Программа предпрофильного курса "Физика и экология"

Пояснительная записка

НТП – это результат использования фундаментальных физических исследований в различных областях нашей жизни. Главное в нашей жизни – решение глобальных экологических проблем: загрязнение атмосферы, почвы; использование новых безопасных материалов; развитие энергетики и создание альтернативных источников энергии; энергосберегающие производства; безотходные технологии и т. п. Возрастающая потребность в обеспечении сверхкомфортных условий жизни усиливает воздействие на окружающую среду, что порождает глобальные ( демографические, сырьевые, энергетические и др.) проблемы.

Цель данного курса: изучение закономерностей отношения человека с окружающей средой.

Основные задачи курса:

1. Приобщение учащихся к физике через осознание практической значимости изучаемого материала;
2. Развитие умения проводить физические эксперименты;
3. Приобретение навыков самостоятельной работы с большим объемом информации;
4. Развитие умения увидеть проблему и наметить пути её решения.

Данный курс будет полезен учащимся для совершения однозначного выбора профиля обучения в старших классах, так как предназначен тем учащимся, которые ориентированы на предметную деятельность в области “Естествознание”

Курс способствует развитию физического мышления, формированию умений

действовать в различных ситуациях.

Интегрированный характер содержания курса предполагает различные виды

и формы деятельности учащихся, поиск способов решения проблемы в результате диалога, самостоятельного добывания знаний из различных источников информации (научная литература, СМИ), выполнение практических работ, выполнение творческих заданий (составление кроссвордов, выпуск стенгазеты), работа с таблицами, их анализ и обобщение. Доля самостоятельности на занятиях должна составлять не менее 70% рабочего времени.

Ожидаемый результат: В результате изучения курса учащиеся имеют возможность научиться осуществлять перенос знаний из одной области знаний в другие, развивают свое физическое мышление, самостоятельно планируют и выполняют физический эксперимент; учащимся прививается умение обращаться с информацией, решение практических задач прикладного характера.

Итогом работы учащихся будут письменные отчеты о выполнении практических работ, устные сообщения учащихся, выпуск газет, выполнение различных творческих заданий.

Подведением общих итогов занятий всей группы станет физический вечер “Физика и экология”, где будут проведены конкурсы творческих проектов, продемонстрированы достижения учащихся.

Программа курса

1. Введение. Физика и экология

Роль физики в оценке влияния хозяйственной деятельности человека на окружающую среду и решение экологических проблем. Значение новых источников энергии и новых материалов.

2. Биосфера

Атмосфера. Состав атмосферы. Физические параметры атмосферы. Значение солнечного и космического излучения для жизни на Земле. Зависимость прозрачности атмосферы от её состава. Роль диффузии. Диапазон изменения температуры и его и влияние на живые организмы. Значение влажности воздуха. Физическая природа парникового эффекта и “озоновых дыр”.

Магнитное поле Земли. Солнечная активность и ионизация атмосферного воздуха. Влияние магнитного поля Земли на биологические объекты. Биологическое действие легких и тяжелых ионов. Приспособление организмов к магнитному полю Земли. Загрязнение атмосферы. Основные загрязняющие вещества. Влияние загрязнения на прозрачность воздуха. ”Озоновые дыры” и фреоны. “Механизмы” усиления и ослабления парникового эффекта. Загрязненность и конденсация пара. Кислотные дожди. Конвекционные потоки в промышленных зонах. Испарение жидкого топлива с поверхности открытых хранилищ. Влияние транспорта на состояние воздушной оболочки Земли. Загрязнение атмосферы при авиаполётах и запусках ИСЗ.

Загрязнение воды. Распространение загрязняющих веществ в воде. Судоходство. Влияние нефтяной плёнки на жизнь в водоёме. Использование законов физики при совершенствовании работы очистных сооружений. Флотация. Электрические методы очистки воды.

Физическое загрязнение окружающей среды. Влияние вибрации на состояние тел. Шумовое и инфразвуковое загрязнение окружающей среды. Звуковой резонанс и биоритмы. Экологическое влияние электро-магнитного излучения. ЛЭП, системы связи. Радиоактивное излучение. Круговорот радиоактивных элементов в природе и его влияние на живые организмы Естественный радиоационный фон и его изменение в результате антропогенного вмешательства. Загрязнение окружающей среды при использовании ядерной энергетики. Экологические последствия взрывов атомных бомб.

3. Энергетика

Тепловой баланс Земли, его влияние на климат. Фотохимические реакции в атмосфере и фотосинтез. Роль зелёных растений в экосистемах. Энергия рек, ветра, морских течений, приливов и отливов. Геотермальная энергия. Экологические проблемы передачи тепла и энергии на расстояние. “ Тепловой мусор”. Экологическое значение повышения К. П. Д. тепловых машин. Экологическая характеристика и перспективность ядерной энергетики.

4. Экология города и жилища

Экологические проблемы урбанизации, влияние на окружающую среду разных видов транспорта. Экологические проблемы, связанные с работой ДВС, ТЭС, ТЭЦ, систем отопления. “Плюсы и минусы” электротранспорта. Экологическое использование поваренной соли и других антигололёдных веществ. Энергосбережение. Роль теплоизоляции. Нагревательные и обогревательные приборы. КПД ламп накаливания. Борьба с электризацией тел в жилых помещениях.

5. Экология сельского хозяйства

Требования к современной агротехнике, переуплотнение почв тяжёлой техникой. Оросительные и осушительные системы. Агротехнические приёмы уменьшения испарения влаги с поверхности почвы. Физическая природа засоления почвы и возможности его устранения.

6. Экология человека

Действие электрического поля на организм человека. Влияние статического электричества и теплового действия электрического тока. Электрическое сопротивление тела человека и его зависимость от состояния организма. Влияние на здоровье громкого звучания аудиомузыкальной техники. Человек- как теплокровный организм, его термодинамические характеристики. Биологическое действие ультра- и рентген- излучения. Особенности действия радиации на живые организмы и защита от неё. Бытовая радиация.

Учебно-тематический план

Практическая часть курса

Практическая работа 1. Измерение температуры воздуха в помещении.

Поставьте два термометра в классе: один на подоконник, другой в углу на пол.

Сравните их показания и сделайте выводы.

Практическая работа 2. Определить загрязнённость окружающего воздуха.

Вариант 1 (с помощью пылесоса)

Тщательно очистите пылесборник, на его дно положите влажную фильтровальную бумагу, после чего включите пылесос. Через 30-35 мин. Выключите его, выньте фильтровальную бумагу, высушите и сравните её (по цвету) с листом чистой бумаги.

Вариант 2

Чистый кусочек ваты смочите водой и протрите им оконное стекло со стороны улицы. Ватка станет грязной. Выдавите капельку воды вместе с грязью на чистый листок фильтровальной бумаги. Затем точно в середину полученного грязного пятна вводите по каплям чистую воду. (Впитается одна капля, капните другую и т.д.) Вскоре по листу бумаги начнёт расплываться красочная “хромограмма”: чем больше примесей, тем она ярче при увеличении диаметра пятна.

Вариант 3

На нижние ветви деревьев вдоль дороги развесьте влажные листочки фильтровальной бумаги. Через 5-6 ч. Снимите их, просушите, а затем исследуйте, помещая в пламя свечи и наблюдая за цветом пламени, попытайтесь выяснить, какие химические элементы преобладают и дают изменение свечения пламени.

Вариант 4

Определите количество пыли, выпавшей около вашего дома.

Приготовьте две одинаковые картонные коробки. Положите в них лист

чистой бумаги гак, чтобы он полностью покрывал дно, и поставьте на 5 сут. с двух сторон дома – рядом с дорогой и во дворе. После этого соберите пыль и сравните ее количество.

Практическая работа 3. Исследование свойств почвы.

Возьмите высокую консервную банку и отрежьте дно вместе с кантом. После этого погрузите банку острым краем в рыхлую почву на газоне, предварительно сняв траву.

В эту банку налейте стакан или полтора воды и заметьте скорость ее просачивания в почву. Повторите тоже самое на плотной почве тропинки.

Сравните скорости просачивания и сделайте выводы о плотности почвы и ее свойствах.

Возьмите образцы почвы в первом и во втором случаях, вдавив банку на определенную глубину. Замерьте размеры образцов и определите объем.

Взвесьте их, вычислите плотность и сравните полученные результаты.

Практическая работа 4. Оцените загрязненность снега в данной местности.

В чистые стеклянные банки наберите снег из различных мест (у дороги, в парке, в поле), и, поставив их в комнате, дождитесь, когда снег растает. Поместите рядом банку с водой из водопроводного крана или колодца. Сравните прозрачность и чистоту воды во всех банках. Сделайте вывод, где вода грязнее всего и почему.

Профильтруйте каждую пробу воды через фильтровальную бумагу, после чего высушите её, не стряхивая с поверхности бумаги осадки.

После высыхания бумаги, рассмотрите внимательно находящиеся на ней частицы.

Сравните осадки от талой воды на листках фильтровальной бумаги. Какова природа осадка? О чём свидетельствует его наличие?

Контроль знаний

Тест по теме: Введение. Организмы и среды их обитания.

1. Экология – наука, изучающая:

а) влияние загрязнений на окружающую среду
б) влияние загрязнений на здоровье человека
в) влияние деятельности человека на окружающую среду
г) взаимоотношения организмов с окружающей средой обитания (в том числе многообразие взаимосвязей их с другими организмами и сообществами)

3. Стадия развития биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится главным (определяющим) фактором развития на нашей планете, называется:

а) техносферой
б) антропосферой
в) ноосферой
г) социосферой

3. Сложная природная система, образованная совместно живущими и связанными друг с другом видами, называется:

а) экосистемой
б) биотопом
в) биоценозом
г) биосферой

4. Экологические факторы, оказывающие наибольшее влияние на численность современных пресмыкающихся

а) абиотические
б) биотические
в) антропогенные
г) абиотические и биотические

5. Строительство плотины можно рассматривать как пример фактора.

а) абиотического
б) биотического
в) антропогенного
г) вообще не экологического

6. Толерантность – это способность организмов:

а) выдерживать изменение условий жизни
б) приспосабливаться к новым условиям жизни в)образовывать локальные формы
г) приспосабливаться к строго определённым условиям

Ответ: 1 – г; 2 – в; 3 – в; 4 – в; 5 – в; 6 – а.

Выберите правильные суждения

1. Экологические факторы могут оказывать как непосредственное, так и косвенное влияние на организмы.
2. Толерантность особи остаётся неизменной в течение всей жизни.
3. Любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на организмы.

Ответ: Правильные суждения: 1 и 3

Литература

1. Рыженков А.П. Физика. Человек. Окружающая среда. Изд. Просвещение. 1996.
2. Ланина И.Я. Не уроком единым...Изд. Просвещение 1991.
3. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике Изд. Просвещение
4. Гальперштейн Л. Занимательная физика. Изд. РОСМЭН 1998.
5. Элыпанский И.И. Законы физики служат людям. Изд. Просвещения.
6. Куприн М.Я. Физика в сельском хозяйстве. Изд. Просвещение 1985.
7. Юфанова И.Л. Занимательные вечера по физике в сельской школе.
8. Физика в школе. Научно-методический журнал №3/1998, №3/2004, №4/2001, №2, №4/2003, №2/1999.
9. Вронский В.А. Прикладная экология. Изд. Феникс, 1996.