В современной школе на первый план выходит модель развивающего обучения, ориентированная на личность, деятельностный подход, подразумевающий отношение к учащемуся как субъекту учебного процесса. Обществу нужно поколение, которое владеет не только знаниями о природе, а и знаниями о способах различных видов деятельности, имеет опыт творческого созидания.
Цель: экологическое воспитание учащихся
Задачи проекта:
- привлечение внимания учащихся и воспитание личной ответственности за состояние экологии в регионе
- показать влияние уменьшения площади лесного массива, увеличение водного зеркала на снижение выбросов парниковых газов
- выбор стратегии энергосбережения как альтернатива строительству АЭС
- воспитание личной ответственности увеличение выбросов парниковых газов в атмосферу
- научить гибкости в социальных ситуациях, установление высоких стандартов для себя и других, терпимость к различным точкам зрения
- воспитание экологической культуры
Ход занятия
Выступление ведущего.
Масштаб изменений глобального климата за последние десятилетия и роль человека в них являются сейчас одним из самых горячо обсуждаемых научных вопросов. До сих пор нет окончательного понимания, какие изменения климата являются причиной, а какие — следствием, и обо всех ли связях в природе знают ученые. Тем не менее имеющиеся на сегодня климатические данные уже достаточны для того, чтобы утверждать: человек действительно влияет на климат в глобальном масштабе. Изменение глобального климата, в частности, увеличение средних температур, влияет на условия жизни каждого из нас. И каждый из нас, на своем месте, может и должен внести свой вклад в предотвращение развития кризисной экологической ситуации.
Моделирование довольно успешно описывают самые разные палеоклиматические ситуации, про которые у ученых есть данные. Поскольку до сих пор нет полного детального понимания, как различные природные процессы влияют друг на друга, результат такого моделирования нельзя считать абсолютно достоверным. Попробуем и мы обсудить некоторые аспекты этого вопроса, проиграв ситуации, которые выражают мнения некоторых групп учащихся.
Если взять график глобальной температуры за последние 150 лет и проанализировать два переменных природных фактора, оказывающих основное влияние на температуру: солнечную активность и вулканические выбросы в атмосферу, эти данные подать на вход компьютерной программы, то она на их основе построит “минимальную природную модель” , которая как можно ближе описывает наблюдаемый график температур. Какой получится ответ, заранее сказать было сложно. Он мог получиться, например, почти нулевым —никаких внешних сил добавлять не надо. Это означало бы, что солнечная активность и вулканические выбросы через какую-то сложную нелинейную зависимость могли бы породить наблюдающиеся изменения температур. Или внешнее воздействие могло бы получиться большим в течение всего 150-летнего интервала. Это означало бы, что в природе действительно существует какая-то неучтенная ранее сила, которая может быть связана с индустриальной деятельностью человека.
Однако результат оказался иным. Внешняя сила, которая была почти нулевой сто лет назад, росла всё быстрее и быстрее в течение всего XX века, и особенно стремительно — последние сорок лет. В пределах погрешностей это совпадает с ожидаемым влиянием человека на климат, прежде всего через выброс парниковых газов и аэрозолей.
На картах, представленных в приложении 1, показаны изменения температуры земной поверхности по годам, а также график, усредненный по пятилетнему циклу. Графики красноречиво говорят о повышении температурного уровня из года в год.
Сейчас ведущий задаст вопросы, правильный ответ на которые дают 1 минуту для выступления команд в прениях по поводу различных сторон этого потепления. Вопросы касаются нашей школы и прилегающего района.
Чем объяснить увеличение испарения и влажности воздуха при увеличении площади поверхности воды?
Одно дерево за вегетационный период выделяет в атмосферу 25 кг кислорода. Как нам “помогают дышать” 15 деревьев, посажанных на пришкольном участке?
Одно дерево за вегетационный период удерживает 35 кг углекислого газа из атмосферы. Сколько кг этого газа осталось в атмосфере после вырубки 70 деревьев в нашем микрорайоне?
Как создание зеленых уголков в нашей школе вносит свой вклад в уменьшение количества парниковых газов?
Применение каких ламп в нашей школе дает большее энергосбережение: накаливания или дневного света?
Какой чайник вы выберите с открытым или закрытым термоэлементом для лучшего энергосбережения?
Мы увидели, что локальные проблемы существуют, нашли пути их решения. Но действия наши в своей местности неизбежно связаны с глобальными проблемами, и наоборот. Почувствовать себя частью большой экосистемы, увидеть, куда могут привести отдельные непродуманные мероприятия позволит обсуждение проблемы глобального потепления.
Далее выступления спикеров.
Первая группа обосновывает свою точку зрения. Докладывает спикер. Основные тезисы его выступления: глобальное потепление – это хорошо: экономия энергии, меньше траты на одежду, повышение урожайности овощных культур, меньше траты на отопление, человечество может переселяться в более северные районы.
Вопросы членов второй команды к членам первой команды.
Насколько повышение урожайности овощных культур может компенсировать уменьшение посевных площадей?
Все ли культуры повысят урожайность? Не произойдет ли количественное изменение пищевых продуктов, потребляемых населением.
Какие изменения миграции населения произойдут?
Если произойдет повышение уровня Мирового океана, уменьшится количество плодородных почв, значит, придется вырубать тропические леса, что нарушит эту экосистему. Уничтожение тропических дождевых лесов имеет множество последствий, вносящих свой вклад в процесс глобальной деградации окружающей среды. Тропические почвы относятся к т.н. латеритным почвам; образовавшиеся в результате выветривания горных пород, они содержат много железа и алюминия, но бедны биогенными элементами и не отличаются плодородием. Большая часть органического вещества в экосистемах дождевых лесов содержится в тканях живых растений, тогда как в почве органического вещества очень мало. Участки земли, используемые в этих регионах под сельскохозяйственные угодья, обычно сохраняют свою продуктивность лишь несколько лет, и потому сведение тропических лесов с целью расширения площадей для земледелия – крайне нерациональный способ эксплуатации ресурсов этой экосистемы. Как правило, после того как почва на участках, занятых сельскохозяйственными культурами, полностью истощается, приступают к сведению леса на новой территории. На заброшенных же землях растительный покров восстановиться уже не может, а почвы подвергаются усиленной эрозии.
Очень распространена практика сжигания громадной массы растительности, в городе особенно это касается весеннего периода. В настоящее время выжиганию с целью подготовки площадей для ведения сельского хозяйства подвергается ежегодно около 5% земной поверхности. В атмосферу при этом поступает почти 2 млрд. тонн углерода. Меняется качественный состав атмосферы в сторону увеличения парниковых газов.
По мере того как в результате человеческой деятельности погибают тропические леса, исчезает и та гетерогенность среды, которая поддерживает свойственное экосистемам биоразнообразие. Например, если на болотах не будет достаточно пищи для останавливающихся здесь во время перелетов птиц, многие из них погибнут. А поскольку они в свою очередь являются компонентами экосистем, расположенных на противоположных концах их миграционных путей (и удаленных друг от друга порой на тысячи километров), изменение их численности приведет к изменению всей системы.
Леса играют важнейшую роль в поддержании необходимого для жизни состава атмосферы. Растения в ходе фотосинтеза поглощают диоксид углерода и выделяют кислород. Если площадь, занимаемая лесами, существенно сократится, относительное содержание этих газов может претерпеть существенные изменения, что, в свою очередь, будет иметь губительные последствия для жизни на Земле. Сохранение лесов необходимо и для связывания углерода, которое выбрасывается в атмосферу промышленностью.
Вторая группа. Докладывает спикер: глобальное потепление приведет к растапливанию льдов полярных шапок, повышению уровня Мирового океана, затоплению территорий, уменьшению площадей плодородных почв, увеличению испарения, количества и качества облаков, выпадению осадков, смягчению климата, изменение качественного состава атмосферы.
Вопросы членов первой команды к членам второй команды.
Так ли страшно смягчение климата для человечества, животного и растительного мира?
Сахара расширяется и продвигается в южном направлении со скоростью около 5 км в год, превращая в пустыню сотни тысяч квадратных километров саванны. Однако не исключено, что на самом деле опустынивание распространяется не так быстро, как принято считать. Во всяком случае, наблюдения, проводимые с метеорологических спутников, показывают, что южный край Сахары (окаймленный полосой растительности) не просто продвигается на юг, а совершает повторяющиеся перемещения то в одну, то в другую сторону. Подобные перемещения края пустыни в северо-южном направлении, происходящие в течение одного-двух лет, отражают колебания количества осадков, выпадающих здесь за год. Так что может и в этом случае территории будут перемещаться периодически, однако их качественный характер не изменится.
С каких территорий человек вынужден будет уйти, а какие – заселить?
Прибрежные приливо-отливные зоны и пресноводные болота – весьма важные местообитания. Марши, располагающиеся в приливно-отливной зоне, выполняют роль питомника для множества морских организмов. Кроме того, наряду с пресноводными болотами, они служат убежищем для птиц во время их сезонных миграций. Заболоченные участки действуют и как фильтрационные системы, улавливая многие природные и синтетические загрязнители и токсины еще до того, как они попадут непосредственно в водоемы. Исчезнут одни виды животного мира – появится большое количество других.
Как поменяется химический состав суши, моря и атмосферы при потеплении на 1 градус?
Резюме экспертов
- Оценка речи спикера
- Оценка качества вопросов команд
- Оценка качества ответов
Выездной конкурс.
Первая команда выехала в Гренландию.
Ледники Гренландии стали таять быстрее, чем прежде. Ежегодно около 250 миллиардов тонн гренландского льда превращается в воду, которая стекает в Атлантический океан. Оценить масштаб этого явления позволили регулярные наблюдения за массой ледового покрова острова, проводимые с 2002 года при помощи двух искусственных спутников, расстояние между которыми меняется в зависимости от аномалий гравитации.
Примерно 10% всего льда на поверхности нашей планеты сосредоточены в Гренландии. Масса этой ледовой шапки, второй по мощности после Антарктиды, оценивается в 2,5 млн куб. километров. Если весь лед Гренландии растает, это приведет к повышению уровня Мирового океана на 7 метров. В последнее время состояние гренландских ледников стало объектом особого внимания, поскольку стало ясно, что если они начнут быстро таять (а в условиях наблюдаемого потепления климата это становится реальностью), то огромная масса пресной воды, поступившая в северную часть Атлантического океана, может остановить “конвейер Брокера” — глобальный круговорот океанических течений, ответственный за перенос тепла к северо-западным берегам Европы.
На юге острова ледники подтаивают и становятся тоньше, а в центральной более высокой части острова они прирастают, причем в случае потепления климата быстрее, чем раньше, за счет большего количества выпадающего снега. Об этом свидетельствуют, в частности, дистанционные (со спутников) оценки высоты ледового покрова в разных частях Гренландии. Результаты соответствующей работы, соавторами которой являются наши соотечественники Кирилл Хворостовский и Леонид Бобылев из Петербургского Нансен-центра, опубликованы в прошлом году в журнале Science .В центре — там, где ледник растет за счет выпадающего снега, — плотность меньше, чем там, где он сползает в море и, откалываясь, образует айсберги.
С апреля 2002 года по апрель 2006 года Гренландия теряла ежегодно более 200 миллиардов тонн льда. Средняя оценка составила 248 ± 36 км3/год, а если сравнивать данные за апрель 2002 года и апрель 2004 года, то скорость таяния льда увеличилась в два с половиной раза.
Вторая команда выехала в район вечной мерзлоты.
В мае текущего года группа исследователей сообщила о признаках того, что глобальное потепление разрушает вечную мерзлоту. Кейти Уолтер из Университета Аляски сказала на встрече Консорциума арктических исследований США, что нашла участки активного выделения метана в Восточной Сибири. В этих местах метан пузырьками поднимается на поверхность вечной мерзлоты так быстро, что не дает поверхности замерзнуть. Исследователи, недавно возвратившиеся из этого региона, сообщили, что зона вечной мерзлоты, занимающая территорию в миллион квадратных километров - размеры Франции и Германии вместе взятых - впервые с момента своего образования 11000 лет назад, тает. Эта территория, перекрывающая весь заполярный район Западной Сибири, является величайшим в мире замерзшим торфяным болотом, и ученые опасаются, что в процессе своего таяния это болото может высвободить в атмосферу миллиарды тонн метана, дающего "парниковый эффект" газа, который воздействует на атмосферу в 20 раз сильнее, чем углекислый газ. Это тот сценарий, которого так сильно опасаются ученые с тех пор, как на планете впервые были открыты "ловушки углерода", места, которые абсорбируют углерод из атмосферы, но при незначительном увеличении температуры земли могут начать снова выделять его в атмосферу что, в свою очередь, инициирует куда большее повышение глобальных температур.
Это открытие было сделано Сергеем Кирпотиным из Томского государственного университета в Западной Сибири и Юдитой Маркуанд (Judith Marquand) из Оксфордского университета. Сегодня о нем сообщается в журнале "New Scientist".
"Это очень важно, потому что нельзя вернуть назад вечную мерзлоту, когда она растает. Причиной этого является деятельность человека, и она ведет к резкому росту температур даже еще сильнее, чем эмиссии в атмосферу 'парниковых газов'".
Западная Сибирь нагревается быстрее, чем любая другая территория на планете; за прошедшие 40 лет температура там поднялась примерно на 3 градуса. Ученых особенно тревожит вечная мерзлота, потому что в процессе своего таяния она открывает чистую землю, которая прогревается быстрее, чем лед и снег, и тем самым ускоряет таяние вечной мерзлоты.
Западносибирские торфяники могут содержать примерно 70 млрд. т метана, четверть всего метана на нашей планете.
Оценка за выездной конкурс.
Резюме экспертов, оценка обеих команд.
В прошлом месяце некоторые из самых сильных в мире загрязнителей воздуха, включая США и Австралию, объявили о совместном проекте борьбы за снижение эмиссий в атмосферу "парниковых газов" на основе использования новых технологий.
Это соглашение было заключено после того, как на саммите Большой Восьмерки премьер-министр Великобритании Тони Блэр настойчиво призвал президента США Джорджа Буша-младшего согласиться на совместные меры по предотвращению потепления климата, тогда как его самого подвергли острой критике за то, что он не назвал никаких запланированных показателей сокращения эмиссий "парниковых газов". С ростом численности населения растут и потребности в продуктах питания, жилье и прочем, а освоенное пространство ограниченно. В будущем основная активность человека должна распространяться на охрану природы, нашего общего дома. Мы являемся частью огромного мира, но наш вклад в предотвращение выброса парниковых газов не становится от этого менее значимым.
Думай глобально, действуй локально.