Сформировать у современных школьников полноценную естественно-научную картину мира невозможно без изучения экологических проблем.
Парниковый эффект, глобальные изменения климата, повышение уровня мирового океана, озоновые дыры — вот далеко неполный перечень глобальных экологических проблем, в основе которых лежат физические законы. Любой современный человек должен уметь анализировать экологические проблемы, определять их причины и прогнозировать последствия, но для этого необходимо обладать определенным набором знаний, в частности, в такой области, как физика.
Федеральные государственные образовательные стандарты основного общего и среднего общего образования при изучении предметной области «естественнонаучные предметы» предусматривают рассмотрение экологических тем. В частности, при изучении физики в основной школе предметные области должны отражать «осознание возможных причин техногенных и экологических катастроф», «формирование представлений о нерациональном использовании природных ресурсов и энергии, загрязнении окружающей среды». В средней школе курс физики на углубленном уровне нацелен на формирование у обучающихся «умений прогнозировать, анализировать и оценивать последствия бытовой и производственной деятельности человека, связанной с физическими процессами, с позиций экологической безопасности».
Сегодня школьными программами курса физики предусмотрено, что при изучении непосредственно, физики обучающиеся параллельно рассматривают и экологические темы, например, такие как взаимосвязь природы и общества, источники загрязнения природной среды и их влияние на жизнь человека, проблемы охраны окружающей среды, альтернативные виды энергии, перспективы развития экономики с учетом экологических требований. Подобного симбиоза вполне можно достичь, не перегружая учебную программу по физике, а разбирая вопросы экологии с точки зрения изучаемого на уроках материала.
Например, при изучении некоторых физических величин рассмотреть экологическую составляющую ветра, шума, вибраций, различных излучений, природных процессов. Это позволяет школьникам глубже понимать природу различных явлений и их влияние на жизнь и здоровье человека, лучше анализировать причинно-следственные связи различных природных явлений, полнее оценивать экологические последствия экономических и технических решений, непродуманное вмешательство человека в природу. Для достижения наибольшего результативности от проведенного урока физики, в рамках которого рассматриваются экологические вопросы, необходимо учитывать экономические и природно-климатические условия своего региона. Такой подход позволяет при изучении тех или иных тем опираться не на общие рассуждения, а приводить конкретные и наглядные примеры, что положительно сказывается на усвоении материала и побуждает обучающихся еще раз задуматься о местных экологических проблемах.
В таблице 1 приведены примеры интеграции элементов экологии в процесс изучения физики с 7-го по 11-й класс с учетом региональных особенностей (см. табл. 1).
Таблица1
Рекомендуемые к рассмотрению экологические темы на уроках физики с учетом региональной специфики
|
Тема курса физики |
Понятия и законы, изучаемые на уроках физики |
Экологическая проблема |
|
7 класс |
||
|
Физика — наука о природе. |
Определение «Физика» |
Физические факторы прямо или косвенно воздействующие на жизнь и деятельность жителей Челябинской области. |
|
Физические величины. Физические приборы. |
Определение «Физическая величина» |
Производство высокоточных средств измерения, контроля и регулирования технологических процессов, безопасных для общества и окружающей среды (история развития ОАО «Челябинский завод «ТЕПЛОПРИБОР»). |
|
Роль физики в формировании естественнонаучной грамотности |
Научный метод познания |
Роль физики в развитии промышленного комплекса региона: динамика развития региональной экономики. Проблема утилизации отходов. Влияние хозяйственной деятельности на окружающую среду. |
|
Движение молекул |
Броуновское движение. Диффузия |
Распространение вредных веществ, выброшенных промышленными предприятиями области, вследствие диффузии. Опасность неправильного применения и хранения минеральных удобрений. Защита атмосферы, воды и почвы от загрязнения. |
|
Взаимодействие молекул |
Силы притяжения и отталкивания |
Неблагоприятные воздействия промышленных отходов на водоплавающих птиц Челябинской области и их местообитание. |
|
Агрегатные состояния вещества. Свойства газов, жидкостей и твердых тел |
Агрегатное состояние вещества. Строение и особенности |
Технологии производства стали на промышленных предприятиях Челябинской области. |
|
Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение |
Движение, система отсчета, траектория, пройденный путь перемещение, равномерное и неравномерное движение |
Проблемы регулирования транспортных потоков в Челябинской области: перекресток магистральных путей России. |
|
Давление твердых тел, жидкостей и газов. |
Давление. Атмосферное давление. Закон Паскаля. Давление в жидкости и газе. Архимедова сила |
Химическое и биологическое загрязнение атмосферы и здоровье человека. Влияние погоды на самочувствие человека. Давление колес большегрузных автомобилей на почву и дорожное покрытие автодорог Челябинской области. |
|
Вес воздуха |
Вес воздуха |
Особенности распространения промышленных выбросов в регионе. Охрана атмосферного воздуха от загрязнений в Челябинской области. |
|
8 класс |
||
|
Тепловые явления (тепловое движение теплопередача, плавление и отвердевание, испарение и конденсация). |
Количество теплоты Удельная теплоемкость Удельная теплота плавления Удельная теплота парообразования |
Естественные и искусственные источники загрязнения атмосферы. Тепличный эффект. Проблема озонового экрана. Влияние высоких температур на организм человека в горячих цехах промышленных предприятий Челябинской области; Антропогенный источник тепла — нарушение теплового баланса Челябинской области. |
|
Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение её при конденсации пара |
Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пары |
Оценка выбросов газообразных веществ кислотного характера в атмосферу как показателя загрязнения окружающей среды Челябинской области. Движение загрязненных воздушных масс. |
|
Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания |
Двигатель внутреннего сгорания |
Тепловые двигатели и их применение на автомобиле «Урал» ОАО «УралАЗ» г. Миасс. |
|
Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли |
Магнитное поле Земли |
Аномалии магнитного поля на территории Челябинской области: причины появления, воздействие их на здоровье человека. |
|
9 класс |
||
|
Источники звука. Звуковые колебания. Высота, тембр, громкость звука |
Колебания. Резонанс |
Особенности природного и искусственного шумового загрязнения в регионе. |
|
Ультразвук и инфразвук |
Шкала электромагнитных колебаний |
Применение ультразвука в промышленности Челябинской области и для глубинной разведки горных пород. |
|
Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. |
Электромагнитное поле. Волна |
Измерение физических факторов среды: освещенность, уровень шума, электромагнитное излучение (Уральская комплексная лаборатория промышленного и гражданского строительства). |
|
10 класс |
||
|
Основы МКТ |
Температура, давление, влажность воздуха. Основное уравнение молекулярно–кинетической теории. Уравнение Менделеева–Клапейрона. Законы Бойля–Мариотта, Гей–Люссака, Шарля. |
Влияние загрязнения и состава атмосферы на состояние и жизнь человека и живых организмов. Тепличный эффект. Проблема озонового экрана. |
|
Работа. Мощность. Энергия |
Работа. Мощность. Энергия |
Экологическая безопасность различных механизмов. |
|
9, 11 классы |
||
|
Атом и атомное ядро |
Дефект массы ядра, энергия связи ядра, энергетический выход ядерной реакции. Постулаты Бора. Закон радиоактивного распада |
Минеральные и энергетические ресурсы и использование их человеком. Рациональное использование и охрана недр. Использование новых источников энергии. Охрана окружающей среды при разработке полезных ископаемых. |
|
Состав атомного ядра. Изотопы |
Изотопы |
Производство радиоактивных изотопов ФГУП «ПО «Маяк» г. Озерск. |
Из материала, приведенного в таблице, видно, что многие темы, изучаемые на уроках физики тесным образом связаны с экологическими аспектами. По нашему мнению, такой комплексный подход к изучению физики с опорой на конкретные примеры и с учетом специфики региона проживания, не только расширяет их знания, но и повышает интерес к предмету. Мы уверены, что экологические знания, имеющие хорошую теоретическую базу из области физики, положительно скажутся на формировании у обучающихся экологического мышления, которое поможет им в будущем успешно решать задачи в сфере охраны окружающей среды и рационального природопользования.
Литература:
- Методические рекомендации по учету национальных, региональных и этнокультурных особенностей при разработке общеобразовательными учреждениями основных образовательных программ начального, основного, среднего (полного) общего образования / В. Н. Кеспиков, М. И. Солодкова, Е. А. Тюрина, Д. Ф. Ильясов, Ю. Ю. Баранова, В. М. Кузнецов, Н. Е. Скрипова, А. В. Кисляков, Т. В. Соловьева, Ф. А. Зуева, Л. Н. Чипышева, Е. А. Солодкова, И. В. Латыпова, Т. П. Зуева; Мин-во образования и науки Челяб. обл.; Челяб. ин-т переподгот. и повышения квалификации работни-ков образования. — Челябинск: ЧИППКРО, 2013. — 164 с.
- Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://fgos.ru/fgos/fgos-ooo
- Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://fgos.ru/fgos/fgos-soo/
- Физика. 7–9 классы: рабочая программа к линии УМК А. В. Перышкина, Е. М. Гутник: учебно-методическое пособие/ Н. В. Филонович, Е. М. Гутник. — М.: Дрофа, 2017. — 86 с.
- Физика. Рабочие программы. Предметная линия учебников под редакцией А. А. Пинского, О. Ф. Кабардина. 10–11 классы: учебное пособие для общеобразовательных организаций/ М. Ю. Королев, Е. Б. Петрова. — М.: Просвещение, 2017. — 92 с.
