Вступ
В умовах науково-технічної
революції питання взаємодії суспільства з природою набули особливої гостроти і
актуальності. Екологічна катастрофа, про яку до недавнього часу говорили як про
далеке майбутнє, сьогодні набуває реальних контурів. Сучасний рівень розвитку
виробництва обумовив такі зміни в стані навколишнього середовища, при яких
виникла загроза існуванню живої природи. Про це свідчить всезростаючий перелік
глобальних і регіональних екологічних проблем.
Екологія поряд з економікою і
національними відносинами стала однією з болючих проблем країни. Про це
свідчить те, що сьогодні 20 % населення України мешкає в екологічно небезпечних
зонах, а 35-40 % в екологічно важких умовах.
Підготовка до життя покоління,
здатного оптимізувати взаємовідносини між суспільством і природою, - соціальне
замовлення сучасній школі.
Формування екологічної культури
молоді тісно пов`язане з вирішенням таких проблем навчання, як зміцнення
зв`язку навчання з життям, підвищення якості виховання, поліпшення підготовки
молоді до суспільно корисної праці, підсилення гуманізації процесу навчання і
виховання.
Значне місце в екологічному
вихованні учнів займають природничі науки: фізика, хімія, біологія, географія.
Вони створюють необхідну теоретичну базу для розвитку в учнів загальної
цілісної картини світу з єдністю і різноманітністю зв`язків між живою і неживою
природою. Міжпредметні зв`язки між цими науками дають можливість розкрити
комплексний характер екологічних проблем.
Провідну роль у висвітленні
природничо-наукового і технічного аспектів екології відіграє фізика. Це
зумовлено насамперед тим, що вона вивчає найбільш загальні і фундаментальні
закони природи, створюючи базу для формування діалектико-матеріалістичного
світогляду, згідно з яким природа виступає як цілісна система взаємопов`язаних
природних явищ і процесів.
Будучи основою сучасної техніки,
фізика дає змогу з`ясувати причини погіршення умов існування живої природи,
передбачити можливості і шляхи розв`язання багатьох природоохоронних проблем.
Зміст шкільного курсу фізики дає
змогу цілеспрямовано здійснювати роботу з підготовки учнів до природоохоронної
діяльності у багатьох сферах сучасного виробництва, а для цього вчитель повинен
мати чітке уявлення про зміст екологічного навчання, його структуру; знати
характерні особливості процесу організації екологічного виховання на уроках
фізики; вміти дібрати такі методи навчання, які б забезпечили високу
ефективність даного процесу.
Структура екологічного навчання
і виховання.
Науково-технічна революція поставила людство перед
такими глобальними екологічними проблемами, як забруднення навколишнього
середовища, повітряного басейну та океанів, виснаження природних ресурсів,
зміна клімату і руйнування природних комплексів. У багатьох районах світу вплив
людини на природу став настільки інтенсивним, що порушилась її динамічна
рівновага.
Розв`язати екологічні проблеми, зберегти природу для нащадків
під силу тільки людям з високим рівнем екологічної культури і високим почуттям
відповідальності за результатами своєї діяльності в природі. У зв’яку з цим виховання молоді в дусі бережливого
ставлення до природи повинно стати невід’ємними
компонентом навчального процесу.
За
сучасним визначенням "екологічним виховання – це система виховних заходів ,
спрямованих на формування у членів суспільства екологічної культури ,гуманності
,наукового обґрунтованого відношення до природи , як до вищої національної і
загальнолюдської цінності».Кінцевою метою цього процесу повинно стати
попередження необоротних змін у природі і збереження всієї різноманітності
рослинного і тваринного світу. Показником високого рівня екологічної культури
людини є її активна діяльність з охорони природи.
Як і в
кожному виді діяльності , у природоохоронній можна виділити основні структурні
моменти: інтелектуальний , операційний і мотиваційний. Характерні особливості
кожного з цих компонентів визначаються специфікою даного виду діяльності. До
складу інтелектуального компоненту природоохоронної діяльності входять
екологічні знання , операційного - вміння
і навички з охорони природи , мотиваційного – сукупність збуджуючих причин
діяльності людини в природі.
Екологія ,
як теоретична основа природоохоронної діяльності , є «комплексна галузь
сучасного наукового знання , що вивчає закономірності взаємовідносин між
рослинами , тваринами і людиною між собою , та їх відношення до середовища
проживання».Специфіка екологічних знань полягає в тому , що вони відображають
складні природничо-соціальні явища , закони існування природних систем на
різних рівнях їх організації;технологічні принципи виробництва і будову
технічних засобів , за допомогою яких людина перетворює природу для досягнення
суспільних та індивідуальних потреб і цілей , тощо
Зміст екологічного навчання і виховання
Важливим моментом в організації екологічного виховання
учнів під час вивчення фізики є визначення його змісту.
Оскільки екологічне виховання – складний процес , що
включає розвиток екологічних знань , формування екологічних умінь і навичок , а
також мотиваційної сфери природоохоронної діяльності учнів , то зміст його в
процесі вивчення фізики повинен відображати можливості даного навчального
предмета у формуванні всіх трьох компонентів свідомої поведінки людини в
природі. У змісті екологічного навчання повинні знайти відображення як специфіка
предметної області фізики як науки, так і особливості вмінь і навичок, що
формуються в учнів у процесі її вивчення в школі.
Екологічні
знання. Зміст екологічних
знань, що складають основу природоохоронної діяльності в процесі вивчення
фізики, визначається точками зіткнення предметних областей фізики і екології.
Враховуючи те, що екологія вивчає закономірності і взаємовідносини між живою і
неживою природою, а фізика- це наука про форми існування матерії на неживих
рівнях її організації, до змісту екологічної освіти в процесі вивчення фізики
повинні ввійти всі елементи неживої природи, які визначають умови існування
живих істот, та фізична суть процесів обміну між живою і неживою природою.
Згідно з екологічною термінологією, умови існування характеризуються
середовищем перебування і екологічними факторами. У земних умовах існує чотири
типи середовищ перебування живих організмів: водне, повітряне, ґрунтове та тіло
іншої живої істоти. У процесі вивчення фізики можуть бути висвітлені фізичні
властивості перших трьох середовищ як агрегатних станів речовини.
До фізичних величин, що характеризують властивості
твердих, рідких і газоподібних тіл, відносять густину, здатність стискуватися,
модуль пружності, тиск, границю міцності, в`язкість, поверхневий натяг, температуру,
питому теплоємність, температури фазових переходів, питому теплоту плавлення і
кристалізації, питому теплоту пароутворення і конденсації, теплопровідність,
діелектричну проникність, питомий опір, магнітну проникність, коефіцієнт
поглинання і відбивання світла, показник заломлення та інші.
Певні значення цих величин для середовищ перебування
визначають умови розвитку і життя тих видів живих істот, які в них проживають.
Будь-які зміни числових значень характеристик середовища викликають відповідні
зміни в самих організмах і можуть викликати в них різні реакції:
появу пристосувальних змін фізіологічних і біохімічних
функцій;
неспроможність подальшого існування в даних умовах;
анатомічні й морфологічні зміни в організмах.
Аналогічну роль у визначенні умов існування
представників живої природи відіграють екологічні фактори, тобто ті елементи
неживої природи, до яких небайдужі живі організми і які викликають в них
реакції пристосування. До тих екологічних факторів, з якими можна ознайомити
учнів на уроках фізики, відносять абіотичні і антропогенні фактори. Під абіотичними факторами розуміють
екологічно значимі умови неорганічної, або неживої природи. До їх складу
входять: температура, вологість повітря і ґрунту, світло, атмосферний тиск,
гравітація, рівень радіації та рівень електричних та магнітних полів,
електромагнітний фон, рівень звукової енергії.
Антропогенними
факторами в екології
називають усі форми діяльності людини, які впливають на живу природу.
Антропогенні фактори класифікують за різними ознаками. Виділимо ті з них, які
можуть бути з`ясовані під час вивчення фізики.
1.За фізичною суттю:
механічні (тиск коліс і гусениць машин, течії, зависі
в повітрі і воді, вібрації, перегортання пластів ґрунту тощо);
фізичні (світло, штучно створені електричні і магнітні
поля, звукові й радіохвилі, зміна вологості, перехід речовини з одного
агрегатного стану в інший).
2.За тривалістю дії:
такі, що діють лише в момент існування (електричне
поле, радіо- і світлові хвилі, шуми тощо);
короткочасні ( дощування, забруднення грунту
швидколетючими речовинами);
довгочасні (радіоактивне забруднення).
3.За здатністю до акумуляції в природі:
не здатні акумулюватися ( звук, вібрація, радіохвилі,
електричні й магнітні поля тощо);
короткочасно акумулюючі ( забруднення атмосфери);
акумулюючі (радіоактивні забруднення).
4.За здатністю до міграції:
немігруючі, тобто такі, що діють у місці виникнення і
на невеликій відстані від нього – вібрація , тиск ;
мігруючі з потоками води і повітря ( пил, тепло ) або
із засобами пересування ( літаками ,
суднами , тракторами , автомашинами ) ;
5. За масштабами охоплюваного простору :
такі , що діють тільки в місці виробництва ;
такі , що охоплюють невеликі райони ;
такі , що поширюють дію на великі райони і на всю
планету .
6. За видами людської діяльності :
енергетична промисловість ( тепло- і гідроенергетика,
вітрова і геліоенергетика , припливно – відпливна і ядерна енергетика );
обробна промисловість ( металургійна ,металообробна ,
текстильна , харчова та інші ) ;транспорт ; зв`язок ; військова промисловість.
З висвітленням питань енергетики
і транспорту, основи яких вивчаються в курсі фізики середньої школи, тісно пов`язане
поняття «природні ресурси». Орієнтація учнів на засвоєння основних властивостей
природних ресурсів створює умови для свідомого розуміння сучасних проблем
енергетики і такої важливої екологічної проблеми, як вичерпання природних
ресурсів.
Як відомо, природні ресурси
поділяють на вичерпні ( вугілля, нафта, газ, уранова руда, харчові ресурси) і
невичерпні (сонячна радіація, земнее та місячне тяжіння, повітряні і водяні
течії, атмосферна електрика, водні ресурси). Можливість їх висвітлення в курсі
фізики пов`язана з темами, в яких
вивчаються засоби одержання електричної енергії і розглядаються шляхи
підвищення ефективності сільського господарства.
Аналіз складу всіх перелічених понять свідчить про те,
що більшість їх показників і структурних елементів являють собою фізичні
величини і поняття, і тому можуть бути засвоєні на уроках фізики. При цьому
важливою умовою засвоєння фізичних понять і величин у процесі вивчення фізики
повинна стати їх екологічна спрямованість. Характер цієї спрямованості
зумовлюється характером тих зв`язків, які виникають між неживою і живою
природою в процесі їх взаємодії. Враховуючи зміст виділеного інтелектуального
компонента екологічного виховання, напрями зв`язків між живою і неживою
природою, що можуть бути висвітлені в процесі вивчення фізики, відображають
такі схеми:
Середовище існування |
→ |
Живі організми |
Схема 1:
Живі
організми |
→ |
Середовище
існування |
Схема 2:
Під час викладання
матеріалу, пов`язаного з розкриттям фізичних показників середовища існування та
абіотичних факторів, першорядного значення набуває перший характер зв`язку між
живою і неживою природою. При цьому в схемі повинні знайти відображення можливі
напрями процесів взаємодії матерії на різних рівнях її організації, а саме:
а) фізичні
показники середовища → їх безпосередній вплив на об`єкти живої природи;
б)
хімічні показники середовища → їх вплив на фізичні характеристики → наслідки
для живої природи;
в)фізичні
параметри біосфери → їх вплив на хімічні процеси → реакція живих організмів;
г)фізичні
показники середовища→ їх вплив на інші фізичні параметри біосфери → вплив на об`єкти
живої природи.
Залучення
до уроків фізики інформації про антропогенні фактори вносить деякі корективи до
першої схеми зв`язків між живою і неживою природою і надає певної спрямованості
другій схемі, При цьому схеми вивчення цього зв`язку можуть бути різноманітні,
а сааме:
а)вид
техніки → зміна фізичних параметрів біосфери → біологічні наслідки;
б)техніка
→ зміна хімічних показників середовища існування → вплив на живі організми;
в)техніка
→безпосередній вплив на живу природу.
Наведені
схеми впливу техніки на живі організми можна урізноманітнити, додаючи всередину
проміжні ланки, що відображають можливий вплив фізичних показників біосфери на
хімічні й навпаки. В цілому ж характер цих зв`язків можна зобразити більш загальною схемою:
Схема 3
Вид
діяльності людини |
→ |
Якими
забрудненнями супроводжується |
→ |
До
яких змін в умовах існування приводить |
→ |
Якими
наслідками для живої природи супроводжується |
Наявність
наведених зв`язків обумовлює необхідність
застосування міжпредметних зв`язків при викладанні екологічного матеріалу в процесі навчання фізики.
Значною мірою це зв`язки фізики з
дисциплінами біологічного циклу, але важливу роль відіграють також зв`язки фізики з хімією, фізичною
географією. Враховуючи, що в процесі вивчення фізики використовуються не тільки
синхронні міжпредметні зв`язки, а й опорні й перспективні, особливого значення
в організації екологічного навчання і виховання набувають зв`язки фізики з
природознавством.
Уміння і навички з охорони
природи. Специфіка знань, умінь і навичок,
що їх набувають учні в процесі вивчення фізики, наповнює певним змістом і
загальні екологічні вміння, які можуть бути сформовані на уроках фізики. Так,
розвиток в учнів уміння оцінювати стан
навколишнього середовища в процесі вивчення фізики передбачає наявність у
них знань про фізичні показники нормальних природних умов життя і вмінь
вимірювати або знаходити за таблицями значення фізичних характеристик
середовища, як у нормальних умовах, так і в умовах дії антропогенних факторів;
порівнювати ці характеристики і робити певні висновки щодо можливих реакцій на
них живих організмів. Важливим умінням з цієї групи є вміння оцінювати стан природних ресурсів, яке грунтується на
знаннях про запаси ресурсів у природі і ступінь їх витрачання людиною.
Взаємозв`язок екологічних умінь з навчальними, які формуються в
процесі вивчення фізики, визначає ті види діяльності учнів, залучення до яких
сприяє розвитку операційного компоненту природоохоронної діяльності. У випадку
вміння оцінювати стан навколишнього середовища – це робота з джерелами
інформації, спостереження, розв`язування різних типів задач.
Формування вміння правильно
поводитися в конкретній ситуації в процесі вивчення фізики пов`язане насамперед із свідомим
додержанням правил витрачання води, газу, енергії, визначенням розумних потреб їх споживання. З умінь, пов`язаних з культурою поведінки в навколишньому
середовищі, можна виділити вміння додержувати тиші. Процес розвитку цих умінь спирається на розвиток
таких практичних умінь з фізики, як уміння
користуватися побутовими приладами і робити вимірювання за допомогою фізичних
приладів, здійснювати математичну обробку здобутих результатів і розв`язувати різні типи фізичних задач, уміння
спостерігати, аналізувати і робити висновки. Перелічені вміння можуть бути
сформовані на уроках фізики під час розв`язування задач з екологічної та
економічної тематики, спостережень за поведінкою інших людей, складання задач
на основі домашніх дослідів і спостережень. Знання, як необхідний елемент
свідомого вибору поведінки у вищеназваних сферах діяльності, передбачаються
програмою з фізики і входять до складу відповідних тем цього курсу.
Реальне
значення в житті має вміння захистити
навколишнє середовище від забруднення і руйнування. До складу цього вміння
входять як уміння передбачати і попереджати негативні дії людей відносно
природи, так і вміння виконувати посильні трудові операції щодо запобігання
негативним впливам на природу, поліпшення умов розвитку рослин тощо. У процесі
вивчення фізики ці вміння можуть успішно розвиватись під час роботи з
вимірювальними приладами, виконання завдань на конструювання приладів або
пристроїв для контролю за станом навколишнього середовища, а також установок
для очищення води й повітря від різноманітних забруднень.
Великі
можливості для організації такої діяльності учнів має позакласна робота з
фізики і насамперед гурткова. Крім тематики з конструювання і виготовлення
очисних пристроїв, до плану роботи гуртка можна включити питання біофізичного
характеру, залучивши учнів до досліджень впливу електричних і магнітних полів,
світлового режиму, вібрацій та інших факторів на розвиток рослин.
Велике
значення для позитивного розвитку екологічних проблем має залучення до активної
природоохоронної діяльності широких мас населення, У зв`язку з цим значне місце в групі екологічних умінь
посідають уміння і навички з пропаганди сучасних проблем екології та охорони природи. До групи вмінь з пропаганди екологічних знань
входять уміння цікаво і емоційно донести до слухачів екологічну інформацію,
обґрунтовано відстояти свою точку зору, переконати аудиторію в необхідності
бережливого ставлення до природи. Виробленню цих умінь сприяють уміння логічно
будувати відповідь, користуватися
кількома джерелами інформації для висвітлення питання.
Гуманістичні мотиви охорони природи
виникають разом з почуттям жалю і співчуття до представників живого світу і
збуджують людину на дії з метою допомоги
і рятування живих істот. Соціальна значимість цих мотивів зростає з кожним
роком. І не випадково сьогодні так гостро постає питання гуманізації всього
процесу навчання в школі. Видатний педагог В.О.Сухомлинський зазначав, що коли
добрі почуття не виховані в дитинстві, їх ніколи не виховати, бо істинно
людське в душі людини стверджує одночасно з пізнанням світу. Пробудження в
дітей світлих і добрих почуттів, доброзичливого і турботливого ставлення до
живого і прекрасного зумовлює розвиток і формування гуманістичних мотивів
охорони природи.
Пізнавальні мотиви охорони природи пов`язані з мотивами інтересу і спонукають
людину до дій у природі з метою пізнання процесів, що в ній протікають.
Організація науково обґрунтованого природокористування і охорони навколишнього
середовища невіддільна від прагнення до
пізнання законів об`єктивного світу, розуміння взаємозв`язків у системі
«людина-природорзнавство».
Патріотичні мотиви охорони природи виникають тоді, коли людиною керують почуття
єдності з Батьківщиною, відповідальності за її майбутнє, прагнення відстоювати
її ідеали, бажання безкорисливо служити загальній справі, якою є справа охорони
природи.
Естетичні мотиви охорони природи пов`язані з почуттям прекрасного. Для людей
природа завжди була і є джерелом натхнення і краси. Краса природи, за висловом
В.О.Сухомлинського,-одне з джерел, що живить доброту, сердечність і любов.
Особливо чутливі до естетичного сприйняття природи діти, тому розвиток в них
естетичних мотивів відіграють література і образотворче мистецтво, фізика теж
здатна внести свій внесок у цю справу.
Значне місце серед природоохоронних мотивів на
сучасному рівні розвитку виробництва посідають санітарно-гігієнічні мотиви. Вони пов`язані
з відповідними реакціями людей на порушення санітарно-гігієнічних умов їх
існування , а також умов життя представників рослинного і тваринного світу.
Особливого
значення в процесі розвитку мотивів природоохоронної діяльності на уроках
фізики набувають економічні мотиви. З
розвитком цієї групи мотивів насамперед пов`язані задачі економного ведення
народного господарства, раціонального витрачання природних ресурсів і вирішення
проблеми збагачення природи в процесі її освоєння. Розв`язання цих завдань у процесі навчання забезпечить
підготовку до життя покоління, здатного економити у всьому і скрізь-на
виробництві і в побуті, не проходити байдуже повз марнотратство і безвідповідальність; покоління, якому під
силу здійснити реконструкцію сучасного народного господарства не на базі
нарощування паливно-сировинних ресурсів, а внаслідок поліпшення їх
використання.
Під час
вивчення тем курсу фізики, пов`язаних з висвітленням теоретичних основ
технологій, будови і застосування технічних пристроїв, пошуків нових видів
екологічно чистих джерел енергії, створюються сприятливі умови для формування
економічних мотивів.
Характеризуючи
в цілому можливості фізики у формуванні мотивів природоохоронної діяльності
учнів, слід зауважити, що не всі з них можуть бути розвинуті під час вивчення
фізики в однаковій мірі: економічні, пізнавальні, санітарно-гігієнічні –
значніше, а естетичні, гуманістичні, патріотичні – слабкіше. Взагалі, процес
формування кожного з мотивів охорони природи не повинен протікати ізольовано
один від одного. Тільки у взаємозв`язку
одного мотиву з іншим може відбутися повноцінне становлення мотиваційної сфери
учнів.
Елементи екологічних і природоохоронних знань:
7 клас
Дифузія
в газах ,рідинах і твердих тілах. На
уроках з цієї теми розкриваємо механізм
поширення забруднюючих речовин в атмосфері, гідросфери, літосфері. З метою
закріплення фізичних знань пропонуємо учням відповісти на запитання:
1. Як пояснити, що дерева, чутливі до дії
сірчистого газу, гинуть на відстані до кількох кілометрів від хімічних
підприємств, які викидають цей газ в атмосферу?
2.