Берегите Землю! Физика и экология. Элективный курс для учащихся 9 класса.

10

Элективный курс для учащихся 9 классов

Ольга Владимировна Онькова

Учитель физики высшей квалификационной категории

МКОУ Сокурская СОШ

Пояснительная записка.

Человечество с давних времён волновали такие проблемы, как различного рода открытия, например, в науке, технике, медицине, как отношения с соседями, далёкими и близкими, и наконец, как мир и война. Было время, когда эти проблемы несколько отошли на последний план. Но в последние десятилетия экологические проблемы вновь обратили на себя внимание во всех странах мира. В настоящее время вопросы экологии вышли на первое место по своей общечеловеческой значимости, и уже с самых высоких международных трибун говорят о том, как же сохранить нашу ЗЕМЛЮ зелёной и голубой. И если раньше выживание ассоциировалось прежде всего с предотвращением ядерной войны, то в наше время выжить – это значит суметь не погубить себя своей же собственной деятельностью: не закоптить небо промышленными дымами, не отравить реки отходами, не закопать себя горами мусора.

Поэтому сейчас экологические проблемы требуют самого пристального, самого серьёзного рассмотрения и принятия срочных и радикальных решений. Помимо всего прочего, причинами этого являются также: во-первых, то обстоятельство, что научно-технический прогресс вступил в новую фазу своего развития и хозяйственная деятельность человека привела к нарушению равновесия в природе, к таким экологическим сдвигам, которые могут оказаться необратимыми; и во-вторых, затянувшееся потребительское отношение человека к природе, в результате чего произошло и продолжается истощение природных ресурсов. В связи с этим для решения экологических проблем требуется максимально организованная деятельность людей не только в пределах одной страны, но и всей планеты. Это означает, что экологические проблемы приобрели социально-политическое содержание.

Экологическое образование сможет помочь будущим гражданам и нашей страны, и всей Земли, моделируя, предвидеть последствия влияния человека на окружающую среду, не допустить её разрушения и загрязнения, а в конечном счёте будет формировать общественную активность и гуманистическое сознание нашего подрастающего поколения. Аналогично тому, как сейчас говорят о компьютерной грамотности, можно утверждать, что каждый человек должен быть грамотным и в экологических вопросах.

Школьный курс физики содержит много вопросов, имеющих экологическое содержание. Это и понятно, ведь физики – это наука об основных законах природы. Поэтому, рассмотрение экологических проблем должно проходить как на уроках физики, так и во внеурочное время, в частности – на элективных курсах. Воспитание у обучающихся экологической грамотности является проявлением воспитания гражданственности, патриотизма и доброго отношения к окружающей среде.

Предлагаемый элективный курс предназначен для обучающихся IX классов, которые в старшей школе будут выбирать дальнейший профиль обучения. Данный элективный курс может быть использован как школьный компонент учебного плана.

Целью предлагаемого элективного курса является создание мотивационной и ориентационной основы для осознанного выбора профиля обучения, вполне возможно – естественнонаучного.

Задачи, решаемые данным курсом:

• Углубление знаний об окружающем материальном мире и методах научного познания природы;

• Развитие познавательных интересов обучающихся, их интеллектуальных и творческих способностей в процессе практического применения знаний по физике и экологии;

• Учиться ориентироваться в потоке многообразной информации и, как следствие, самостоятельно приобретать знания;

• Формирование физико-экологического мышления: умение выдвигать гипотезы, проводить моделирование ситуаций, строить умозаключения для их объяснения, проводить эксперименты;

• Осознание возможности сохранения устойчивости окружающей среды, обеспечивающей безопасное развитие жизни на планете Земля с использованием физических знаний;

• Воспитание убеждённости в необходимости познания законов природы, разумного использования достижений науки для дальнейшего развития человеческого общества;

• Формирование понимания того, что человек является частью природы, и изменяя её, человек меняется и сам;

• Подготовка учащихся к выбору профиля дальнейшего обучения, к выбору профессии.

Предполагаемые формы проведения занятий:

• Лекции,

• Практические работы,

• лабораторные работы,

• семинарские занятия,

• диспуты,

• экскурсии,

• проектная деятельность (газета, бюллетень, рефераты, и т.д.),

• групповая и индивидуальная формы занятий.

Виды деятельности учащихся:

• наблюдения, опыты, лабораторные работы;

• поисковая работа,

• творческая деятельность и самостоятельная работа по обработке полученных результатов;

• работа в группах и парах;

• экскурсии.

Ожидаемые результаты

Учащиеся должны

• научиться

• формировать свою позицию относительно выбора профессии;

• строить план проводимых исследований;

• предлагать и проводить наблюдения и эксперименты;

• совместному сотрудничеству;

• понимать:

• как можно применять законы физики для объяснения разнообразных явлений, происходящих в окружающей живой природе;

• как можно использовать полученные знания для решения практических задач повседневной жизни;

• как можно осуществлять самостоятельный поиск информации и применять её для обоснования выводов;

• как можно ориентироваться в многообразии информационного пространства.

Критерии оценивания деятельности обучающихся:

Работа школьников оценивается в баллах за различные виды деятельности: за проведение лабораторных работ; за участие в семинарах, диспутах, проектах; за исследовательские работы по готовым данным; защита проектов; тестирование, выпуск бюллетеней и газет.

Берегите Землю!

(физика и экология)

1. Элементы механики и физические явления вокруг нас.

1. Пространство и время.

Измерение расстояний в природе и размеров малых тел с помощью метра. Эталон метра. Измерение времени: эталон времени, часы, маятник, метроном, стробоскоп, сутки. Временные масштабы явлений природы.

2. Движение и его характеристики.

Траектория движения стрекозы, самолёта, лифта, велосипеда. Движение космических тел и падение метеорита. Тунгусский метеорит. Движение воздушных и водных масс: торнадо, смерчей, цунами. Глобальные экологические катастрофы и человеческие жертвы. Перемещение саранчи и перелёты птиц. Движение по дорогам-серпантинам. Скорости в природе и технике. Перенос загрязнений воздушными и водными путями.

Демонстрации: метр, секундомер, песочные часы, метроном, маятник; траектория движения стрелки часов, лопасти вентилятора, колеса велосипеда; фотографии торнадо, цунами, смерчей, дороги-серпантина, самолёта.

Практические и лабораторные работы: «Измерение размеров малых тел», «Измерение расстояния до труднодоступного предмета», «Измерение скорости движения минутной стрелки часов».

2. Законы динамики в окружающей природе.

1. Законы Ньютона.

Устойчивость почвы на горном склоне. Экологические проблемы, связанные с использованием почвы. Мировой водный океан, мировой воздушный океан, их массы. Экологические проблемы, связанные с влиянием деятельности человека на состояние морских и воздушных масс. Землетрясения.

Инерция в окружающем мире. Силы трения и силы давления, их роль в жизни человека. Предупреждение бытового и производственного травматизма, вредного влияния техногенных и природных факторов окружающей среды, и как следствие – обеспечение безопасности жизнедеятельности человека.

2. Всемирное тяготение.

Движение небесных тел, водных и воздушных масс, полет птиц и самолетов, рост цветов и деревьев. Конструкции мостов, подводных лодок, летательных аппаратов (Икар). Масса атмосферы и масса водорода, уходящего в космос. Искусственные спутники Земли, их использование для глобального изучения влияния деятельности человека.

3. Закон сохранения импульса

Климат Земли ,его устойчивость, система «ветер – морские течения». Строительство каналов и динамика природных явлений (дамба в Финском заливе возле Санкт-Петербурга). Морские приливы – как неиссякаемый источник экологически чистой энергии (приливные электростанции). Реактивное движение, реактивная авиация и наблюдение за загрязнением атмосферы, морей – океанов, лесов, полей и т.д. «Буран», «Шаттл», «Ил-62» и экологически чистое топливо.

4. Вращательное движение.

Движение планет, естественных и искусственных спутников. Воздушные и водные вихри. Сила Кориолиса. Ядерный реактор «Токамак» и движение заряженных частиц в магнитном поле. Андронный коллайдер, моделирование возможных последствий его применения. Экологические роторные двигатели Р. Ванкеля. Инерционные фильтры.

Демонстрации: тело на наклонной плоскости (оползни); реактивное движение; роль смазки в механизмах, фотографии: конструкций мостов, летательных аппаратов, космического пространства, дамбы в Финском заливе, «Бурана», «Шаттла», ядерных реакторов, инерционных фильтров.

Практические и лабораторные работы: «Исследование зависимости силы трения от веса тела и площадей соприкасающихся поверхностей», «Изучение способов изменения давления твёрдого тела на поверхность», «Изучение движения тела по наклонной плоскости».

3. Тепловые явления в окружающей среде.

Строение вещества, молекулы. Агрегатные состояния вещества. Единый мировой воздушный и водный океан. Ветры и течения. Перенос загрязнений воздушными и водными путями. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. Проникновение загрязнителей в вещества, обеспечивающие жизнедеятельность растений, животных, человека.

Конвекция. Роль конвекции в процессах, происходящих в атмосфере и океане. Нарушение конвекции в случае ядерной войны. Влажность воздуха. Парниковый эффект. Самоочищение атмосферы. «Кислотные» дожди. Теплота сгорания топлива. Загрязнение атмосферы продуктами сгорания. Экологически чистое сгорание топлива. Тепловые двигатели и проблема охраны природы.

Демонстрации: три агрегатные состояния воды, диффузия в газах, жидкостях и твердых телах, конвекция в жидкостях и газах, двигатель внутреннего сгорания, конвекция естественная и вынужденная.

Практические и лабораторные работы: «Наблюдение зависимости скорости таяния льда от температуры», «Зависимость скорости протекания диффузии от температуры и от времени»,

4. Механические колебания и волны в окружающем мире.

1. Механические колебания.

Колебательные процессы. Гусли, арфа, гитара – колебания струны. Вибрация труб, колебания нефте- и газопроводов. Колебания поездов, вагонов, автомобилей. Амортизация.

2. Механические волны.

Цунами. Береговой рельеф. Прибрежные сооружения. Изменение стока рек. Загрязнение водных поверхностей и картина волн.

Механические вибрации и их источники. Вибрации в твёрдом теле. Просадка грунта. Оползни.

Шумы, их источники. Звуковые явления. Порог слышимости, использование мощных источников звука в качестве пытки. Акустический фон. Акустические волны в промышленности, здравоохранении. Инфра- и ультразвук. Использование ультразвуковых волн.. Задачи прикладной физики.

Демонстрации: движение математического маятника, движение пружинного маятника, механический резонанс, волны на поверхности, волны в стенах; наблюдение шума.

Практические и лабораторные работы: «Разрушение при сгибании алюминиевого стержня».

5. Электромагнетизм и новые технологии

1. Электростатика.

Электрические заряды. Электростатическое поле. Влияние электростатического поля на организм человека. Роль электростатического поля Земли в процессе самоочищения атмосферы.

2. Электромагнетизм.

Автомобиль с индуктивным приводом. Поезда с линейными двигателями – бесшумный и энергетически эффективный вид транспорта. Успехи и перспективы электрификации и охрана природы. Влияние последствий работы электростанций. Тенденции развития «чистых» способов выработки электроэнергии. Космическая энергетика. Передача энергии и информации без проводов.

6. Свет как электромагнитная волна в жизни человека.

Световые явления в околоземном пространстве: видимая, ультрафиолетовая и инфракрасная часть излучения. Озоновый слой, экологические проблемы его сохранения. Зависимость отражательной способности от вида объекта. Фотосинтез. Солнечное излучение и климат. Цвет неба и чистота воздуха. Объяснение процессов в биосфере на основе физических моделей. Видеоэкология.

Демонстрации: наблюдение рассеяния света; наблюдение зависимости яркости отражения от угла падения на поверхности воды.

7. Ядерное излучение и жизнь на Земле.

Энергия Солнца, термоядерные реакции. Постоянство солнечной энергии – необходимое условие устойчивости жизни на планете Земля.

Действие ядерного излучения на вещество. Прямое и косвенное поражение. Активность. Доза.

Радиоактивный распад и земное тепло. Гипотеза о тепловом потоке земли. Вулканы.

Уран-235. Ядерное и термоядерное оружие. Последствия применения ядерного оружия. Хиросима и Нагасаки. Модели последствия ядерной зимы: «ядерная ночь», «ядерная зима». «Берегите Землю…» - необходимость предотвращения ядерной войны.

Атомные электростанции. Экологические проблемы ядерной энергетики - «Не навреди!». Тримайл-Айленд, Чернобыль – как это было. «Ядерные могильники», захоронение радиоактивных отходов.

Практические и лабораторные работы: определение радиуса кривизны траектории протона в начале и в конце пробега по фотографии»

Примерное тематическое планирование

Литература:

1. Проблемы экологического образования и воспитания в средней школе. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. – Таллин, 1980.

2. Гнедина Т.Е. Физика и творчество в твоей профессии. – М.: Просвещение,1988.

3. Горбатовский В.В., Рыбальский Н.Г. Здоровье человека и окружающая среда. – 1995.

4. Зверев Д.И. Экология в школьном обучении. – М.: Знание, 1980.

5. Голубов И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и её охрана. - М.: Просвещение,1985.

6. Алексеев В.В. Физика и экология. – М.: Знание, 1978.

7. Дежкин В. Беседы об экологии. - М.: Молодая гвардия, 1985.

8. Бугаев А. Экологическое воспитание при изучении звука // Физика в школе. -1987. - №3.

9. Розман Г.А. Беречь природу // Физика в школе. -1995. - №4.

10. Лубинская Т.Н. Физика и экология. // Физика в школе. -2008. - №3.

11. Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся при обучении физике. - М.: Просвещение,1988.