Программа спецкурса "Город и мы. Экологические аспекты физики"

Охрана природы – задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятными, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившими трудностями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Данная программа имеет естественно-научную направленность, способствует развитию творческих способностей учащихся полученных на уроках, повышает интерес к изучению физики, биологии, экологии.

Актуальность программы определяется тем, что большая часть населения России живёт в городской среде, но имеет слабое представление о её экологическом качестве и в то же время своими действиями формирует это качество. На урбанизированных территориях происходят коренные изменения состояния окружающей среды. Важнейшие из них связаны с полным уничтожением или кардинальной трансформацией естественных экосистем. Содержание программы в значительной мере ориентированно на развитие прогностического мышления старшеклассников. Тенденции смены естественных природных сообществ урбанизированными территориями – это будущее земной среды. Умение предвидеть экологические последствия этого нарастающего процесса в биосфере стало важнейшей задачей общего экологического образования.

Цель программы: формирование у учащихся знаний, умений и навыков, необходимых при разработке и реализации проекта “Экологические аспекты физики”, разработка физических методов мониторинга окружающей среды, методов расчёта распространения примесей в атмосфере, изучения влияния физических факторов (лазерного излучения, электромагнитного поля) на биологические объекты.

Задачи:

• Формирование у учащихся знаний о том, что экологические проблемы приобрели глобальный мировой характер. Мощное загрязнение всех компонентов биосфер, повреждение озонового слоя атмосферы, усиление парникового эффекта, выпадение кислотных дождей, радиоактивные загрязнения в результате деятельности человека.
• Вооружить учащихся теоретическими знаниями и практическими навыками, необходимыми для создания комфортного состояния среды обитания в зонах трудовой деятельности и отдыха человека.
• Разработка и реализация мер защиты человека и средств обитания от негативных воздействий.
• Прогнозирование развития негативных воздействий и оценки последствий их действия.

Оценку экологического состояния столь крупного и сложного объекта, как Москва, дать затруднительно по следующим причинам:

1. Оценка должна учитывать множество самых разных показателей по всем районам, рекреационным площадям и т.д.;
2. Полученные сведения должны быть систематизированы, сведены в единую легко интерпретируемую систему;
3. Система сбора и обобщения имеющихся данных пока что не имеет единой научной концепции, разрознена и даже не всеми поддерживается.

Социально-экологическая модель Москвы – задача предстоящих исследований.

Данная программа является экспериментальной и отличается от существующих тем, что решение поставленных задач осуществляется в основном практическими методами и приёмами.

В реализации данной программы участвуют дети 13-17 лет.

Программа рассчитана на год обучения, который будет посвящён изучению влияния технологических процессов на окружающую среду и здоровье человека.

Основной формой организации занятий являются сдвоенные урока. Это позволяет лучше организовать самостоятельную творческую работу учащихся со справочной, научной и научно-технической литературой, картами, атласами, схемами, проводить уроки-семинары, сочетать лекции с практическими работами и опытами, организовать учебно-исследовательскую деятельность учащихся.

Кроме того, важной формой занятий являются экскурсии непосредственно в различные типы городских экосистем. Они дают возможность познакомится с живыми объектами, выявить и проследить отдельные связи в экосистеме, выделить и охарактеризовать модельные объекты.

На занятиях кружка осуществляется связь индивидуальной, групповой и коллективной работы, где сочетается добровольность работы с обязательностью её выполнения. Группа состоит из детей разного уровня способностей и развития, то есть осуществляется интегрированный подход в обучении.

Ожидаемый результат:

Учащиеся должны иметь чёткое представление о том, что природные ресурсы не бесконечны и технология производства любой продукции должна удовлетворять такому основному, с экологической точки зрения, требованию, как минимальное потребление материалов и энергии. Они должны хорошо знать законы природы, понимать взаимосвязь природных явлений, уметь предвидеть и оценивать последствия вмешательства в естественное течение различных процессов. Учащиеся должны уметь пользоваться дозиметрическими приборами, составлять схемы об экологическом состоянии территории города Москвы, разработать и защитить проект на поставленную тему.

У них должно быть выработано “экологическое мировоззрение”, т.е. сознание приоритетности решения экологических проблем при осуществлении любых проектов, разработке современных технологий, создания машин и механизмов, при всяком хозяйственном начинании, а так же твёрдое убеждение в том, что без уверенности в безвредности для окружающей среды (или минимальности ущерба) того или иного мероприятия оно не должно реализоваться. Важно укрепить такую жизненную позицию: небрежное, безответственное отношение к природе (включая бытовые “мелочи” - выбрасывание куда попало мусора, вытаптывание травы, отламывание веток и т.п. безнравственно) чувство ценности окружающей нас природы обогащает духовный мир человека, возвышает его моральные принципы.

Поведение итогов реализации образовательной программы состоится на научно-практической конференции, защита проектов.

СОДЕРЖАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ (8ч.)

Современная экология, глобальная экология, или геоэкология – наука о строении, развитии и функциях биосферы, природных систем и влиянии на них деятельности человека. Предметом исследования экологии человека являются все стороны жизнедеятельности человека, вопросы сохранения и развития здоровья людей с учётом взаимосвязи его с окружающей природной и социальной средой. Среди естественных наук экология впервые включила в себя интересы человека и превратилась из чисто естественной биологической в социально-биологическую науку.

Раздел 2. ЧЕЛОВЕК И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА.

ИСТОРИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ (6 ч.)

Многие исследователи факт появления и значительного распространения человека на Земле называют одной из крупнейших экологических катастроф древности. Возникновение и развитие человека происходило в определённой природной среде. Она формировала малые и большие человеческие расы, культурные типы древних людей. Человек – биосоциальное существо. Он вышел из природы, но и остался там. Он рождается, мужает, стареет и умирает по её законам, хотя и видоизменённым социальным условиями жизни. Из природы, или видоизменяя её, человек получает пищу, воду, воздух, всё остальное, необходимое для его жизни. На него действуют космические излучения, солнечный свет, климат, погода. Умирая, человек своим телом входит в природный биологический цикл. Люди преобразуют природу и оказываются под воздействием не только чисто природной среды, но и той, которая создана ими самими. Этот огромный комплекс взаимосвязей человека и окружающей его среды исследует экология человека.

Раздел 3. ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОСТИ (8 ч.)

Загрязнение природной среды и растрата природных ресурсов при производстве оружия и его испытаний. Радиоактивное загрязнение земного шара и отдельных регионов в связи с производством, испытанием и применением ядерного оружия. Естественный радиоактивный фон и его антропогенные изменения. Экологические последствия современных военных действий. Угроза гибели всего человечества в случае ядерного конфликта. Геоэкологические последствия ядерной войны – “ядерная зима” (уничтожение озонового слоя, разрушение благоприятных для жизни экологических условий окружающей среды). Предотвращение ядерной войны – важнейшая глобальная проблема. Парниковый эффект. Причины его возникновения. Необходимость международного сотрудничества по предотвращению антропогенных изменений климата. Экологическая роль озонового слоя в атмосфере. Основные причины нарушения озонового слоя экрана. Экологические последствия разрушения озонового слоя. Кислотные атмосферные осадки. Причины их возникновения. Экологические и экономические последствия выпадения кислотных осадков. Потери от несоблюдения мер охраны природы (уменьшение численности видов, исчезновение экосистемы, увеличение заболеваний людей, истощение природных ресурсов, химическое загрязнение).

Раздел 4. ХИМИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОСФЕРЫ (22 ч.)

Наиболее масштабными и значительными являются химические загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них – газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1\5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и её повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. Всё это влияет на процессы, происходящие в биосфере.

Три источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт.

Источники загрязнений: теплоэлектростанции, металлургические предприятия. Основные вреднее примеси: оксиды азота, соединения фтора, хлора, свинца, пыль, фотохимический туман (смог).

Химическое загрязнение природных вод (нефть и нефтепродукты, тяжёлые металлы, тепловые загрязнения).

Загрязнение почвы. Наиболее опасным загрязнителями почвы относятся ртуть и её соединения, свинец, железо, медь, алюминий и другие металлы. Радиоактивные элементы попадают в почву и накапливаются в ней.

Раздел 5. ШУМ, КАК ЗАГРЯЗНЕНИЕ (26 ч.)

Шум – беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков, способен оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека. Физическая характеристика шума, его частотная характеристика, предельно допустимые уровни шума. Источники шума на транспорте. Патогенез шумовой болезни. Люди, лишённые слуха при прикосновении к источникам, генерирующим звуки, не только ощущают последние, но и могут оценивать звуковые сигналы определённого характера.

Клинические проявления шумовой болезни. Меры по предупреждению вредного воздействия шума.

Раздел 6. ВОЗДЕЙСТВИЕ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ (20 ч.)

Имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на окружающую среду. Наиболее существенные факторы: локальное механическое воздействие на рельеф при строительстве, повреждение особей в технологических системах – при эксплуатации, сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты, изменения характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС, изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека. Пути проникновения радиации в организм человека.

Раздел 7. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА (24 ч.)

Среди основных источников ЭМИ можно перечислить:

• Электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда).
• Линии электропередач (городского освещения, высоковольтные).
• Бытовые электроприборы.
• Теле- и радиостанции (транслирующие антенны).
• Спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны).
• Радары.
• Персональные компьютеры.

Биологическое действие. Электрические и магнитные поля являются сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Санитарные нормы. Допустимые уровни воздействия электрического поля ЛЭП. Рекомендации по защите. Влияние на здоровье человека (на нервную систему, иммунную систему, половую функцию).

Раздел 8. ДОСТИЖЕНИЯ И ПЛАНЫ МОСКОВСКОГО ПРОВИТЕЛЬСТВА ОБ ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (6 ч.)

Система государственных органов наблюдения, контроля, регулирования окружающей природной среды и природопользования в г. Москве включает следующие природоохранительные организации:

• Московский городской комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов (Москомприрода);
• Управление Государственной вневедомственной экспертизы проектов (Мосгосэкпертиза);
• Санитарно-эпидемиологическая служба;
• Московский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (МосЦГМС).

Важный вклад в эту деятельность вносят также:

• Московское городское муниципальное предприятие “Мосводоканал”;
• Московское научно-производидельное объединение “Радон”.

Кроме этого вопросами экологии города Москвы занимаются десятки учебных, научных, научно производственных, производственных, коммерческих и общественных организаций. Москва располагает большим интеллектуальным, научным потенциалом и многочисленными организационными структурами в сфере экологии.

Раздел 9. АНАЛИЗ И ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТОВ. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МАТЕРИАЛА. ПРЕЗЕНТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НА ШКОЛЬНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ (32 ч.)

На школьной научно-практической конференции учащиеся защищают свои проекты по предложенным темам:

1. Химическое загрязнение биосферы.
2. Влияние электромагнитных полей на окружающую среду и здоровье человека.
3. воздействие на окружающую среду транспорта – дорожного комплекса.
4. Влияние технологических процессов на окружающую среду и здоровье человека.
5. Шумы и его влияние на организм.

ПРИМЕРНОЕ ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАНЯТИЙ “ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФИЗИКИ Г. МОСКВЫ”

(4 ч.\нед., 152 ч.\год)

С целью активизации и стабилизации познавательного интереса учащихся к исследованию экологических аспектов физики предполагается сочетание разнообразных форм и методов организации учебной деятельности. Это лекции с элементами самостоятельной работы учащихся, семинары, диспуты, деловые игры, практические работы, конференции.

ФОРМЫ ЗАНЯТИЙ, ПЛАНИРУЕМЫХ ПО КАЖДОЙ ТЕМЕ

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАНЯТИЙ “ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФИЗИКИ Г. МОСКВЫ”

(4 ч.\нед., 152 ч.\год)

УЧЕБНОЕ КИНО И ДИАФИЛЬМЫ

1. Земля только одна.
2. Внимание природа.
3. Охрана воздушного и водного транспорта.
4. Глобальные экологические проблемы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Экология и охрана природы Москвы и Московского региона. Под редакцией В.А. Садовничего, МГУ, 1990 год.
2. Экология, здоровье и природопользование в России. Финансы и статистика, 1995 год.
3. Окружающая среда и человек. 1986 год. Никитин Д.П., Новиков Ю.В.
4. Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС. В.В. Бадев, Ю.А. Егоров, С.В. Казаков, Москва, Энергоатамиздат, 1990 год.
5. Техногенные физические поля. Жигалин А.Д., Природа,1993 год.
6. Город и шум. Карагодина И.Л. природа, 1993 год.
7. Среда нашего обитания. Равель П., Равель Ч., Мир, 1995 год.
8. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Москвы в 1996 году. Прима-пресс, 1997 год.
9. Наука об окружающей среде. Небел Б, 1998 год.
10. Экология. Боголюбов С.А., Знание 1997 год.
11. Профессиональные болезни. Артамонова В.Г., Шаталов Н.Н., Медицина, 1996 год.
12. Шум и шумовая болезнь. Андреева-Галанина Е.Ц., Медицина, 1998 год.