Программа элективного курса "Физика и экология"

Учебные программы по различным предметам обладают большими потенциальными возможностями для экологического образования учащихся. Однако, недостаточно лишь насыщать различный материал экологическим содержанием. Необходимо создавать условия для активного овладения учащимися экологическими знаниями и умениями в процессе их учебной деятельности. Решению этой задачи может способствовать предлагаемая программа элективного курса “Физика и экология”, которая учитывает актуальность экологических понятий в обучении молодого поколения.

Программа предлагаемого элективного курса составлена в соответствии с действующими в настоящее время школьными программами с учетом возрастных особенностей учащихся и задач изучаемого предмета.

Основная цель курса – повышение качества экологического образования учащихся, формирование основных экологических понятий, основ экологической культуры человека.

Учебный материал по физике в старших классах предусматривает более глубокое познание основных понятий законов, закономерностей соответствующей науки, знакомство с процессами, производствами.

Физические знания раскрывают физическую сущность процессов, происходящих в природе в результате хозяйственной деятельности человека.

Экологические знания характеризуют человека и последствия его деятельности и определяют параметры пределов вмешательства человека в ход естественных процессов. В связи с этим учебные задания для старшеклассников являются в большей степени количественными.

При решении их формируются понятия о загрязнителях окружающей среды, сбросах, выбросах, способах выражения их количеств (ПДК, ПДВ), отходах производства, утилизации безотходной и малоотходной технологий, биотехнологий, альтернативных источников энергии и др.

Программа элективного курса профильной подготовки по физике для 10-11 классов рассчитана на 40 часов.

В программу включены учебные задания с экологическим содержанием по разделам физики “Механика”, “Колебания и волны”, “Электромагнитные колебания и волны”, “Молекулярная физика”, “Строение атома и ядра”.

Каждое задание состоит из трех взаимосвязанных учебных задач. Причем задания могут быть использованы как для диагностики имеющихся у учащихся экологических знаний и умений, так и для их формирования. В зависимости от поставленной цели первая задача формулируется либо как вопрос, требующий от учащегося воспроизведения содержания какого-либо понятия, либо в ее формулировке может быть раскрыто содержание этого понятия.

Вторая задача направлена на формирование умения использовать данное понятие в конкретной ситуации.

Третья задача, как правило, носит развивающий характер. При ее решении учащемуся приходится обобщать имеющиеся у него знания, осуществлять их перенос в новые области, применять их в новых нестандартных ситуациях.

В программу включен лабораторный практикум. Лабораторный практикум составлен исходя из целей, стоящих перед экологическим образованием – необходимости формирования у учащихся:

1. Целостной картины взаимодействия человека и окружающей среды;
2. Знаний об экологических проблемах региона;
3. Умения самостоятельно оценивать экологические ситуации и принимать правильное решение;
4. Развития лабораторно-практических навыков и умений.

Полевой экологический практикум предполагает формирование практических умений, позволяющих учащимся внести свой реальный вклад в сбережение природы своей местности, способствует развитию экологической культуры, умению обобщать и анализировать полученные показатели для экологического прогнозирования состояния окружающей среды и принятию решений по её сохранению и восстановлению.

Дидактические, ролевые, деловые экологические игры способствуют формированию экологических знаний при изучении предметов естественнонаучного цикла.

Применение их на занятиях позволит в активной форме провести проверку уровня усвоения экологических знаний, а также обеспечат путь получения учащимися новых знаний.

Основная цель курса: Повышение качества экологического образования учащихся, формирование основных экологических понятий, основ экологической культуры человека.

Цели курса:

• Формирование у учащихся целостной картины взаимодействия человека и окружающей среды;
• Развитие устойчивого познавательного интереса к идеям современной физики при объяснении процессов и явлений в окружающем мире;
• Формирование у учащихся знаний об экологических проблемах региона;
• Формирование умения самостоятельно оценивать экологические ситуации и принимать правильное решение;
• Выявление способностей учащихся к целенаправленной работе и с информацией и техническими средствами обучения;
• Формирование коммуникативных способностей учащихся, умения работать в группах и парах сменного состава;
• Развитие способности к созидательной деятельности, толерантности, терпимости к чужому мнению, умения вести диалог, выступать перед коллективом.
• Содействие выбору профессии естественнонаучного цикла;
• Формирование развития лабораторно-практических навыков и умений.

Программа

1. Механика

Давление. Гидравлический пресс. Плавание тел.

Сила тяжести. Сила трения. Движение тел под действием силы тяжести (тело движется по вертикали. Движение тела под действием силы тяжести (начальная скорость тела направлена под углом к горизонту);

Инертность тел. Масса. Движение тел по окружности;

Закон сохранения импульса. Реактивное движение;

Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии;

Движение жидкости (и газов) по трубам. Закон Бернулли;

Колебания и волны.

2. Молекулярная физика

Основные положения молекулярно-кинетической теории.

Диффузия. Осмос;

Атмосфера. Атмосферное давление;

Распределение молекул в силовом поле;

Газы в состоянии теплового равновесия;

Уравнение состояния идеального газа;

Насыщенные и ненасыщенные пары;

Влажность воздуха;

Смачиваемость. Капиллярные явления. Твердые тела. Кристаллы. Получение кристаллов;

Создание материалов с заданными техническими свойствами.

3. Основы термодинамики

Внутренняя энергия. Теплопередача. Энергия топлива;

Источники энергии;

Агрегатные состояния вещества. Теплопроводность;

Поглощение энергии при испарении жидкости, выделении её при конденсации. Термодинамический метод. Внутренняя энергия и работа в термодинамике;

Первый закон термодинамики. Теплообмен. Количество теплоты. Необратимость тепловых процессов;

Второй закон термодинамики и его статистический смысл;

Тепловые двигатели. Двигатель внутреннего сгорания. Принцип действия тепловых двигателей. К.П.Д. тепловых двигателей;

Тепловые двигатели и охрана природы;

4. Электродинамика

Источники электрического тока;

Электрические цепи;

Электрическое поле

Магнитное поле тока

5. Электромагнитные колебания и волны

Энергетика. Генерирование электроэнергия. Трансформатор. Производство электроэнергии;

Использование электроэнергии. Передача электроэнергии и успехи электрификации СНГ;

Музыкальные звуки и шумы;

Распространение радиоволн. Радиолокация;

Спектральный анализ. Инфракрасное и ультрафиолетовое облучение;

Химическое действие света.

6. Строение атома и ядра

Радиоактивные превращения;

Закон радиоактивного распада;

Изотопы;

Применение ядерной энергетики;

Биологическое действие радиоактивных излучений.

Учебно-тематический план

Календарно-тематический план

1. Механика (7 часов)

1/1. Давление. Гидравлический пресс. Плавание тел.

2/2. Сила трения. Сила тяжести. Движение тел под действием силы тяжести (тело движется по вертикали). Движение тела под действием силы тяжести (начальная скорость тела направлена под углом к горизонту). Инертность тел. Масса.

3/3. Движение тел по окружности.

4/4. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

5/5. Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии.

6/6. Движение жидкости (и газов) по трубам. Закон Бернулли.

7/7. Колебания и волны

2. Молекулярная физика (8 часов)

8/1. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Диффузия. Осмос.

9/2. Атмосфера. Атмосферное давление.

10/3. Распределение молекул в силовом поле Газы в состоянии теплового равновесия.

11/4. Уравнение состояния идеального газа.

12/5. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха.

13/6. Смачиваемость. Капиллярные явления.

14/7. Твердые тела. Кристаллы. Получение кристаллов.

15/8. Создание материалов с заданными техническими свойствами.

3. Основы термодинамики (8 часов)

16/1. Внутренняя энергия. Теплопередача. Энергия топлива. Источники энергии.

17/2. Лабораторная работа “Знакомство с альтернативными источниками энергии”.

18/3. Агрегатные состояния вещества. Теплопроводность. Поглощение энергии при испарении жидкости, выделение её при конденсации. Термодинамический метод. Внутренняя энергия и работа в термодинамике.

19/4. Первый закон термодинамики. Теплообмен. Количество теплоты. Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики и его статистический смысл.

20/5. Лабораторная работа “Изучение нагревания воды в открытом и закрытом сосудах”.

21/6. Лабораторная работа “Изучение нагревания воды в сосудах, имеющих различный контакт с нагревателем”.

22/7. Тепловые двигатели. Двигатель внутреннего сгорания. Принцип действия тепловых двигателей. К.П.Д. тепловых двигателей.

23/8. Конференция “Тепловые двигатели и охрана природы”.

4. Электродинамика (4 часа)

24/1. Источники электрического тока (рефераты).

25/2. Лабораторная работа “Электрические цепи”.

26/3. Электрическое поле. Магнитное поле тока.

27/4. Лабораторная работа “Очистка промышленных стоков электрическим током”.

5. Электромагнитные колебания и волны (7 часов)

28/1. Энергетика. Генерирование электроэнергии. Трансформатор. Производство электроэнергии. Использование электроэнергии. Передача электроэнергии и успехи электрификации СНГ. (Рефераты).

29/2. Музыкальные звуки и шумы. Распространение радиоволн. Радиолокация.

30,31/3,4. Деловая игра “Радиофобия или радиоэкология? Энергетика: Вчера, сегодня, завтра”.

32/5. Полевой экологический практикум “Шумовое загрязнение территории”.

33/6. Спектральный анализ. Инфракрасное и ультрафиолетовое облучение.

34/7. Химическое действие света.

6. Строение атома ядра (4 часа)

35/1. Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада. Изотопы.

36/2. Лабораторная работа “Определение естественной радиоактивности”.

37/3. Применение ядерной энергетики.

38/4. Биологическое действие радиоактивных излучений.

39,40/5,6. Деловая игра “Экология и мы”.

Приложение

Литература:

1. В.Г. Разумовская, А.Т. Глазунов “Физика и научно-технический прогресс” Москва. 1980г.
2. А.В. Усова, В.В. Завьялов “Учебные конференции и семинары по физике в средней школе” Москва. Просвещение. 1975г.
3. Л.Н. Брянский, А.С. Дойников “Краткий справочник метролога” Москва. 1991г.
4. В.М. Варикаш, Б.А. Кимбар, И.М. Варикаш “Физика в живой природе” Минск. 1984г.
5. М. Джермен “Количественная биология в задачах и примерах” Москва. 1972г.
6. В.А. Титов “Проблемы современной биофизики” Москва. “Знание”. 1974г.
7. Г.А. Фадеева, В.А. Попова “Физика и экология” Волгоград. 2004г.
8. Л.М. Игольницына “Сборник экологических заданий, деловых игр, лабораторный и полевой экопрактикумы” Иркутск. 1997г.
9. Н.Н. Верзилин и др. “Биосфера, ее настоящее, прошлое и будущее” Пособие для учителя. Москва. Просвещение.1976г.
10. В.В. Дежкин “Беседы об экологии” 2 издание. Москва. Молодая гвардия.1989г.
11. А.Н. Захлебный, Н.Т. Суравегина “Экологическое образование школьников во внеклассной работе” Пособие для учителя. Москва. Просвещение. 1984г.
12. Л.А. Ильин “Основы защиты организма от воздействия радиоактивных веществ” Москва. Атомиздат.1987г.
13. А.П. Рыженков “Физика. Человек. Окружающая среда” Москва. Просвещение. 1996г.