Цель:
- Показать прикладное применение электронных. Таблиц.
- Провести анализ данных при помощи моделирования и компьютерного эксперимента.
- Выработать навыки решения задач, используя электронные таблицы.
Тип урока: комбинированный.
Вступление (слайд 1)
На прошлых уроках мы рассматривали, как средствами Microsoft Excel можно решать простейшие вычислительные задачи. Для этого нужно лишь правильно составить формулу, учитывая тип ссылок. На самом деле возможности электронных таблиц выходят за рамки обычных вычислений. С помощью эл. таблиц можно моделировать реальные ситуации и оценивать получающиеся результаты, что позволяет оценить отдачу от будущих проектов, заблаговременно обнаружить подводные камни и предотвратить неправильные шаги.
Наша сегодня с вами цель: посмотреть, как можно использовать электронные таблицы для анализа данных и компьютерного эксперимента (слайд 2).
Рассмотрим несколько задач, проведём анализ и посмотрим какие события нас могут ожидать и как их избежать.
I часть
Развитие природы общества в кризисах (слайд 3).
История развития земного человечества, это история разрешения экологических кризисов, т.е. разрешение противоречия между степенью воздействия человека на природу и её возможностей. Экологические кризисы в истории человечества можно рассмотреть в виде графика. Отложим по оси Х время, по оси Y степень антропогенного воздействия. Точкой отсчёта будет время возникновения предковых форм человека – человека разумного, примерно 3 млн. лет назад. Это первый экологический кризис приведший к появлению предка человека разумного – кризис аридизации. Глобальные климатические изменения на планете того времени привели к разряжению древесной растительности. Кризис разрешился появлением прямоходящих антропоидов.
Путь от антропоидов до появления разумного человека оказался очень долог. Возможности примитивного человека по добыче ресурсов были ограничены. Несмотря на долгую эволюцию (35-50 тыс. лет назад) человек подошёл к кризису ресурсов промысла и собирательства. Возникла необходимость поиска новых источников существования. Преодоление этого кризисного состояния произошло путём применения стихийных биотехнических мероприятий: выжигание растительности, совершенствование орудий охоты, изобретение лука, капкана, сетей.
Применение более современных орудий лова всего через несколько десятков лет (10-50 тыс. лет назад) поставило человечество перед перепромыслом. Число объектов охоты стремительно сокращалось, их смертность превышала рождаемость. Этот период назван кризисом перепромысла или кризисом консументов. Он привёл к сельскохозяйственной революции. Возникает земледелие, активно идёт одомашнивание животных, что является предпосылкой оседлого образа жизни. Человек переходит к производству продовольствия. Как результат рост численности людей и увеличение давления на среду. Этот этап завершается кризисом примитивного поливного земледелия, засолением почв. Это стимулирует переход к развитию неполивного земледелия и как следствие 2-я сельскохозяйственная революция около 2 тыс. лет назад.
Стремительно развивающееся общество приводит к бурному развитию производственных сил. На данном этапе развития ощущается большая потребность в древесине. Массовые вырубки сокращают площадь лесов и как следствие подорожание древесины. Массовое уничтожение и нехватка растительных ресурсов привела к возникновению кризиса продуцентов. Следствие этого промышленная революция произошедшая 150-350 лет назад. Человек переходит на наиболее энергоёмкое топливо: уголь, нефть, газ. Происходит бурный рост и развитие промышленности, возникают сложные промышленные циклы.
Рост продукции создаваемый человечеством и одновременный рост отходов производства столь стремителен, что редуценты не успевают очищать биосферу от антропогенных загрязнений, или вообще не могут этого сделать. Формируется кризис редуцентов.
Наряду с этим возросшее потребление минеральных ресурсов приводит к обеднению их запасов. Возникает кризис минеральных ресурсов. Данная ситуация разрешается с помощью НТР 30-50 лет назад.
Через очень короткое время, почти одновременно наступают ещё два экологических напряжения: термодинамическое и снижение устойчивости экосистемы. Решение первой – не тепловые источники энергии (энергетическая революция). Решение второй – регулируемая ко-революция, как результат революции экологического планирования. Это проблемы современного человечества.
(фрагмент “Энергетическая проблема и снижение устойчивости экосистем” взят из диска 1С: Школа. Экология. 10,11 класс)
Постановка задачи:
Проанализировать и смоделировать ситуацию, которая позволила бы человечеству найти самый оптимальный путь для решения этой задачи с учётом развития техники на данном этапе. Используя таблицы найти оптимальный путь для решения данной проблемы.
II часть
Задание учащимся.
Используя электронные таблицы выполнить задание и сделать анализ получившихся результатов (время выполнения 15-20 мин).
Вариант 1
При делении 0,001 г урана освобождается 7,2*109 Дж энергии. Сколько нужно сжечь каменного угля, природного газа и мазута чтобы получить такое же количество энергии.
(Удельная теплота сгорания каменного угля
2,7*107 
,
удельная теплота сгорания природного газа 4,4*107
,
удельная теплота сгорания мазута 4,2*107 . количество
теплоты рассчитывается по формуле 
)
Составьте таблицу для расчётов и сделайте расчеты по условию задачи.
Вариант 2
Рост всемирных выбросов от разных источников во второй половине 20 века.
В 1950 году количество выбросов углекислого газа(СО2) от переработки нефти составило 750 млн.тонн, от сжигания угля и торфа 300 млн.тонн, природный газ дал 100 млн.тонн, ракетное топливо 50 млн. тонн. В 1960 году количество выбросов углекислого газа от переработки нефти составило 900 млн. тонн. В 1970 году от переработки нефти количество выбросов углекислого газа составило 1500 млн. тонн. В 1980 г. количество выбросов углекислого газа от переработки нефти составило 2200 млн. тонн, а в 1990 г. – 2400млн. тонн.
Уголь дал 800 млн. тонн в 1960г., 1650 млн. тонн. в 1970 г., 1000 млн. тонн в 1980 г. и 700 млн. тонн. в 1990 г. Природный газ в 1960 г. выделил в атмосферу 150 млн. тонн. углекислого газа, в 1970г. -300 млн. тонн., в 1980 г.- 500 млн. тонн., а в 1990 г.- 900 млн. тонн. При использовании ракетного топлива в 1960 г. доля выбросов СО2 составила 100 млн. тонн, в 1970 г. – 50 млн. тонн, в 1980 г. – 100 млн. тонн. и в 1990 г. – 50 млн. тонн.
Постройте электронную таблицу из которой будет видно сколько всего было выбросов СО2 от разных источников в каждое десятилетие. Постройте график роста всемирных выбросов СО2 от разных источников во второй половине 20 века.
Вариант 3
Источники получения энергии.
В 1900 г. добыча угля от всех природных запасов давала 58%, к 1950 г. понизилось до 55%, в 1970 составила 33%, в 1980 г. -32%, а к 1993 году 31%. Добыча нефти составляла в 1990 г всего 2 %, к 1950 выросла до 28%, в 1970 добывали 44%, в 1980 г. – 49% и к 1993 понизилась до 41%.
Дров в 1900 г. заготавливали 42 %, в 1950г. - 6%, в 1970г. - 5%, в 1980г. -2% и в1993г. – 1%. Разработки газовых месторождений в 1950 году дали 9 %, в 1970г. -24%. К 1980 г. выросли до 25%. В 1993 году довели уровень до 27%. Гидравлическая и ядерная энергетика даёт в 1950 г. 5%, в 1970 г. – 6%. В1980 г. уровень поднимается до 7%, а к 1993 г. возрастает до 13%.
Внести данные в электронную таблицу, построить график, сделать анализ полученных результатов.
III часть
Анализ полученных результатов 1 варианта (слайд 4).
Анализ проводится на основе полученных данных. Таблицы и графики, которые должны получиться у школьников выводятся на слайде.
Вопросы для учащихся
Объясните, как получились эти данные?
Что образуется при сгорании топлива?
Что видим из данных?
Каковы последствия использования данных видов
топлива? (анализ данных 1 варианта)
Какой вред наносим природе, используя данные виды топлива? (слайд 5)
С учащимися обсуждаются данные таблицы, вместе делается вывод, что с точки зрения экологии использование данных видов топлива чревато серьёзными последствиями. Качественно изменяется химическое воздействие человека на биосферу вследствие синтеза новых веществ, рассеивание загрязнений на огромные территории, многократно повышается выработка электрической энергии за счёт сжигания горючих ресурсов.
Анализ полученных результатов 2 варианта (слайд 6)
При обсуждении приходим к выводу, что рост выбросов углекислого газа растет, и будет расти. Это ведёт к парниковому эффекту с одной стороны, но с другой стороны природные ресурсы не бесконечны.
Что же происходит в реальности с тепловыми источниками энергии? Посмотрим, как изменилась структура потребления топливно-энергетических ресурсов в мире XX в.
Анализ полученных результатов 3 варианта (слайд 7)
Обсуждение данных:
Что делать?
Где человечество будет брать необходимое
количество энергии?
Выводы:
Альтернатива гидравлическая и ядерная энергетика. Неблагоприятные экологические последствия связаны и с использованием энергии рек. Эти последствия заключаются в отчуждении больших площадей земли (в связи со строительством водохранилищ и образованием вследствие этого болот), гибелью рыбы в результате перекрытия рек и т.д. Остаётся ядерная энергетика.
Что касается ядерной энергетики, то она не сопровождается вышеперечисленными негативными явлениями. Но это вовсе не означает, что АЭС не порождает серьёзных проблем.
В настоящее время квалифицированная критика ядерной энергетики концентрируется вокруг трёх её принципиальных проблем: содействие распространению ядерного оружия, радиоактивные отходы и возможность аварий.
Избежать аварий на атомных электростанциях можно только при жёстком контроле всего цикла производства и соблюдений ТБ.
Историческая справа: сообщение ученика “Авария на Чернобыльской АЭС”
Обсуждение с учащимися как можно решить проблему радиоактивных отходов. Вывод: проблему радиоактивных отходов можно решить с помощью современных наукоёмких технологий.
IV часть
Видеофрагмент “Ядерная зима” приложение 2
Фрагмент взят из диска 1С: школа. Экология, 10,11 класс.
Учитель: Мы видим, что самое опасное это неконтролируемое использование ядерного оружия.
История показывает, что ученые, делая открытия, не задумывались о последствиях. На первых порах экосистемы, благодаря естественным процессам саморегуляции, в основном справлялись с этим воздействиями, но по мере возрастания масштабов и темпов производственной деятельности возможности самовосстановления экосистемы оказались исчерпаемыми. Стали наблюдаться заметные изменения в биологических, химических, физических показателях биосферы.
История влияния человека на биосферу показывает, что технический прогресс постоянно увеличивает возможности воздействия на окружающую среду, создаёт предпосылки для экологических кризисов. В тоже время прогресс расширяет возможности устранения создаваемых человеком ухудшений природной среды
V часть
Подведение итогов: (слайд 9)
С чем работали сегодня на уроке?
Что после сегодняшнего урока знаем и умеем?
Добились ли цели?
В чём заключается ценность?
Вывод: На основе реальной задачи спрогнозировали результат.
Мы убедились, что электронные, таблицы можно использовать не только в математических расчётах, но и в разных сферах деятельности. Моделировать и анализировать поведение объекта, что позволяет просчитать ситуацию и избежать неприятных последствий. Сегодня на уроке мы посмотрели, как с помощью таблиц проанализировать реальную ситуацию и найти пути её решения.
Дома: Где и как ещё можно использовать электронные таблицы. В каких сферах человеческой деятельности применяются электронные таблицы?
Заключение.
Итак, мы видим, что научный прогресс человек использует на благо себе, но за счёт изменения окружающей среды, которое негативно сказывается и на самом человеке, на его здоровье. Так что же нам отказаться от всех достижений цивилизации и технического прогресса?
Ответ учащихся:
Отрицательные последствия технического прогресса следует преодолевать, не отказываясь от технического развития вообще, а путём существующего изменения технологий, приоритетов в экономике и, конечно же, изменений в системе ценностей, культуре современной цивилизации.
А для этого надо искать новые виды топлива, более экологически чистые. А компьютерные технологии помогут человеку в этом. Компьютерное моделирование поможет сделать точные прогнозы и спрогнозировать результат.
Подведение итогов.
При подведении итогов и выставлении оценок учитывается активность ребенка, правильность рассуждений, умение сравнивать, находить ошибки в собственной работе и исправлять их.