Энергетика и окр. среда. Электив по физике 11 класс

Пояснительная записка
Программа элективного курса «Энергетика и окружающая среда» предназначена
для учащихся 11 класса и составлена на основе программы Аркуша Марии Ивановны
«Энергетика и окружающая среда».
Проблемы охраны окружающей среды, рационального использования природных
ресурсов, энергетического кризиса стали исключительно актуальны. В природных
процессах наблюдаются опасные изменения, угрожающие устойчивости биосферы и
нормальному развитию человеческого общества. Отмечено опасное потепление климата,
изменение воздушных течений и состава атмосферы, расширение пустынь, исчезновение
отдельных видов животных и растений. Воздействие человека на природу приобрело
глобальный характер и продолжает возрастать. Запросы общества превышают
возможности природы, тот предел допустимых изменений, при котором сохраняется
устойчивость биосферы. Около 20% территорий России, в их числе и наша Свердловская
область, испытывают острые экологические ситуации. Уровень изношенности
производственной, жилищно-коммунальной инфраструктур таков, что катастрофы и
аварии стали нормой. Экологические проблемы в России и мире достигли такой остроты,
что не повлияй на них сейчас, они способны привести человечество к гибели. В этих
условиях экологическое воспитание, формирование экологической культуры и нового
мышления, ориентированного на изменение путей и методов развития цивилизации, стало
необходимым фактором выживания.
Предлагаемая программа посвящена вопросам использования различных видов
энергии. Одно из ключевых экологических понятий в курсе физики – понятие энергии.
Энергетика служит основой во всех отраслях народного хозяйства, главным условием
создания материальных благ, повышения уровня жизни людей. Повышение жизненного
вызывает рост потребления энергии на душу населения. Энергия – важный фактор
существования и развития человеческого общества.
Современная энергетика требует использования всех видов энергоресурсов Земли и
энергии Солнца. Однако современная технология производства энергии ведёт к
тепловому, химическому и радиоактивному загрязнению биосферы, порождает множество
экологических проблем, требует поиска других экологичных источников энергии.
Содержание элективного курса отражает взаимосвязь между общественными,
естественных и техническими науками при ведущей роли физически знаний. Элективный
курс позволяет решать следующие задачи:
- последовательно раскрыть ученикам главные природные закономерности и
на этом фактическом материале добиться усвоения учениками основ экологии;
- развивать способность и умение наблюдать природные явления и
процессы, анализировать факторы взаимодействия человека и природы, т. е. формировать
исследовательские навыки по экологии;
- систематически осуществляя связь теории с практикой, привлекать
учащихся к экологической деятельности;
- анализировать перспективы дальнейшего развития цивилизации,
использования природных ресурсов, приумножения и охраны природы;
- представляет школьникам возможность развить определённые
природоохранные умения и навыки.
При составлении программы учитывалась возможность связи экологического
материала с программой основного курса физики, её расширение и углубление,
возможность способствовать ориентации учащихся в специальностях, требующих
глубоких знаний природоохранительным вопросам и развития у них экологической
культуры.
Физика является ядром научно - технического прогресса, её достижения лежат в
основе современных технологий. Это позволяет показать учащимся всё возрастающие
масштабы воздействия человека на природу, последствия этого воздействия и решение
этих проблем защиты окружающей среды.
Содержание элективного курса позволяет ознакомить учащихся с различными
видами энергии, даёт возможность формирования целостного представления о проблеме
энергетики, возможных путях её решения.
Данный курс может иметь существенное образовательное значение для учащихся
физико–математического,
естественно–научного,
социально—экономического,
информационно—технологического, агротехнологического, оборонно—технического и
других профилей. Важная особенность курса «Энергетика и окружающая среда»
заключается в том, что его можно рассматривать как универсальный курс: в одном случае
его содержание способствует реализации углублённого содержания выбранных в
соответствии с профилем предметов, в другом, что не менее важно, несёт в себе
общезначимую культурологическую направленность, создаёт предпосылки для
формирования экологической культуры будущих специалистов нового поколения.
Ожидается, что они войдут в производственную сферу не только техническими, но и
экологическими грамотными личностями, способными решать экологические задачи,
активно защищать природные комплексы и в целом окружающую среду, участвовать в
улучшении экологической обстановки того региона, где им предстоит работать и жить.
Программа элективного курса (34 часа)
1. Введение. Энергетические проблемы (2 часа).
Экологическая ситуация в мире. Энергетический кризис. Энергетика и давление на
биосферу. Потребление ресурсов энергообеспечения. Энергетика современности и
будущего. Экологические проблемы энергетики в настоящем и будущем.
2. Эффективность электрификации (2 часа).
Универсальность
электроэнергии.
Электрификация
промышленности.
Электрификация сельского хозяйства и транспорта. Электрическое освещение.
Производство, передача и использование электроэнергии. Роль электроэнергетики
в народном хозяйстве. Энергосбережение.
3. Использование солнечной энергии (8 часов).
Гелиоэнергетика. Преобразование солнечной энергии в тепло. Преобразование
солнечной энергии в электрическую. Фотопреобразователи. Гелиоконденсаторы.
Солнечные батареи.
4. Ядерная энергетика (9 часов).
Физические основы ядерной энергетики. Экологические системы АЭС. Факторы
воздействия на окружающую среду. Аварии на АЭС и их последствия. Воздействие
радиации на живые организмы. Эквивалентная доза. Активность источника.
Взаимодействие ядерных излучений с веществом. Биологическое действие
ионизирующего излучения. Ядерные взрывы и их последствия. Ядерные реакторы,
их типы, пути совершенствования. Современное развитие и перспективы ядерной
энергетики. Концепция «риск – польза», социально психологический аспект.
5. Достижения физики и решение экологических проблем (5 часов).
Альтернативная энергетика. Энергетика ядерного синтеза. Смешанные источники
энергии. Биоэнергетика. Возобновляемые источники энергии. Экологические
проблемы использования различных видов энергоресурсов. Экологические аспекты
использования ядерной энергии и утилизации радиоактивных отходов.
6. Мониторинг (физические основы), (6 часов).
Физические основы очистных аппаратов. Мониторинг атмосферного воздуха.
Определение загрязнений в атмосфере. Мониторинг почвы. Сравнительные
показатели среднесуточных ПДК (воздуха, почвы, воды).
Использованная литература
1. Аркуша М.А. Элективный курс «Энергетика и окружающая среда» (физика,
экология). 11 класс. – Волгоград: ИТД «Корифей», 2006.
2. Володин В.В. Энергия, век двадцать первый. – М.: Детская литература, 2001
3. Гиренок Ф.И. Экология, цивилизация, ноосфера. – М.: Просвещение, 2000.
4. Михеев А.В. Охрана природы. – М.: Высшая школа, 2000.
5. Проценко А.Н. Энергия будущего. – М.: молодая гвардия, 2000.
Календарно-тематическое планирование
34 часа (1 час в неделю)
№ урока
Тема урока
Элементы содержания и
основные понятия
Требования к уровню
подготовки
Сроки
проведения
Знать элементы биосферы,
атмосферы,
гидросферы,
метосферы.
Понимать, что изменение
природных процессов и
параметров окружающей
среды
происходит
в
результате антропогенной
деятельности.
05.09.13
Введение. Энергетические проблемы (2 часа)
1
2
3
4
5
6
Экологическая ситуация в мире.
Энергетический кризис. Энергетика и
давление на биосферу.
Потребление ресурсов
энергообеспечения. Энергетика
современности и будущего.
Экологические проблемы энергетики
в настоящем и будущем.
Глобальное
загрязнение
окружающей среды, истощение
природных
ресурсов;
увеличение доли искусственной
среды за счёт уменьшения
природной.
Эффективность электрификации (2 часа)
Универсальность электроэнергии.
Электрификация, энергосистема, Понимать
смысл
Электрификация промышленности.
энергосбережение. Технические универсальности, простоты
Электрификация сельского хозяйства и
экономические
вопросы преобразования
и транспорта. Электрическое
производства,
передачи
и электрической энергии в
освещение.
использования электроэнергии.
другие
виды
энергии,
высокого
коэффициента
Производство, передача и
полезного действия.
использование электроэнергии. Роль
электроэнергетики в народном
хозяйстве. Энергосбережение.
Использование солнечной энергии (8 часов)
Гелиоэнергетика.
Солнечная энергия – основа Знать/понимать,
что
жизни. Источник солнечной представляют
собой:
Преобразование солнечной энергии в
энергии. История использования термоядерная
реакция;
тепло.
12.09.13
19.09.13
26.09.13
03.10.13
10.10.13
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Преобразование солнечной энергии в
тепло.
Преобразование солнечной энергии в
электрическую.
Преобразование солнечной энергии в
электрическую.
Фотопреобразователи.
Гелиоконденсаторы.
Солнечные батареи.
солнечной энергии. «Солнечная солнечные электростанции
архитектура».
Солнечные и принцип их работы;
электростанции.
новые солнечные батареи;
Гелиокосмонавтика.
гелиофотоэнергетические
установки;
гелиокосмонавтика.
Ядерная энергетика (9 часов)
Физические основы ядерной
Физические основы ядерной
энергетики.
энергетики, ядерная энергия,
радиация. История становления
Экологические системы АЭС.
энергетики.
Факторы воздействия на окружающую атомной
Экологические проблемы АЭС.
среду.
Взаимодействия
ядерных
Аварии на АЭС и их последствия.
излучений
с
веществом,
Воздействие радиации на живые
биологическое
действие
организмы. Эквивалентная доза.
ионизирующего
излучения.
Активность источника.
Ядерные
реакторы,
их типы,
Взаимодействие ядерных излучений с
пути
совершенствования.
веществом. Биологическое действие
Основы
радиометрии
и
ионизирующего излучения.
основные
радиометрические
Ядерные взрывы и их последствия.
приборы.
Ядерные реакторы, их типы, пути
совершенствования.
Современное развитие и перспективы
ядерной энергетики. Концепция «риск
– польза», социально
психологический аспект.
Современное развитие и перспективы
ядерной энергетики. Концепция «риск
– польза», социально
психологический аспект.
17.10.13
24.10.13
07.11.13
14.11.13
21.11.13
28.11.13
Знать/понимать физические
основы
ядерной
энергетики; экологические
проблемы
АЭС;
взаимодействие ядерного
излучения с веществом;
устройство и принцип
действия
ядерного
реактора; причины аварий
на АЭС, их последствия и
возможные
способы
предотвращения.
05.12.13
12.12.13
19.12.13
26.12.13
16.01.14
23.01.14
30.01.14
06.02.14
13.02.14
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Достижения физики и решение экологических проблем (5 часов)
Альтернативная энергетика.
Виды природных ресурсов: Знать виды природных
исчерпаемые,
неисчерпаемые. ресурсов, различные виды
Энергетика ядерного синтеза.
Исчерпаемые: возобновляемые, энергии, альтернативные
Смешанные источники энергии.
невозобновляемые.
источники
энергии;
Биоэнергетика.
Неисчерпаемые виды энергии: понимать, в чём их отличие
Возобновляемые источники энергии.
солнечная,
геотермическая, и
как
выгоднее
их
Экологические проблемы
гравитационная,
ветровая. использовать.
использования различных видов
Экономия
ресурсов.
энергоресурсов.
Альтернативные
источники
Экологические аспекты
энергии.
Биоэнергетика.
использования ядерной энергии и
утилизации радиоактивных отходов.
20.02.14
27.02.14
06.03.14
13.03.14
20.03.14
Мониторинг (физические основы) (6 часов)
Физические основы очистных
Виды
мониторинга. Знать виды мониторинга,
03.04.14
аппаратов.
Первоочередные
проблемы его
уровни
и
глобального мониторинга. Виды классификацию. Понимать: Мониторинг
Мониторинг атмосферного воздуха.
загрязнений,
основные различие между предельно атмосферного
источники
загрязнений, допустимым
и воздуха.
возможные влияния загрязнений фактическим состоянием
Определение загрязнений в
17.04.14
на
состояние
атмосферы.
экологической
системы;
атмосфере.
Санитарная охрана окружающей смысл
экологического
Мониторинг почвы.
24.04.14
среды.
резерва
системы.
Сравнительные показатели
01.05.14
среднесуточных ПДК (воздуха,
почвы, воды).
Сравнительные показатели
08.05.14
среднесуточных ПДК (воздуха,
почвы, воды).
Обобщение материала (2 часа)
Итоговая конференция.
15.05.14
22.05.14