программа элективного курса для для учащихся 9 класса

Муниципальное образовательное учреждение
« Средняя общеобразовательная школа № 87»
Программа элективного курса
« ФИЗИКА И ЭКОЛОГИЯ»
( для учащихся 9 класса )
Автор:
Ерёмина Светлана Николаевна
Учитель физики.
ЗАТО Северск – 2008
Пояснительная записка.
Многие школьники интересуются проблемами, лежащими за пределами
школьного учебника. Для заполнения этого пробела следует предложить детям ряд
интегрированных курсов, одним из которых можно считать предлагаемый курс.
Основной идеей интегрированных курсов можно считать взаимосвязь физики
с другими предметами, такими как биология, химия, астрономия, экология.
Особенностью интегрированных курсов для школьников является их адаптация к
тому уровню понимания, на которое способен школьник.
Для проверки правильности понимания изучаемого материала рекомендуется
сочетать изложение материала с самостоятельной работой учащихся. Для этого
можно использовать решение как качественных, так и расчётных задач,
выполнение практических и лабораторных работ, участие в исследовательской
работе.
Актуальность.
В рамках теории экологического образования выпускник основной школы
способен быть творческой личностью, делать выбор из множества альтернатив,
беря на себя ответственность за принятое решение. Учитель берёт на себя роль
советника, помощника в становлении личности ученика.
Цель курса.
- расширение кругозора школьников,
- повышение интереса к изучению законов окружающего мира,
способностей человеческого организма и возможностей современной техники,
- расширение сознания учащихся в области охраны окружающей среды,
- формирование научного мировоззрения через восприятие целостной
картины мира,
- формирование целостного представления о проблемах экологии на
глобальном, региональном и локальном уровнях, а так же нахождение возможных
путей их решения.
Возраст слушателей.
Предлагаемый курс рассчитан на школьников девятых классов. Курс не
предполагает знаний высшей математики, для выполнения всех, предусмотренных
программой заданий, достаточно знания школьной алгебры.
Задачи курса.
Основная учебная задача – дать всестороннее знание об исследуемом
предмете. В частности, информационные задачи курса можно сформулировать
таким образом:
- знакомство с методикой проведения исследовательской работы,
2
-выявление источников загрязнения окружающей среды,
- изучение методик определения загрязнения снежного покрова,
- знакомство с методикой определения загрязнения воздуха,
- изучение источников энергии.
Методической
задачей
курса
является
его
экспериментальная
доказательность. Поэтому неотъемлемой частью являются практические работы:
- проведение экспериментов по определению загрязнения снежного покрова
и воздуха,
- разработка и изготовление фильтров,
- освоение методик обработки результатов,
- решение качественных, расчётных и экспериментальных задач.
Мировоззренческая задача – формирование у школьников основ научного
метода исследования природы: наблюдение – гипотеза – эксперимент – построение
теории.
Предполагаемый результат.
Программа нацелена на овладение учениками методик проведения
исследований, поэтому итогом работы может служить реализация поставленных
целей и задач, т. е. у учащихся формируется более полная картина экологических
проблем и методов их решения. Логичным завершением курса предполагается
создание проектов. Завершается курс проведением научной конференции, где все
слушатели курса представят свои работы как персональные, так и коллективные.
СОДЕРЖАНИЕ.
Курс рассчитан на 17 часов. Содержание программы охватывает перечень
вопросов о способах загрязнения окружающей среды, видах энергии, методах
борьбы с загрязнением нашей среды обитания. Более глубокое изучение тепловых
процессов, источников электроэнергии позволит выяснить, какой вред природе
наносится различными источниками энергии. Рассмотреть, как загрязняют воздух
автомобили, к чему могут привести выбросы большого количества промышленных
предприятий. Подобранный материал предполагает более глубокое и расширенное
изучение жизненно-важных для практической деятельности человека вопросов,
сопровождаемых интересными демонстрациями и экспериментами.
Теоретические вопросы.
- проблемы загрязнения окружающей среды,
- источники загрязнения,
- изучение различных источников энергии,
- знакомство с основами проведения эксперимента,
- знакомство с методикой определения загрязнения снежного покрова,
- знакомство с методикой определения загрязнения воздуха,
- знакомство с методами очистки.
3
Практика.
- решение качественных задач с экологическим содержанием,
- решение количественных задач,
- разбор экспериментальных задач,
- практическая работа «Культура водопотребления»,
- практическая работа «Составление экологического паспорта помещения»,
- практическое занятие по изготовлению фильтров.
Лабораторные работы.
- анализ качества воды,
- анализ снеговой воды,
- изучение загрязнения воздуха автомобилями,
- изучение шумового загрязнения.
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Программа нацелена на расширение сознания учащихся и развитие знаний об
организации окружающего мира, о единстве живой и неживой природы,
формирование научного мировоззрения через восприятие целостной картины мира.
Задача состоит в том, чтобы познакомить детей с основными экологическими
проблемами нашего времени: загрязнение атмосферы, вод мирового океана,
изменение климата Земли, всё расширяющееся радиоактивное загрязнение. Как
результат этих процессов происходит ухудшение среды обитания человека,
вызывающее его болезни и состояние психологического дискомфорта. В этой
ситуации необходим принципиально новый подход к данной проблеме, а именно:
воспитание нового отношения к природе, осознание того факта, что человек часть
природы и должен изучать законы её развития и функционирования и строить свою
деятельность согласно им. Необходимо воспитать осведомлённость о состоянии
окружающей среды и овладеть определёнными навыками и методами принятия
решения.
Исходя из выше изложенного, учителю отводится роль советника,
помощника, консультанта. Основные функции учителя:
направляющая (предложение темы и объекта исследования); воспитательная
(коррекция работ в группах, создание условий для творческой работы,
предоставление возможности самостоятельного поиска);
систематизирующая (в период проведения практических работ, учитель
наблюдает, направляет, помогает в систематизации полученных данных);
образовательная (при обобщении полученных результатов, проводится
совместное обсуждение, в результате творческой деятельности даются новые
знания).
При работе по данной программе учитель использует разнообразные приёмы
и методы: лекции, рассказ, беседа, эксперимент, позволяющий шире осветить
теоретический материал. Включение задач с экологическим содержанием,
позволяет детям обогатить свои знания в этой области, а именно: познакомиться с
4
проблемой взаимодействия человека с окружающей средой, с основными путями
снижения нежелательных последствий этого взаимодействия.
ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
ТЕМА
1. Проблемы загрязнения
окружающей среды.
2. Источники загрязнения.
3. Изучение различных
источников энергии.
4. Решение качественных
задач с экологическим
содержанием.
5. Решение
количественных задач.
6. Решение
экспериментальных задач.
7. Знакомство с методикой
проведения эксперимента.
8. Методика определения
загрязнения снежного
покрова.
9. Определение
загрязнения снежного
НАГЛЯДНОСТЬ
Электропроводность
солёной воды
(зависимость от
концентрации), влияние
ЛЭП и электромагнитных
полей на окружающую
среду.
Задымлённость (папироса,
шприц, вата), бытовой
мусор, промышленные
отходы, радиация,
электростанции.
Анализ преимуществ и
недостатков разного вида
электростанций
(приливных,
геотермальных, ГЭС,
ТЭС,
гелиоэнергетических,
ветроустановок, АЭС).
Подбор задач по разным
разделам физики с
элементами экологии.
Задачи по расчёту
потребления различного
вида топлива, по расчёту
КПД различных
энергоустановок.
Подборка задач по темам:
электрический ток,
фототок, МКТ.
Постановка цели,
знакомство с методикой
проведения эксперимента
по заданной цели.
Разбивка на зоны, забор
проб, фильтрование,
анализ воды.
Разборная металлическая
труба, полиэтиленовые
5
ФОРМА ЗАНЯТИЯ
Лекция.
Беседа.
Беседа.
Практикум по решению
задач.
Практикум по решению
задач.
Практикум по решению
задач.
Лекция.
Беседа.
Лабораторная работа.
покрова.
пакеты, весы, фильтры,
анализаторы.
10. Анализ качества воды. Универсальная
индикаторная бумага,
дистиллированная вода.
11. Культура
Предварительная
водопотребления.
подготовка (учёт
потребляемой дома воды).
12. Методика определения Пылесос, съёмные
загрязнения воздуха.
фильтры,
светоанализатор.
13. Изучение загрязнения Секундомер.
воздуха автомобилями.
14. Составление
Метровая линейка,
экологического паспорта
миллиамперметр,
помещения.
фотоэлемент.
15. Методы очистки
Тканевые, водяные
воздуха.
фильтры, зелёный лист –
природный фильтр.
16. Изготовление
Стеклянные трубки, вата,
фильтров.
насос, сосуды с двумя
отверстиями, пластиковые
трубки.
17. Защита творческих
Проекты.
работ.
Лабораторная работа.
Практическая работа.
Лекция.
Лабораторная работа.
Практическая работа.
Лекция.
Практическое занятие.
Конференция.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Буров В.А. Фронтальные лабораторные занятия по физике. – М.:
Просвещение, 1970.
Демкович В.П. Физические задачи с экологическим содержанием. //
Физика в школе.- 1991.- № 3,.
Загрязнение окружающей среды. // Байкальская экологическая
волна.- 1996.- №6
Ламбрианиди К.А. физика и живая природа. // Физика в школе.1991.- № 4
Пасечник В.В. Экология. Школьный практикум. – М.: Дрофа,
1998.Покровский С.Ф. Опыты и наблюдения в домашних заданиях по
физике. – М.: изд-во академии педагогических наук РСФСР, 1963.
Роквелл Дин М. Отбор образцов воздуха. // Байкальская
экологическая волна .-1997.- № 2, .-С. 19 – 21.
Фадеева Г.А. Физика и экология. – Волгоград: Учитель,2003.
Физика – юным: Книга для внеклассного чтения. – М.: Просвещение,
1980.
6
Формирование научно – исследовательских компетентностей
в рамках элективного курса «Физика и экология».
Многие школьники интересуются проблемами, лежащими за пределами
школьного учебника. Для заполнения этого пробела следует предложить детям ряд
интегрированных курсов, одним из которых можно считать предлагаемый курс.
Основной идеей которого является
взаимосвязь физики с другими
предметами, такими как биология, химия, экология. Особенностью данного курса
для школьников является их адаптация к тому уровню понимания, на которое
способен школьник.
Для проверки правильности понимания изучаемого материала рекомендуется
сочетать изложение материала с самостоятельной работой учащихся. Для этого
можно использовать решение как качественных, так и расчётных задач,
выполнение практических и лабораторных работ, участие в исследовательской
работе.
В рамках теории экологического образования выпускник основной школы
способен быть творческой личностью, делать выбор из множества альтернатив,
беря на себя ответственность за принятое решение. Учитель берёт на себя роль
советника, помощника в становлении личности ученика.
Среди типичных целей, которые, как правило, прописываются в различных
программах, таких как:
- расширение кругозора школьников,
- повышение интереса к изучению законов окружающего мира,
способностей человеческого организма и возможностей современной техники,
- расширение сознания учащихся в области охраны окружающей среды.
Особо можно отметить такие цели как:
- формирование научного мировоззрения через восприятие целостной
картины мира,
- формирование целостного представления о проблемах экологии на
глобальном, региональном и локальном уровнях, а так же нахождение возможных
путей их решения.
Предлагаемый курс рассчитан на школьников девятых классов, не
предполагает знаний высшей математики, для выполнения всех, предусмотренных
программой заданий, достаточно знания школьной алгебры.
Основная учебная задача – дать всестороннее знание об исследуемом
предмете. В частности, информационные задачи курса можно сформулировать
таким образом:
- знакомство с методикой проведения исследовательской работы.
Методической
задачей
курса
является
его
экспериментальная
доказательность. Поэтому неотъемлемой частью являются практические работы:
- проведение экспериментов по определению загрязнения снежного покрова
и воздуха,
- разработка и изготовление фильтров,
- освоение методик обработки результатов,
- решение качественных, расчётных и экспериментальных задач.
7
Мировоззренческая задача – формирование у школьников основ научного
метода исследования природы: наблюдение – гипотеза – эксперимент – построение
теории.
Программа нацелена на овладение учениками методик проведения
исследований, поэтому итогом работы может служить реализация поставленных
целей и задач, т. е. у учащихся формируется более полная картина экологических
проблем и методов их решения. Логичным завершением курса предполагается
создание проектов. Завершается курс проведением научной конференции, где все
слушатели курса представят свои работы как персональные, так и коллективные.
Программа нацелена на расширение сознания учащихся и развитие знаний об
организации окружающего мира, о единстве живой и неживой природы,
формирование научного мировоззрения через восприятие целостной картины мира.
Задача состоит в том, чтобы познакомить детей с основными экологическими
проблемами нашего времени: загрязнение атмосферы, вод мирового океана,
изменение климата Земли, всё расширяющееся радиоактивное загрязнение. Как
результат этих процессов происходит ухудшение среды обитания человека,
вызывающее его болезни и состояние психологического дискомфорта. В этой
ситуации необходим принципиально новый подход к данной проблеме, а именно:
воспитание нового отношения к природе, осознание того факта, что человек часть
природы и должен изучать законы её развития и функционирования и строить свою
деятельность согласно им. Необходимо воспитать осведомлённость о состоянии
окружающей среды и овладеть определёнными навыками и методами принятия
решения.
Исходя из выше изложенного, учителю отводится роль советника,
помощника, консультанта. Основные функции учителя:
направляющая (предложение темы и объекта исследования); воспитательная
(коррекция работ в группах, создание условий для творческой работы,
предоставление возможности самостоятельного поиска);
систематизирующая (в период проведения практических работ, учитель
наблюдает, направляет, помогает в систематизации полученных данных);
образовательная (при обобщении полученных результатов, проводится
совместное обсуждение, в результате творческой деятельности даются новые
знания).
При работе по данной программе учитель использует разнообразные приёмы
и методы: лекции, рассказ, беседа, эксперимент, позволяющий шире осветить
теоретический материал. Включение задач с экологическим содержанием,
позволяет детям обогатить свои знания в этой области, а именно: познакомиться с
проблемой взаимодействия человека с окружающей средой, с основными путями
снижения нежелательных последствий этого взаимодействия.
Для того, чтобы судить об эффективности работы программы необходим
измерительный инструмент, таким инструментом выбрано тестирование на входе и
на выходе. Вопросы, включённые в тест, позволяют определить уровень
компетентностей в области знаний об источниках энергии, влияния антропогенных
факторов на окружающую среду, способов решения экологических проблем.
Вопросы, касающиеся различных источников энергии, очевидны, и на них
останавливаться не будем, а вот на заданиях, позволяющих оценить готовность к
8
решению экологических проблем, остановимся поподробнее. Например, на
заданную ситуацию «Произошла утечка нефти, пострадали большое количество
морских животных», предлагается несколько способов её разрешения:
А) организовать экспедицию по отлову пострадавших животных и
отмыванию их от нефти; Б) оштрафовать виновников аварии; В) развивать научные
изыскания по разработке отсорбирующих нефть материалов; Г) запретить
перевозку нефти морем.
Респондентам предлагалось выбирать столько вариантов ответа, сколько, по
их мнению, требуется. Дети, отвечавшие на этот вопрос перед началом курса,
сделали следующий выбор: вариант «А» выбрали 67% ребят, «Б» -38%, стальные
же варианты набрали единичные ответы. Некоторые предлагали на деньги,
полученные от штрафов и организовать экспедицию для помощи животным.
Те же дети, но уже прошедшие курс обучения и способные шире смотреть на
проблему, на другом уровне оценить данную ситуацию, делают более осознанный
выбор. Не отказываясь от взятия штрафа и целевого его использования на
организацию помощи пострадавшим животным (этот выбор делает подавляющее
большинство, практически 90% опрошенных), выбирают ещё вариант «В» (около
73%). Таким образом можно констатировать, что в вопросе решения экологических
катастроф, ученики стали более компетентны. Так как смотрят на проблему не
локально, что позволяет решить проблему только сиюминутно, а уже более
масштабно, так как разработка материалов, способных собирать нефть с
поверхности моря, позволит избежать дальнейшего растекания нефтяного пятна,
что предотвратит возможность экологической катастрофы в другом районе, куда
возможно переместится нефтяная плёнка. Последний же вариант запрета
транспортировки нефти морем не выбрал никто, что показывает понимание ребят
той ситуации, которую нельзя разрешить простым запретом, так как человечество
не способно отказаться от блага цивилизации. Поэтому единственный выход – это
разработка передовых технологий, способных, если не полностью избежать, то, по
меньшей мере, минимизировать вред, наносимый той самой цивилизацией
окружающей среде, что позволит выжить нам и нашим потомкам.
Это один из примеров, подобных вопросов в тесте несколько, причём анализ
ответов на них даёт тот же результат, то есть работа по данной программе
позволяет повысить уровень научной компетентности в вопросах экологии. Кроме
того, работа по решению различных экопроблем, предусматривает знакомство с
различными методиками, направленными на исправление различных ситуаций,
например, загрязнение воздуха, воды, снежного покрова и т.п., этот фактор
работает на развитие исследовательских компетентностей. Каждая практическая
или лабораторная работа имеет цель, объект исследования, исходя из этого,
продумывается план действий, подбирается инструмент, как итог – вывод,
отвечающий на вопрос цели. В приведённой цепочке действий никакого
новшества, для людей, знакомых с методикой проведения лабораторных работ, нет,
однако в отличии от учебника, прописывающего все этапы, данная методика этого
не предусматривает. Работа над освоением методики проведения эксперимента
идёт постепенно, первая работа практически целиком проводится под
руководством учителя, с помощью вопросов, обозначается цель, разрабатывается
план, выбирается оборудование, проводится исследование, обрабатываются
9
результаты, делается вывод. Затем от работы к работе, влияние учителя
уменьшается, т.е. план работы и инструмент дети выбирают сами, затем
самостоятельным становится и формулировка цели, и т.д. до полного
самостоятельного выполнения работы, учитель же постепенно переходит на роль
наблюдателя и консультанта. Таким образом,
учащиеся развивают
исследовательские компетентности. Как результат можно рассматривать тот факт,
что по итогам года 7 человек выбрали в качестве итогового экзамена – защиту
проектов по проблемам экологии.
Подводя итог всему сказанному, можно отметить, что апробация программы
элективного курса прошла успешно, что подтверждают результаты тестирования и
успешная защита проектов.
10