ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.

        Концепция модернизации российского образования предусматривает переход на старшей ступени общего образования к профильному обучению. Согласно Концепции профильного обучения значительную роль в развитии учащихся играют элективные курсы, выбираемые самими учащимися.

        Экология как наука, сфера человеческой деятельности и область образования имеет высокую социальную значимость. Между тем в Федеральном базисном учебном плане среди предметов, обязательных для изучения, она не представлена. Благодаря практической направленности, своему интегральному содержанию, высокой мировоззренческой значимости элективный курс экологической направленности может быть широко востребован учащимися, занимающимися по разным профилям.

        Концепция представляемой программы состоит в том, что в ее содержании предусмотрена реальная практико - ориентированная деятельность учащихся по экологической оценке окружающей среды, предоставляющая широкие возможности для самообразования учащихся, выполнения ими социально значимых проектов и реального улучшения экологического состояния своего окружения.

        Эта деятельность будет способствовать социализации школьников, становлению их гражданственности и активной жизненной позиции.

Блочно- модульное построение учебной программы, разнообразие заданий внутри каждой темы, их различная направленность и разный уровень трудности позволяют каждому ученику реализовать свое право выбора заданий, соответствующих их возможностям и способностям, развивать в зоне ближайшего развития и взять ответственность за создание своего индивидуального учебного плана.

        Цель курса.

Цель курса: в процессе окружения ближайшего окружения способствовать формированию у учащихся ответственного, экологически грамотного поведения в природе и общества  как социально и личностно значимого компонента образованности человека.

        Задачи курса.

1. освоение учащимися способов и методов оценки экологического состояния окружающей среды и ее отдельных компонентов;
2. раскрытие и углубление ведущих экологических понятий;
3. усвоение идей Концепции устойчивого развития природы и общества;
4. выработка на этой основе экологически грамотного поведения учащихся;
5. создание условий для творческой самореализации и саморазвития школьников.

Планируемые результаты.

Создать программу элективного курса для предпрофильной подготовки учащихся 9 класса, дидактическое и методическое обеспечение к ней. Формы и методы работы должны располагать к самостоятельному поиску и повышать интерес к изучению физики, развивать интуицию, без которой немыслимо творчество.

В качестве основного образовательного результата выступает развитие экологической культуры учащихся - личностного образования, становление которого предполагает:

6. формирование системы базисных ценностей (жизнь, здоровье, человек, сохранение биологического разнообразия, культурного наследия и др.);
7. осознание и усвоение экологических знаний на уровне фактов, понятий, теорий и законов, идей экологии и экологического образования и их взаимодействие с физикой;
8. умение оперировать этими знаниями для становления собственной картины мира, теоретического и практического освоения действительности;
9. развитие экологического сознания ( системы представлений о мире, для которого характерны  ориентированность на экологическую целесообразность, отсутствие противостановления человека и природы, восприятие природных объектов как партнеров по взаимодействию с человеком, баланс прагматического и непрагматического взаимодействия с природой);
10. развитие экологического мышления, предполагающего способность к установлению причинно- следственных связей, системному анализу действительности, модернирование и прогнозирование развития окружающей среды;
11. эмоциональное отношение к окружающему миру. Восприятие и отношение к нему как значимому условию своего собственного развития, усвоению существования всего многообразия жизни и культуры на планете;
12. выработку умений и навыков экологически грамотного поведения в окружающей среде, с другими людьми, гармоничное взаимодействие  и устойчивое развитие в системе « Природа- Общество».

Учебно-тематический план элективного курса предпрофильной подготовки в 9 классе.

 « Физика и экология».

Итог: Выставка работ.

Рекомендуемые методические подходы и организация занятий в элективном курсе « Физика и экология».

        Курс рассчитан на учащихся, которые выберут специализацию естественно - научный профиль, а также и на тех учащихся, которые не специализируются в данном профиле, поэтому даже приборные исследования и опыты даны с расчетом на базовый уровень знаний и умений учащихся. В работах широко представлены аспекты социальной экологии, экологии человека и экологии города, которые соответствуют кругу интересов учащихся социально- экономического профиля, есть задания ориентированные на учащихся с гуманитарной  направленностью. Для учащихся, выбравших естественно - научный профиль, все работы также могут представлять интерес. Поскольку расширяют и дополняют выбранные ими профильные предметы, повышают интерес к физике.

        Программой предусмотрено выполнение практических работ по экологии и физике, каждая из которых состоит  из нескольких заданий, предполагающих раскрытие разных аспектов поставленной проблемы, различную степень сложности и разный уровень познавательной самостоятельности школьников. Есть задания простые  и требующие творческого подхода и высокой подготовленности учащихся. Все работы предусматривают поисковый или творческий уровень деятельности школьников, что готовит их к самостоятельному решению учебных и жизненных задач. Преамбулы к каждому из занятий, представленные в программе, учитель может использовать для создания проблемной ситуации и мотивации, учащихся к самостоятельной исследовательской деятельности. Вводная информация к занятиям позволяет школьникам актуализировать и уточнять свои знания, а перечень ключевых понятий и терминов – проверить свой уровень готовности к выполнению работы.

        Наиболее целесообразна на занятиях групповая работа учащихся с презентацией полученных группами результатов и выводов для всего класса. При такой организации реально предоставить право выбора работ учащимся согласно их запросам, охватить значительный объем экологического и физического материала, развить общеучебные и специальные умения               (работа с приборами, постановка опытов, защита проектов), коммуникативные умения учащихся научить эффективно, работать в команде.

        Выполнение ряда заданий требуют предварительных исследований на природе, в местах отдыха горожан, что следует рассматривать не как перегрузку учащихся, а скорее как приобщение их к сберегающему здоровье и содержательному досугу. Объем заданий таков, что целесообразно проводить их на сдвоенных занятиях или « технологии погружения» (например, на каникулах, в период летней практики).

        Способы оценивания достижений учащихся.

        Достижение  намеченных образовательных результатов фиксируется  по полноте и правильности выполненных заданий. Представить работы можно в виде проектов, макетов, плакатов, рисунков, на выбор учащихся. В конце можно вновь провести анкетирование учащихся, что позволяет получить сведения о развитии знаний, эстетических представлений о природе, природоохранных и потребительских мотивах учащихся.

                Обеспечение программы.

Учебная программа обеспечена учебно- методической разработкой каждого занятия.

Используемая литература:

Алексеев С.В. « Экология» учебное пособие для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений.

Любые учебные пособия по физике 7-9 классы.

Вронский В.А. « Экология». Словарь справочник. Ростов на Дону.        Феникс-1997г.

Камерилова. « Изучаем экологию города». Н. Новгород.

Изд-во Волго-Вятской академии гос. службы 1996 г.

Фадеева Г.А., Попова В.А. « Физика и экология».-7-11 класс.

В помощь преподавателю. Волгоград 2003 год.

ЗАНЯТИЕ № 1.

Что такое экология? Проблемы экологии.

Цель урока: Познакомить учащихся с термином « Экология» обозначить проблемы экологии, дать информацию о путях решения окружающей среды.

Содержание занятия № 1.

1.Термин « экология» в 1866 году впервые употребил немецкий биологи Э.Геккель, образовав его от греческих слов « Экос» (дом, жилище) и  «логос» (учение).

В  буквальном смысле экология – это наука, как жить в собственном доме. «Дом» современного человечества – это планета Земля, теперь уже вместе с прилегающим космическим пространством. Сейчас экология изучает весь окружающий человека мир.

2. Проблемы экологии.

1. истощение природных ресурсов
2. парниковый эффект
3. истончение озонового слоя
4. кислотные дожди
5. проблема чистой пресной воды
6. почва
7. проблема мусора
8. проблема мирового океана

3.Анкетирование учащихся.

Вопросы:

1. Интересуют ли вас вопросы экологии?
2. Из каких источников вы получаете информацию об экологических проблемах?
3. Довольны ли вы знаниями в данной области или хотели бы их пополнить?
4. О каких проблемах экологии вы бы хотели узнать поподробнее?
5. Как вы считаете, что нужно сделать для улучшения экологической обстановки своего города, области?
6. Что можете сделать вы, ваш класс для оздоровления окружающей среды в нашем городе?

4. Разобрать в классе и предложить подумать дома над следующими вопросами:

1. Почему заводские трубы делают как можно более высокими?
2. Почему нефть растекается по поверхности воды тонкой пленкой? Как влияет нефтяная пленка на биосферу водоема?
3. Можно ли постоянно носить ручные часы со светящимися стрелками?
4. Как объяснить достаточно грозное природное явление сползания снежных лавин с гор?
5. Стекло, хорошо пропуская видимый свет, не пропускает теплового излучения. Объясните на основе этого устройства парников и теплиц.

5. Нарисовать рисунки на тему: « Мы и окружающий  нас мир». «Взгляд в окно».

ЗАНЯТИЕ № 2.

Транспорт мира. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

Цель урока.

Привлекая соответствующий учебный материал двух предметов – географии и физики, обобщить знания учащихся о современных транспортных средствах, выяснить роль тепловых и других двигателей в жизни мирового сообщества, раскрыть сущность связанных с ним экологических проблеи и убедить учащихся в жизненной важности  бережного отношения к окружающей нас природе.

        К уроку готовим плакат со словами Жака Ива Кусто:

 « Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».

Плакат со следующими данными:

1. 1 т бензина, сгорая, выделяет 500-800кг. вредных веществ
2.  в атмосферу ежегодно выбрасывается 5 млрд.т. СО2
3. в состав выхлопных газов входит 1200 компонентов, в том числе  оксид углерод, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, оксиды металлов (наиболее вредный – оксид свинца), сажа и другие.

План занятия.

1. Виды транспорта.
2. Тепловые двигатели и значение.
3. Влияние транспорта на окружающую среду (атмо - и гидросферу). Парниковый эффект.
4. пути решения экологических проблем:

13. создание новых двигателей;
14. разработка средств защиты атмосферы и гидросферы (получение добавок, способствующих более полному сгоранию топлива, создание эффективных фильтров). / Опыт: работа эл. фильтра:                              № 267.стр.105.Билимович « Физические викторины»/.

        5.Состояние экологических проблем и природные меры, принимаемые в России.

Реализация плана.

Рассказ и д/ф « транспорт мира» (можно привлечь географа).

В процессе рассказа учащиеся заполняют таблицу.

                        1 колонку.

О тепловых двигателях и их значении рассказывает учитель, или можно заранее дать задание учащимся.

Заполняем 2-ой столбец таблицы.

Вывод. Мы видим, сколь разнообразен мир транспорта, но « сердцем» подавляющего большинства транспортных средств служит тепловой двигатель. Повсеместное же использование тепловых двигателей пагубно влияет на окружающую среду.

Разбор вопросов, связанных с загрязнением окружающей среды.

1. Загрязнение атмосферы отходами промышленности и транспорта приводит к уменьшению ледников в горах. Почему? Каковы возможные нежелательные последствия этого?
2. Во влажную погоду атмосфера загрязняется сильнее. Почему?

Пути решения:

Современные электромобили, двигатели на водороде.

Опыт с работой электрофильтра.

Публикации местных газет по экологическим проблемам.

(домашнее задание читают ученики).

Плакат.                                                        

        Прогресс                        Экология

Что перетянет в ближайшем будущем? Как добиться равновесия?

Написать сочинение в рисунках:

 « Автомобиль и мы». Проекты о путях устранения загрязнения атмосферы.

ЗАНЯТИЕ № 3-4.

Практическая работа « У светофора».

Автомобили на сегодняшний день в России - главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полмиллиарда.  Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на участках автотрасс, где стоят светофоры. Надо отметить, что особенно много канцерогенных веществ выделяется на холостом ходу, а также при езде по ямам и колдобинам.

Цель : оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспорта, характер их действия на живые организмы и окружающую среду.

Место проведения: автотрасса; перекресток-светофор.

Приборы: часы с секундной стрелкой.

Ход работы.

1. Засекаем время t= 10мин.
2. Определяем число машин, останавливающихся у светофора –п
3. Определяем количество переключений:

Торможение

Набор скорости                К

Холостой код

М=t  п   к(тСО +тСО+тNО+тсажи).

Состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей (ч/мин)

Вопросы и задания.

1. Сравнить выброс токсичных продуктов бензиновых и дизельных двигателей.
2. Как изменяется поверхностный слой воздуха у автотрасс?
3. К чему приводит загрязнения почвы:

Свинцом?                                                                                        

СО?                                                                                                

СО2?                                                                                                

NО2?                                                                                                

    Сажей?                                                                                                

  4.Сравнить выброс токсичных продуктов транспортом в разное время дня.

  5.Сравнить консультацию в диагностических центрах района с целью сравнения полученных данных в районе  с данными службы ГАИ в локальном перекрестке.

  6.Ознакомить учащихся и родителей с полученными данными исследовательской работы.

ЗАНЯТИЕ № 5-6.

Практическая работа.

 « Изучение шумового загрязнения».

Экологический шум – одна из форм загрязнения окружающей среды. Увеличение шума сверх природного отрицательно действует на человека:

повышается утомляемость, снижается умственная активность, возникают неврозы. Для определения шумового показателя можно использовать шумометр или воспользоваться таблицей с готовыми показателями уровня шума для определенных источников.

Цель работы: 

1. Оценить степень шумового загрязнения на разных участках микрорайона;
2. Научиться производить математические расчеты по формуле;
3. Освоить навык работы с шумометром.

Оборудование: шумометр, блокнот, карандаш.

                        Ход работы.

1. Выбрать участок дороги (можно вблизи школы) и подсчитать количество проехавших по нему транспортных единиц в течение некоторого отрезка времени-t.
2. Шумометром определить шумовой показатель каждого вида транспорта на обочине дороги и около школы (при подсчете учитывать все виды транспорта: поезд, грузовик, трактор, автобус, легковой автомобиль, мотоцикл, трамвай, троллейбус и т.д.)

Отчетное задание:

1. Заполнить таблицу, определив шумовое загрязнение по формуле:

Ш=     (р  п), где

Ш-общее шумовое загрязнение

       -знак суммирования

р - шумовой показатель у школы

 п- количество данного вида транспорта, проехавшего по участку за время t

Поезд

Грузовик

Автобус

Трамвай

Т.д.

2.Заполнить сводную таблицу:

3.Сравнить результаты и выявить наиболее неблагоприятные участки микрорайона.

4.Определить причины снижения транспортного шума вблизи домов.

5.Предложить меры защиты от шумового загрязнения.

6.Как уменьшить шумовое загрязнение в городе, что можете сделать вы в борьбе с шумовым загрязнением?

ЗАНЯТИЕ № 7.

Ролевая игра « Суд над автомобилем».

Цель занятия: Обобщить изученный материал об загрязнении окружающей среды автомобильным транспортом, предложить учащимся дать свои пути выхода из сложившейся ситуации.

        Игра проводится после изучения темы « Экология города». Исполнителей ролей - школьники, изучающие экологию, но зрители могут быть и ребята из других классов, в том числе младших.

        Класс (актовый зал, кабинет) оформляется как зал судебного заседания. Подсудимый – легковой автомобиль одной из отечественных марок – может быть изготовлен из куска фанеры. Картона или нарисован на листе бумаги. Эта роль – без слов, лишь в конце заседания подсудимый издает звуковой сигнал.

Действующие лица: судья (и два судебных заседателя), прокурор, адвокат, секретарь суда, свидетели (пять человек), общественные защитники (восемь человек), подсудимый- Автомобиль, милиционеры ( два человека).

Сценарий игры.

( В зал судебного заседания милиционеры вводят подсудимого).

Секретарь: Встать, суд идет. (Все встают).

ЗАНЯТИЕ № 8; №4(12).

Решение качественных, количественных и экспериментальных задач.

Цель занятия: Научить учащихся решать задачи с экологическим содержанием, активизировать познавательную деятельность, нацелить учащихся на выбор данного курса.

Содержание:

Качественные задачи.

1.Где нужно установить вытяжной вентилятор, если в цехе завода скапливаются хлор, аммиак, углекислый газ или пары воды?

Ответ: если молярная масса газа больше, чем молярная  масса воздуха, вытяжной вентилятор нужно установить ближе к полу цеха.

2.Почему атомные тепловые электростанции нельзя размещать вблизи друг друга?

Ответ: водяной пар, в большом количестве выделяемый АЭС, взаимодействует с выбросами в атмосферу тепловых электростанций, в результате чего образуются кислотные дожди.

3.Можно ли носить постоянно наручные часы со светящимися стрелками?

Ответ: нет, т.к. стрелки покрыты составом, содержащим радиоактивного вещества.

4.Питьевой воды на Земле во многих местах не хватает. Ее приходится получать из морской воды либо выпариванием, либо вымораживанием. Какой способ выгоднее?

Ответ: зимой – вымораживанием; летом – выпариванием.

5.Почему ветровые и солнечные электростанции не получили широкого распространения в нашей энергетике?

Ответ: ветровые и солнечные электростанции маломощны и работают нестабильно; первые зависят от силы ветра, вторые – «неработоспособны» в ночное и пасмурное время.

6.Почему необходима побелка плодовых деревьев?

Ответ: белое покрытие хорошо отражает солнечные лучи. Уменьшает их поглощение, предохраняя деревья от ожогов.

Количественные задачи.

1.Какое количество дров надо затратить, чтобы вскипятить на костре 3л воды. Взятой при температуре 100С, если на нагревании воды затрачивается 15% энергии, выделившейся при сгорании дров?

Ответ: 7,56кг. Открытые очаги крайне неэкономичны. Требуют большого количества топлива.

2.Автомобиль массой 1200 кг. движется равномерно со скоростью 60км/ч по горизонтальному участку дороги. КПД двигателя 30%, коэффициент сопротивления движению 0,2. Сколько оксида углерода выделится в атмосферу с выхлопными газами  за один час работы автомобиля, если при сгорании одного литра бензина выделяется 200г. оксида углерода? Какие другие токсичные вещества выделяются с выхлопными газами автомобилей?

Ответ: 1,5кг. Выделяются оксиды азота, углеводороды, альдегиды, сажа, бензопирен, соединения свинца. Всего около 200 наименований вредных компонентов.

3.Известно, что альфа – ритмы головного мозга человека имеют частоту 7 Гц; определить период и длину соответствующего инфразвука.

Ответ: 0,14с;50м; интразвуки оказывают вредное воздействие на организм человек и животных, т.к. их частота близка к собственной частоте колебаний внутренних органов.

4.Громкость  звука рок-музыки на дискотеках достигает 100дБ. Во сколько раз интенсивность этого звука превышает предельно допустимые нормы, соответствующие 50дБ.

Ответ: в 105 раз. Частое воздействие сильного шума отрицательно влияет на слух, может стать причиной нервного истощения, психологической угнетенности или агрессивности, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем.

5.Какое количество водяного пара содержится в комнате размерами 4х3х2,5м при наиболее благоприятной для организма человека влажности 50%-70% и температуре 200С?

Ответ: от 260г. до 364г.

6.Сколько кубометров газа выделяется в городе, загрязняя среду, автомобиль-такси, расходуя за день 20кг бензина?

Плотность газа при температуре 00С равна 0,002 кг/м3;

Ответ: V=т=20кг/0,002кгм3;

Экспериментальные задачи:

1.С помощью электрических измерений сравните степень засоренности нескольких образцов  воды и почвы.

Решение: Электрическое сопротивление падает по мере увеличения  концентрации солей.

2.С помощью фотоэлемента сравнить степень загрязнения нескольких образцов воды.

Решение: при прохождении света через более мутную среду фоток уменьшается.

3.Сравните степень загрязнения воды стиральным порошком в нескольких случаях.

Решение: при увеличении концентрации детергентов коэффициент поверхностного  натяжения уменьшается.

4.Прилипание мокрого снега к проводам линии электропередачи может привести к их обрыву, что создает опасность для жизни. Можно ли быстро избавиться  от прилипшего снега?

Решение: можно, пропустив сильный кратковременный ток по проводу, который расплавит снег.

ТЕМА: «Электрификация и охрана природы».

ЗАНЯТИЕ № 1(9).

ВИДЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ.

Цель занятия: познакомить учащихся с видами и принципами действия различных электростанций, показать их преимущества и недостатки. Проблемы, связанные с охраной окружающей среды.

Содержание занятия:

1.Принцип действия генератора электрического тока: Электромагнитная индукция.

2.Приливные электростанции

3.Геотермальные электростанции

4.Гидроэнергетика (ГЭС).

5.Теплоэнергетика (ТЭС).

6.Гелиоэнергетика

7.Ветроэнергетика

8.АЭС

ЗАНЯТИЕ №2-3 (10-11).

Экскурсия на ТЭЦ-1.

Цель занятия: Познакомить учащихся с работой ТЭЦ-1; осмотреть машинный зал, схему центрального горячего водоснабжения; выяснит, какие работы проводятся на ТЭЦ-1 по защите от загрязнения выбросами окружающей среды.

1.Провести инструктаж по технике безопасности при посещении ТЭЦ-1.

2.Продумать отчет по экскурсии (в любом виде: таблица, плакат, рисунок, проект и т.д). Обратить внимание на следующие вопросы:

1. Параметры паровой турбины;
2. Параметры электрического тока;
3. Меры защиты от загрязнения выбросами окружающей среды и проблемы парникового эффекта.

3.Предложить свои проекты экологически чистых источников энергии, макеты или планы очистных сооружений, фильтры для очистки дыма.

4.Пофантозировать: каким будет окружающий нас мир в будущем(лет через 50-100).

ЗАНЯТИЕ №5;6;7;8 (13-16).

Практические занятия. Проектирование электростанций.

Цель занятий: Применение теоретических знаний на практике; отработка умений работы с физическими и подручными приборами; проверить теоретические знания учащихся на практике (опыт-критерий истины); приобщить учащихся к моделированию;

Содержание занятий:

1.Демонстрация работы генератора электрического тока.

2.Проект гидроэлектростанции.

3.Проект ветровой электростанции.

4.Проект гелиоэлектростанции

5.Проект шлюза

и.т.д.

Итог работы элективного курса – выставка работ и проектов учащихся.