследовательской работы.

Основное содержание курса.

Введение (3 ч.).

По - гречески "экос" - дом, "логос" - наука. Экология - наука о доме, о месте жительства. Дом этот очень большой: вся Земля является домом для существ, на ней живущих. Глобальные проблемы экологии:

1. Истощение природных ресурсов;
2. Глобальное потепление климата (парниковый эффект);
3. Истончение озонового слоя;
4. Проблема чистой пресной воды;
5. Кислотные осадки;
6. Экологическая катастрофа мирового океана;
7. Проблема утилизации отходов; и т.д.

Тепловые двигатели и экология (8 ч).

Тепловой двигатель. Двигатель внутреннего сгорания. Бензиновые двигатели. Дизельные двигатели. Газовая турбина. Паровая турбина. Автомобили и экология.

Электричество и экология (6 ч).

Приручение энергии. Виды электростанций: ГЭС, АЭС, ВЭС, ПЭС, ТЭС, ТЭЦ и т.д. Линия электропередачи. Электродвигатель. Электрические сети и системы. Новые источники энергии. Альтернативные источники энергии. Электричество и экология.

Вода и экология (6 ч).

Проблема чистой пресной воды. Вода - основа всех жизненных процессов. Вода - единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Вода - самое распространенное на Земле вещество. Вода - термостабилизатор и терморегулятор. Вода - реагент. Байкал -самый большой (содержит 1/5 часть всех мировых запасов пресных вод) и самый чистый водоем не только в России, но и на Земле.

Резервное время (3 ч).

Тематическое поурочное планирование.

I. Введение (3 ч).

Экология - как наука - 1 ч.

Связь физики с экологией - 1ч.

Глобальные проблемы экологии - 1 ч.

II. Тепловые двигатели и экология (8 ч.)

4/1. Тепловой двигатель - 1ч.

5/2. Двигатель внутреннего сгорания - 1ч.

6/3. Бензиновые и дизельные двигатели - 1ч.

7/4. Газовая и паровая турбины - 1ч.

8,9/5,6. История автомобилестроения - 2ч.

10,11/7,8. Автомобиль и экология. - 2ч. - конференция.

III. Электричество и экология (6ч).

12/1. Приручение энергии. Виды электростанций. - 1ч.

13/2. Электродвигатель. Электрические сети и системы. - 1ч.

14/3. Новые источники энергии. - 1ч.

15/4. Альтернативные источники энергии. - 1ч.

16,17/5,6. Электричество и экология - 2ч. - конференция.

IV. Вода и экология ( 6ч).

18/1. Проблема чистой пресной воды. - 1ч.

19/2. Вода - основа всех жизненных процессов. Вода - единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Вода - самое распространенное на Земле вещество. - 1ч.

20/3. Вода - термостабилизатор и терморегулятор. Вода - реагент. - 1ч.

21/4. Байкал - самый большой (содержит 1/5 часть всех мировых запасов пресных вод) и самый чистый водоем не только в России, но и на Земле. - 1ч.

22,23/5,6. Вода и экология. - 2ч. - конференция.

V. Резервное время (3ч).

Примерные темы рефератов

1. Электрификация и охрана природы.
2. Экологическое состояние нашей планеты.
3. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.
4. Экологически чистые источники энергии - энергия Солнца, ветра, геотермальная энергия, энергия приливов и т.д.
5. Загрязнение атмосферы и природных вод.
6. Акустическое загрязнение окружающей среды.
7. Электромагнитное загрязнение окружающей среды.
8. Физические принципы действия очистных сооружений.
9. Транспорт и окружающая среда.
10. АЭС и экология.
11. Уникальное явление природы - Байкал.
12. Экологические проблемы озера Байкал, в связи потока туристов в летнее время. И т.д.

Темы практических работ

1. Физические методы очистки воды. Местные источники загрязнения: несанкционированная свалка мусора на территории населенного пункта д.Алагуй, вблизи источника воды - речки; загрязнение в местах купания детей - пляжи. Очистные сооружения. Проблема очистки сточных вод.

Шум и борьба с ними.

2. Роль зеленых насаждений, работа с шумометром, использование таблицы допустимых норм шума (определить источник шума в классе, в своем доме, на улице).

Можно предложить следующий ход работы: выбрать участок дороги (можно вблизи своего дома) и подсчитать количество проехавших через него автомобилей в течение определенного времени.

С помощью шумомера апределить шумовой показатель каждого вида транспорта возле дома. Затем вычислить общее шумовое загрязнение.

Сделать выводы и внести свои предложения по уменьшению шумового загрязнения.

3. Борьба за чистоту воздуха. Источники загрязнения. Системы контроля воздуха. Физико-химические способы уменьшения вредных выбросов.

Набор дидактических материалов

Предложите несколько альтернативных видов энергетических установок. Ответ поясните характеристиками и по возможности с иллюстрациями.

Предложите несколько проектов экологически чистых энергетических установок, работающих на возобновимых источниках энергии. Ответ поясните рисунками.

Почему ветровые и солнечные электростанции не получили широкого распространения не только в нашей стране, но и во всем мире?

Ответ. Ветровые и солнечные электростанции маломощны и работают нестабильно, зависят от силы ветра, солнечные "работают" только в солнечную погоду.

Каковы экологически нежелательные факторы ГЭС?

Ответ. Уже на стадии возведения гидротехнических сооружений загрязняется место строительства; затопление огромных территорий под водохранилища; местное повышение воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию местности, эрозии берегов и возникновению оползней; изменяется микроклимат, как следствие, изменяются условия существования флоры и фауны; вода в хранилищах застаивается, ее течение замедляется, что приводит к замедлению водообмена и ухудшению самоочищения, а также сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки.

Почему заводские трубы делают как можно более высокими?

Ответ. Чтобы выбросы не конденсировались вблизи поверхности земли, отравляя воздух.

Почему атомные и тепловые электростанции нельзя размещать вблизи друг от друга?

Ответ. Образуются кислотные дожди при взаимодействии водяного пара, выделяемого АЭС с выбросами в атмосферу тепловых станций.

Влажность воздуха в комнате составляет 50% - 70%, а температура 18⁰. найдите количество водяного пара, содержащегося в комнате, если его размеры составляют 5 х 4 х 2,8.

И т.д.

Темы компьютерных презентаций

1. Автомобиль и экология.
2. Виды электростанций.
3. Новые источники энергии.
4. Альтернативные источники энергии.
5. Славное море - священный Байкал.

Литература.

1. Газета "Физика", журналы "Физика в школе", "Квант"
2. Из материалов фестиваля педагогических идей "Открытый урок".
3. Энциклопедия для детей. Аванта +. Техника.
4. Энциклопедия для детей. Аванта +. Экология.
5. Физика и экология. 7-11 классы. Сост. Г.А.Фадеева, В.А.Попова. Волгоград: Учитель, 2005.
6. В.М.Боярский. География Иркутской области. Иркутск. 2000.
7. О.Гусев. На очарованном берегу. М. "Советская Россия". 1990.
8. Журналы. Время странствий. 2004.
9. Материалы Международной образовательной программы SPARE.