Развитие экологического понятия на уроках физики
Содержание
Введение 3
1.1 Основные направления и способы формирования
экологического мировоззрения в условиях
реализации межпредметных связей физики с экологией 5
Роль межпредметных связей при формировании
экологических знаний на уроках физики 7
Формирование экологического мировоззрения в системе
школа-вуз 12
Особенности преподавания физики при
формировании экологического мировоззрения 17
1.5 Информационные технологии в системе образования экологической культуры 24
2 Интерактивно - модульный подход как дидактическое
условие, способствующее формированию
экологического мировоззрения при обучении физике
учащихся в общеобразовательной школе 26
2.1 Состояние проблемы экологизации знаний в теории и в
методике, практики школьного обучения физике 26
2.2 Экологические знания в структуре физического образования 30
2.3 Методика формирования экологического мировоззрения
Учащихся 35
3. Педагогический эксперимент и методика проведения 41
3.2 Константирующий эксперимент и его результаты 43
3.3 Поисковый эксперимент и его результаты 44
3.4 Обучающий и контрольный эксперименты и их результаты 45
Выводы по 3 главе 53
Заключение 56
Список использованной литературы 65
Введение
Поколение, _ которое_ сейчас_ ходит_ в _школу, _к 2030 году_ займет в обществе _ключевые позиции. Именно тогда, по оценкам экспертов, обострятся все проблемы, связанные с состоянием окружающей среды. И именно этому поколению придется распутывать чрезвычайно сложный клубок проблем. К этому нужно быть готовым и психологически, и интеллектуально. В обеспечении такой готовности собственно и состоят главные цели того, что мы не совсем правильно называем экологическим образованием.
Для создания современной атмосферы природе понадобилось миллионы лет, человеку, по-видимому, теперь достаточно нескольких десятилетий, чтобы вернуть ее к тому состоянию, которое она имела в третичный период. Биосфера не в состоянии сама справляться с нагрузкой, приспособиться к ней, нейтрализовать ее отрицательное воздействие при помощи саморегуляции и самоочищения. Увеличивающееся загрязнение приобрело глобальный характер, угрожающий здоровью человека и среде его обитания необратимыми изменениями.
Вследствие этого насущно необходимыми стали: всестороннее изучение влияния человеческой деятельности на природу, выяснения способов сохранения оптимального функционирования природных процессов в условиях НТР, глубокое и всеобъемлющее исследования взаимной зависимости изменения природной среды и развития промышленности, энергетики, разнообразных транспортных средств, роста интенсификации использования природных богатств, а также научно прогнозируемое преобразование природы и управление ею в интересах общества.
В преподавании важным этапом в процесс формирования целостного представления о технике является изучение курса физики. Значение физических знаний в раскрытии актуальных вопросов экологии определяется прежде всего следующими обстоятельствами: 1) земля, вода, воздух, и т.д., входящие в биосферу нашей планеты, являются объектами изучения физики наряду с другими естественными науками; 2) многие протекающие в биосфере процессы, их устойчивость зависят от физических свойств отдельных элементов биосферы; 3) в ней вместе с биологическими и другими процессами протекают и физические: тепловые, электромагнитные, радиоактивные и т.д.
Решение экологических проблем не терпит отлагательства. Это в значительной степени зависит от того, насколько современная молодежь овладеет знаниями по охране природы и экологической культурой.
1.1 Основные направления и способы формирования экологического мировоззрения в условиях реализации межпредметных связей физики с экологией
Экологическое образование сегодня - непременный компонент деятельности любой образовательной организации. Однако такое образование, получаемое в стенах школы, зачастую носит сугубо теоретический характер. Вопрос состоит в том, чтобы научить детей поступать в соответствии с полученными знаниями. Экологическое образование учащихся должно обязательно находить своё применение в практической деятельности, участии в решении конкретных экологических проблем своего региона, края, города, села. Только тогда можно надеяться на формирование у детей экологического сознания, активной гражданской позиции, ответственности за состояние окружающего мира.
Общеизвестно, что мировоззрение - это концептуально выраженная система взглядов на окружающий мир, место и роль в нём человека, на отношение людей к объективной реальности и друг к другу, а также соответствующие этому идеалы и убеждения, принципы познания и деятельности, ценностные ориентации. Мировоззрение имеет огромный практический смысл, влияя на нормы поведения, жизненные стремления, интересы, труд и быт людей [10, с. 561], Мировоззрение предполагает образ мира как целого, что достигается возвышением над обыденностью, повседневности существования, при выходе в сферу всеобщности. То есть мировоззрение по сути своей метафизично. Позиция над миром и собой достигается благодаря другому базисному основанию - жизненному опыту человечества, аккумулированному в культура Исходными мировоззренческими понятиями являются мир и человек. Вопрос об их соотношении - основной мировоззренческий вопрос [110, с. 392]. Ответы на этот вопрос различны и многообразны, хотя так или иначе они зависят от того, что принимается за определяющее начало - мир или человек. Если первичным оказывается мир, то человек производен от него, поэтому является его частью, его проявлением. При этом мир может отождествляться с природой, материей, субстанцией (духовной или материальной), универсумом, космосом и т.п. Человек в таком случае выводится из мира, объясняется через его законы и свойства. Если же за исходное принимается понятие человек, то мир определяется через человека, он становится человеком (более того -индивидом), он оказывается соразмерным человеку (миром человека). Нередко два этих полюсных подхода пытаются объединить, тогда за исходное принимается отношение, связь мира и человека.
Мировоззрение представляет собой систему, которой присуща своя внутренняя структура с устойчивыми элементами. Элементы мировоззрения это прежде всего идеи, концептуальные образы, создающие определенную картину мира и человека, иными словами - мировосприятие и миропонимание. На основе этого концептуального миропонимания возникает оценка человеком самого себя, своего окружения, своей жизни в мире. Выявляется система смыслов и ценностей, вырабатываются идеалы, то есть всеобщие принципы представлення о благе, истине, красоте, пользе и т.д.
Основы мировоззрения человека закладываются в школьные годы. Ориентируясь на идеалы, он определяет цели и задачи жизни, познания, практического преобразования мира и себя. Именно идеалы соединяют идеи и жизнь, придают идеям деятельную форму Куда направит свою энергию подрастающий член общества? Какие идеалы и ценности в дальнейшем он будет утверждать в своей жизни? Это во многом определится тем образованием, тем уровнем культуры, которого он достигнет. Мировоззрение предполагает выработку жизненной позиции человека. Позиция человека выливается в систему личностных убеждений, образует внутреннее духовное ядро личности. Мировоззрение всегда личностно, оно представляет собой рефлексивное понимание своей жизни, выявления смысла своего бытия в мире. То есть мировоззрение - высший уровень самосознания индивида. В то же время мировоззрение индивида так или иначе сопрягается, перекликается со взглядами, убеждениями, идеями, ценностями, идеалами других людей, человеческого сообщества и выступает как социальное, культурно-историческое образование. Мировоззрение выражает Дух эпохи и может быть, например, мифологическим, религиозным, художественным (поэтическим) [ПО, с. 393-395],
Важнейшим типом мировоззрения является научное мировоззрение, базирующееся на науке. В этом случае отношение мира и человека предполагает приоритет мира, или действительности самой по себе. Наука стремиться, насколько возможно, исключить человека, его фантазию, интересы, волю из своей картины. Идеал науки - достижение истинного знания о действительности. Её эмпирический базис - наблюдение и эксперимент, осуществляемые исследователем. На мировоззренческом уровне наука выявляется в виде научной картины мира - высшего концептуального уровня научного знания, объединяющего исторически и дисциплинарно многообразную науку через ее фундаментальные проблемы и родовые принципы.
Философской основой научного мировоззрения, формируемого при обучении физике, может быть выбрана философская концепция, ее диалектическая составляющая. Основанием для этого выбора могут служить глубокие взаимосвязи данной концепции с концептуальными идеями физической наукой, в особенности современной. А также признание этой взаимосвязи многими естествоиспытателями, в том числе и учеными-физиками. Кроме того, в рамках диалектико-философской концепции обсуждаются такие общефилософские категории, как материя, её виды, формы, движение, взаимодействия, формы существования, раскрываемые через пространственно-временной континуализм, причинно-следственные связи и другие фундаментальные понятия, которые являются философскими категориями. Заметим, что эти фундаментальные понятия лежат в основе научной картины мира, они исследуются многими науками, в том числе физикой и экологией.
За последнее время в теории методики обучения физике усилилось внимание к проблеме формирования научного мировоззрения. Этой проблеме посвящены работы [1.24] других ученых-методистов, рассматривающих разные аспекты данной проблемы, в том числе и процессы формирование научного мышления.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КАРАГАНДИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Понятие Экология было предложено Эрнстом Геккелем в 1866г.
Как название раздела биологии, изучающего вопросы взаимодействия организмов и окружающей среды.
Учёные стали понимать, что взаимоотношения живых организмов с окружающей средой подчиняются определённым закономерностям.
В настоящее время в век НТП у человека есть неограниченные как положительные так и отрицательные возможности воздействия на природу. Поэтому экология приобрела важное значение.
Предметом исследования экологии являются все стороны жизнедеятельности человека, вопросы сохранения и развития здоровья людей с учётом взаимосвязи его с окружающей природной и социальной средой.
Современная цивилизация оказывает невиданное давление на природу. Существуют 4 среды жизни. без которых не может жить человек: вода, воздух, почва, живы организмы.
Загрязнение природной среды домашним мусором и промышленными выбросами оказывает вредное воздействие на людей, животных, растения, почву, здания и сооружения. Снижает прозрачность атмосферы, повышает влажность воздуха, увеличивает число дней с туманами, уменьшает видимость, вызывает коррозию.
Загрязнение окружающей среды - это изменение свойств среды (химических, механических, физических, биологических и связанных с ними информационных), происходящее в результате естественных или искусственных процессов.
Используя различные элементы окружающей среды в своей деятельности, человек изменяет её качество.
Источники загрязнений:
Теплоэлектростанции выбрасывают вместе с дымом в воздух сернистый и углекислый газы;
Металлургические предприятия выбрасывают в воздух оксиды азота , сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;
Выбрасывая продукты сгорания нефти, нитриты и сульфиты, человек породил новую проблему - кислотные дожди: наносится большой вред растениям, разрушается плодородный слой земли, убиваются полезные микроорганизмы.
Проблема актуальна для всей земной цивилизации остро встала в повестку дня нашей Республики.
Под председательством Президента РК Назарбаева Н.А. Заседании Совета безопасности страны был рассмотрен вопрос ОБ угрозах экологической безопасности РК.
Карагандинская область - крупный промышленный центр Казахстана с высокой концентрацией экологически грязного промышленного производства. Развитие производительных сил в нашем регионе долгое время осуществлялось без учёта экологических последствий, в результате чего сложилась напряжённая экологическая обстановка.
Например, суммарные выбросы парниковых газов, выделяемых в результате хозяйственной деятельности, составляет более 4-5 млн тонн в год, валовые сбросы в воду - 5-6 млн тонн кубометров, накопление промышленных отходов - 350-400 млн тонн. В Казахстане сейчас накоплено 25 млдр тонн отходов, на душу населения приходится около1500 тонн.
В стране имеются 6 крупнейших ураноносных геологических провинций, множество мелких месторождений и рудопроявлений урана, которые обуславливают повышенный уровень естественной радиоактивности, плюс отходы, накопленные на уранодобывающих предприятиях и в местах проведения ядерных взрывов.
1.2 Роль межпредметных связей при формировании экологических знаний на уроках физики
В современной системе наук четко наметился процесс взаимного проникновения и связи между науками. Это полностью объективный процесс, который обусловлен единством окружающего мира. Развиваясь, каждая наука не только углубляет свои знания о природе, но и расширяет границы своих исследований. Вследствие этого происходит взаимное проникновение наук.
Реализация межпредметных связей способствует систематизации, а, следовательно, глубине и прочности знаний, помогает дать ученикам целостную картину мира.
При этом повышается эффективность обучения и воспитания, обеспечивается возможность сквозного применения знаний, умений, навыков, полученных на уроках по разным предметам.
Учебные предметы в известном смысле начинают помогать друг другу. В последовательном принципе межпредметных связей содержится важные резервы дальнейшего совершенствования учебно-воспитательного процесса.
Усиливая реализацию межпредметных связей, мы можем более точно определить роль наших предметов в будущей жизни учеников.
Для более успешного усвоения экологических знаний на уроках физики и экономии учебного времени экологические вопросы рассредоточены по ряду учебных дисциплин. Это позволяет обеспечить достаточно высокий уровень экологических знаний.
Проблемы энергетики или электромагнитного загрязнения окружающей среды обучающиеся более глубоко усвоят на уроках физики, проблему загрязнения окружающей среды промышленными отходами -- при изучении предмета Химия, закономерности динамики популяций -- на уроках предмета Биология, а строение биосферы -- на уроках предмета География. Экологические знания при таком варианте экологического образования встраиваются в систему знаний, приобретаемых школьниками при изучении различных предметов. Междисциплинарный характер современной экологии является главным аргументом в пользу интегрированного варианта школьного экологического образования, при котором экологическое образование охватывает практически все предметы. Основу экологического образования составляют предметы: :: Окружающий мир (природоведение) :: География :: Биология :: Физика :: Химия :: Основы экономики и др.
Реализация межпредметных связей курса физики с другими учебными предметами служит важнейшим условием эффективности формирования экологических знаний, умений и навыков учащихся. Роль межпредметных связей в экологическом образовании школьников при обучении физике заключается в том, что они способствуют:
1). Формированию у учащихся целостного взгляда на природу;
2). Ознакомлению учеников с научными основами взаимодействия природы и современного производства;
3). Организации деятельности учащихся по охране природы;
4). Выполнению учениками учебных практических заданий с элементами экологии;
5). Устранению дублирования учебного материала и экономии времени, отводимого на раскрытие экологических вопросов.
При раскрытии экологических вопросов в процессе обучения физике могут быть осуществлены уже известные (опорные), синхронные и перспективные межпредметные связи. Например, при изучении вопроса о получении электрической энергии на всех типах электростанций в курсе физики 11 класса, используют предшествующие (опорные) знания по географии (запасы и размещение минерального топлива и водных ресурсов), химии (состав воздуха), ботанике (фотосинтез), физиологии и гигиене человека (вредное воздействие СО и других газов на организм человека и животного), а также синхронные связи с химией (горение), биологией (роль фотосинтеза в жизни животных и человека) и перспективные связи с биологией (человек и биосфера, антропогенные факторы природной среды).
Поскольку содержание экологических знаний, получаемых учениками при изучении школьной физики, относится, как правило, к одному из трех вопросов науки и техники: 1) значение физических параметров для нормального функционирования биосферы; 2) рациональное использование энергии и энергетических ресурсов; 3) физические методы защиты природы, - то межпредметные связи реализуются при этом следующим образом:
1. Раскрывая роль физических факторов и параметров природной среды для нормального функционирования биосферы, рассматривают:
А) влияние изменения физического параметра непосредственно на биологические системы;
Б) влияние физического фактора (параметра) на протекание химического явления или процесса и биологические последствия этого влияния;
В) изменение под действием физического фактора другого физического параметра природы - влияние изменения параметра на химические явления - биологические последствия этого.
2. При изложении материала о рациональном использовании энергии и энергетических ресурсов природы прослеживают такие цепочки:
Техника - прямое воздействие на биологические системы;
техника (или технология) - изменения физических параметров биосферы - биологические последствия этих изменений;
техника - изменения химических параметров биосферы - биологические последствия этих изменений;
3. Раскрытие физических методов охраны природы от различных видов загрязнений сопровождается рассмотрением способов защиты от а). физического загрязнения; б). химического и в). биологического загрязнения.
В качестве примера рассмотрим содержание и методику изучения вышеупомянутого вопроса о получении электрической энергии.
При описании устройства и принципа действия ТЭС уместно отметить, что в настоящее время на их долю приходится большая часть выработки электроэнергии в нашей стране. Преимущества тепловых электростанций заключается в том, что они могут быть расположены на любой территории, работают практически на всех видах минерального топлива и вырабатывают не только электрическую, но и внутреннюю энергию (горячую воду для отопления и водоснабжения, пар для технических нужд). Но турбины ТЭС, приводимые в движение перегретым паром, необходимо охлаждать ; поэтому от них непрерывно отводится поток воды, имеющей обычно температуру 8-12 С. Эта вода сбрасывается в водоемы, где создается таким образом зона постоянного подогрева, что ведет к тепловому загрязнению водоемов и отрицательно сказывается на их экологическом балансе (например, ТЭС мощностью 3 МВт сбрасывает до 85-95 кубометров теплой воды в секунду).
Полезно продемонстрировать схему материального и энергетического балансов угольной ТЭС и отметить, что из всего количества затраченных материальных ресурсов в виде топлива и кислорода энергетика использует пока только часть, остальные идут в отходы - золу, шлак и т.д. Поступая в атмосферу, отходы включаются в природные процессы, нарушаю существующее в окружающей среде равновесие. Кроме того, выработанная ТЭС энергия в процессе ее передачи и потребления также в значительной мере теряется - превращается во внутреннюю энергию и рассеивается. Загрязнение природы ТЭС происходит и в итоге консервации и промывки ее оборудования. Вследствие этого увеличение масштабов производства электроэнергии на базе органических видов топлива может, по мнению ученых, привести в будущем к ряду неблагоприятных для жителей Земли результатов - изменению средней температуры атмосферы, появлению в ней вредных газов (СО, SO, NO и др.) в количествах, опасных для здоровья человека и всего живого. Следовательно, чтобы не усугублять этот процесс, необходимо рационально использовать энергию, получаемую на ТЭС: отработанное тепло (конденсат) направлять, например, для бытовых нужд населения (т.е. строить ТЭЦ), экономно расходовать электричество и т.д. Но главное - вести поиски экологически чистых источников энергии.
Используя межпредметные связи с биологией и географией можно сообщить следующие факты.
Продукты неполного сгорания, попавшие в атмосферу, вступают в химические реакции с водяными парами воздуха и в виде микроскопических капелек растворов кислот переносятся на сотни и тысячи километров. На поверхность Земли выпадают так называемые кислотные дожди. Обычная дождевая вода должна иметь рН - 5,6 - 5,7. Но уже десятки лет из причин загрязнения атмосферы над Северной Америкой и Европой выпадают дожди с содержанием кислоты в десятки, сотни и даже в тысячи раз больше. По содержанию кислотные дожди иногда соответствуют уксусной или соляной кислоте.
В ходе эволюции живые организмы приспособились к физической и химической среде и могут существовать только в определенном интервале pН. Большинство организмов не выносят колебаний величины рН. Обмен веществ у них функционирует лишь в среде со строго определенным режимом кислотности-щелочности. Изменение PН вызывает биологическую перестройку водных систем. Когда pН снижается до 6,5 ... 6,0 погибают моллюски. При pН - 6,0 ... 5,0 погибают наиболее чувствительные планктонные организмы, некоторые виды рыбы. При рН 10 вода гибельна для всех рыб. Максимальная продуктивность вод приходится на рН между 6,5 и 8,5.
Две известные компоненты кризиса - глобальное потепление и уменьшение озонового слоя в стратосфере - усиливают друг друга и так или иначе связаны с использованием тепловых двигателей и фреона. Глобальное потепление приводит к увеличению количества водяного пара в атмосфере и поглощения нижней ее частью инфракрасных лучей, которое в противном случае излучалось бы обратно в космос, пройдя через стратосферу. Вследствие этого стратосфера охлаждается, а нижняя часть атмосферы нагревается. Холодная стратосфера с большим количеством водяного пара означает большее количество кристалликов льда в озоновом слое, особенно в полярных регионах, где хлор- и фторуглероды смешиваются с озоном в присутствии льда и таким образом быстро уменьшают концентрацию озона. Что тоньше озоновый слой тем больше ультрафиолетовые лучи бомбардируют поверхность Земли и все организмы, живущие на ней. Ультрафиолетовое излучение поражает растения, которые в нормальных условиях поглощают большое количество СО2 благодаря фотосинтезу, и, похоже, серьезно разрушает их способность к этому. Когда растения поглощают меньше СО2, то этого газа становится в атмосфере больше, а это вызывает еще больше глобальное потепление и все большее охлаждение стратосферы.
Важно подчеркнуть при этом, что проблема охраны природы не может быть решена только на основе достижений естественных наук и техники, изменений в технологии производства, способов добычи сырья и его переработки. Утилизация отходов энергетического производства, перевод его на экологически чистые источники энергии требует значительных затрат, привлечения дополнительных трудовых ресурсов, единого государственного подхода.
Изучение вопросов охраны природы и рационального использования ее богатств при обучении физике усиливает политехническую направленность курса, т.к. сегодня одно из главных требований к современной технике - экологичность.
Учебный материал отдельных тем уроков того или иного предмета оказывается на столько тесно связан с учебным материалом другого предмета, что возникает потребность в осуществлении межпредметных связей на протяжении всего урока. Для решения практических задач повседневной жизни для формирования такого опыта целесообразно использовать уроки с внешними межпредметными связями.
Уроки с межпредметными связями помогают детям не только учиться, но и жить, позволяют детям видеть мир как единое целое, видеть прекрасное в точных науках и точное в прекрасном. Доля таких уроков в общем процессе обучения невелика, а значение их огромно.
Осуществляя межпредметные связи в процессе изучения курса физики, хочется отметить, что и сам курс физики, ее основные законы, понятия и явления играют большую роль в экологическом образовании.
Например, при изложении материала о тепловых двигателях обращаю внимание учеников на необходимость усовершенствование тепловых двигателей: переход от твердого и жидкого топлива на газообразное; на транспорте замена тепловых двигателей электрическими.
При изучении темы: Энергия топлива обращаю внимание на ограниченность запасов органического топлива; загрязнение атмосферы продуктами его сгорания. Рассказываю о возможности создания экологически чистого источника энергии - сгорание водорода с образованием воды.
Итак, осуществление экологического образования учащихся при изучении физики необходимо¸ поскольку деградация окружающей среды вызвана главным образом ее технологическим загрязнением, и физика как теоретическая и экспериментальная база современной технологии оказывается первопричиной человеческого влияния на природу. Но она же выступает и в другой, положительной роли: на основе ее достижений создаются новые альтернативные технологии, сберегающие природные ресурсы и не загрязняющие окружающую среду.
Таким образом, осуществление экологического образования при изучении физики убеждает учащихся в том, что между различными отраслями знаний нет резких границ, что различные области науки не оторваны друг от друга, а взаимно связаны между собой. Учащиеся осознают глубокий по своему содержанию факт, что все науки с разных сторон и каждая своими методами изучают материальный мир. В своей совокупности они дают общее представление о природе. Все это имеет важное воспитательное значение.
Идею межпредметных связей необходимо продолжать и развивать. Ведь нашему обществу необходимо выработать систему подготовки и воспитания биологически грамотной личности, которая глубоко понимает значение жизни как наивысшей ценности на Земле; обладает определенным мышлением, основанным, на экологическом подходе; способна обеспечить охрану природы, экологическую культуру производства, здоровый образ жизни; способна усвоить идеи, модели и концепции развивающихся направлений современных биологических наук - молекулярной биологии, генетики, экологии, генной инженерии, биофизики и др. С помощью межпредметных связей раскрывается социальная значимость естественнонаучных знаний. Предоставляется возможность приобщить школьников к гуманистической мировоззренческой и практической ценности естественнонаучных понятий.
1.3 Формирование экологического мировоззрения в системе школа-вуз
На протяжении всего периода существования человечества наблюдается противоречие между потребностями общества и возможностями окружающей природы. Человек - неотъемлемая часть природы, венец ее творчества, но в то же время он не раз был причиной экологических кризисов из-за неразумного прагматического отношения к ней. В настоящее время в связи с глобальными нарушениями в природных экосистемах, вызванных антропогенным фактором, остро встает проблема экологического образования и формирования экологического мировоззрения молодого поколения.
В педагогическую науку понятие экологическое мировоззрение вошло благодаря работам таких ученых, как А.Н. Захлебный, И.Н. Пономарева, Н.М. Чернова. Оно отражает единую систему взглядов отдельного субъекта на целостный объект - окружающий мир и основано на понимании целостности и всеобщей взаимосвязи экологических процессов и явлений природы, самоценности живой и неживой материи, роли и места человека в этой унитарной, саморазвивающейся системе мироздания. Экологическое мировоззрение - понятие интегрированное, сочетающее в себе знания о различных видах взаимодействий - эколого-биологических и социально-биологических. При рассмотрении проблемы антропоэкосистемы затрагиваются вопросы непосредственной зависимости здоровья и продолжительности жизни человека от состояния окружающей среды.
Экологическое образование не является нововведением нашего времени. Накоплен достаточно большой опыт в этом направлении, но актуальным остается вопрос о преемственности формирования экологической культуры и экологического мировоззрения в общеобразовательной школе и высшем учебном заведении.
Анализ различных концепций общего среднего экологического образования, представленных в последние десятилетия, показывает, что на данный момент не существует однозначного определения главной цели формирования экологического мировоззрения. В одних случаях целью является формирование экологически грамотного человека, в других - воспитание ответственного отношения к природе, в третьих - это формирование экологического сознания, в четвертых - формирование экологической культуры, в пятых - формирование экологического мировоззрения [1]. Все эти качества, безусловно, связаны между собой, хотя формируются различными способами и методами, в разном возрасте и определенных условиях. Некоторые из них следует формировать еще в школе, другие - в вузе.
Экологизация школьного образования является весьма эффективным средством активизации познавательной деятельности. Она состоит в том, что практически все преподаваемые дисциплины школьного курса, а не только биология, должны содержать экологический материал. Сегодня в российской школе осуществлена экологизация предметов только естественно-научного цикла - биологии, географии, физики и химии, а именно введены новые параграфы, иногда целые главы экологического содержания; в обучении также используются современные инновационные технологии (метод проектов, компьютерное моделирование, презентации и т.д.) в сочетании с традиционными (экскурсиями, работой с краеведческим материалом). Одним из эффективных методов формирования экологического мировоззрения старшеклассников является исследовательская работа.
Личность человека развивается и формируется в системе отношений в процессе деятельности и общения. В процессе формирования экологического мировоззрения подростков необходимо развивать такие качества, как ответственность, толерантность, самостоятельность, расчетливость, терпимость и сопереживание. Особенно отчетливо это проявляется именно в исследовательской деятельности учащихся, так как она дает возможность субъекту осознать свою значимость, развивает познавательный интерес к изучению экологического состояния своей местности, экологических проблем родного края, а также дает возможность ощутить свою принадлежность к природе и, следовательно, осмыслить свои обязательства перед ней.
В среднем звене общеобразовательной школы у подростков 13-15 лет формируются уже осознанное отношение к природе, навыки эколого-социального поведения, реализуется возможность самостоятельного приобретения сведений в процессе решения практических задач или проблем, требующих интеграции знаний, полученных на ранних этапах обучения из различных предметных областей. Основные формы работы на этом этапе носят больше практический характер: постановка экологических опытов, проведение мониторингов, участие в экологических мероприятиях. В старшей школе формирование экологического мировоззрения осуществляется в большой степени через научно-исследовательскую деятельность.
Значение термина исследование связывается с научным познанием, которое характеризуется объективностью, доказательностью, точностью, способностью к воспроизведению и имеет конечной целью нахождение оригинального решения. Результатом исследования является интеллектуальный продукт, который нельзя просто вручить, так как нет готовых эталонов знания, его можно лишь познать в процессе обучения.
В соответствии с доминирующим методом, лежащим в основе про - екта, различают творческие, приключенческо-игровые, информационные и практико-исследовательские проекты. В старших классах более применимы, на наш взгляд, практико-исследовательские проекты. Они имеют четко продуманную структуру, которая практически совпадает со структурой реального научного ис - следования.
К примеру, мы с учащимися 10 класса осуществили проект Экологически чистые продукты, при выполнении которого проанализировали состав некоторых наиболее популярных пищевых продуктов и на базе Липецкой лаборатории гигиены питания провели химические замеры вредных добавок и количества витаминов в исследуемых продуктах. В ходе нашего исследования мы также провели социологический опрос с целью выяснить специфические факторы и качества продуктов питания, влияющие на спрос этих продуктов у покупателей - жителей нашего города. Нами опрошены 300 человек разного возраста, социального положения и с разным доходом (родственники, соседи, знакомые). Результаты диагностики показали, что только 12% людей в первую очередь обращают внимание на свойства упаковки. 24% учитывают при покупке товара срок хранения. 28% обращают внимание на производителя. На 38% покупателей оказывает влияние реклама. 48% предпочитают продукты без консервантов. 69% в первую очередь при покупке руководствуются ценой. И 92% опрошенных нами людей хотели бы покупать экопродукты. Это комплексный межпредметный проект, который затрагивает вопросы экологии человека.
Следует заметить, что экологизации учебных предметов естественно-научного цикла недостаточно. Необходим самостоятельный курс Экология, который относится к инвариативной части базисного учебного плана и не является обязательным. Как следствие, формирование экологического мировоззрения происходит фрагментарно и не имеет логического завершения, поэтому необходимо, чтобы школьное экологическое образование имело продолжение и в высшей школе. Совершенствование системы образования и воспитания, а также передачи знаний следующим поколениям является одной из самых важных задач современности, особенно в период ломки стереотипов поведения и традиций, которые переживает не только наша страна, но и планетарное сообщество. Наша обязанность - включить природу в наше общее образование и воспитание, сделать ее частью нашей культуры, проникнуться идеей единства человека и природы.
В системе высшего образования формирование экологического мировоззрения должно продолжаться, стать важным компонентом учебно-воспитательного процесса и характеризоваться междисциплинарным подходом, включающим в себя нравственные, правовые, эстетические и другие аспекты формирования личностных черт человека. Это обусловливает необходимость синтеза многих наук: философии, экономики, педагогики, психологии, социологии, права, биологии, географии и др. Необходимо также расширять использование в учебном процессе возможности краеведения, что является важным условием эффективности решения национальных проблем общества. Мы со студентами Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина изучали особенности Государственного природного заповедника Галичья Гора, расположенного на Среднерусской возвышенности в Липецкой области. В рамках исследовательского проекта были изучены уникальные реликтовые формы растений, собран богатый материал, после чего проект был представлен на конференциях разного уровня.
Одним из основных компонентов экологического мировоззрения школьников является экологическая деятельность. При этом четко выраженный практико-ориентированный характер носит именно проектная деятельность, так как предполагает замену образования абстрактного, оторванного от жизни, направленного на заучивание теоретических знаний, на образование "путем делания", которое обогащает личный опыт ребенка, предполагает освоение способа самостоятельного познания окружающего мира [2]. В рамках проекта Вторая жизнь бытовых отходов мы со студентами Елецкого государственного университета организовали кружок Сувенир на базе НОУ гимназии Альтернатива г. Елец, в рамках которого решили применить экологические возможности дизайна на практике и придумать изделия из бросового материала, такого как пластиковые бутылки, капроновые изделия, лоскуты материала. В результате своей деятельности учащиеся под руководством студентов изготовили из бытовых отходов замечательные, необычные вещи. Данная работа имеет большое значение для формирования экологического мировоззрения и школьников, и студентов, так как экологизации подвергается сам человек во всех сферах своей деятельности: в воспитании, обучении и быту. Этот проект занял второе место в третьем Международном конкурсе исследовательских работ Магнит познания.
Высшая школа имеет наибольшее значение в системе формирования экологического мировоззрения, так как готовит специалистов, призванных решать важные задачи экономики, рационального использования природных ресурсов, охраны окружающей среды. От экологической подготовки специалистов во многом зависят рациональное и эффективное использование природных ресурсов, темпы научно-технического, социально-экономического и культурного прогресса нашей страны [3].
Во многих высших учебных учреждениях, в том числе в Елецком государственном университете им. И.А. Бунина, реализуется ряд авторских программ, где экологическое образование рассматривается как непрерывный процесс обучения, воспитания и развития личности, направленный на формирование системы знаний, ценностных ориентаций поведения, обеспечивающих ответственное отношение к окружающей социально-природной среде. Мною разработаны курсы Историческая экология и Основы экологической культуры главная цель которых - способствовать становлению экологически культурной личности.
Историческая экология рассматривает экологию на стыке истории и различных естественно-научных направлений и позволяет по-новому взглянуть на проблему исторического развития природы и общества, раздвинуть границы привычных представлений о реальности, осознать системную сложность и целостность мира. Результатом взаимодействия человека и природы является формирование экологической культуры, которая помогает создать необходимую базу для уточнения и дальнейшего развития представления о месте человека в системе мира.
Экологическая культура - это не очередное направление образования как, например, эстетическое или художественное. Это культура, способная существенным образом повлиять на менталитет и деятельность человека в плане их ноосферного звучания, так как в ней реализуются сущностные силы человека, его духовно-нравственный потенциал, гармонизирующий отношение духа, сознания и бытия.
Переход от антропоцентризма к экоантропоцентризму труден и противоречив, а следовательно, экологическое образование, воспитание и развитие происходят не линейно, а значительно сложнее. Успех формирования экологической культуры основан на синергетических подходах, а эффективность напрямую зависит от принципа системности, который и является основой саморазвития. Конечной целью формирования экологического мировоззрения является понимание человеком необходимости беречь и защищать природу как основу жизни и благополучия нынешнего и последующих поколений. Важную роль в этом играет преемственность, непрерывность, целостность образования, причем не только системы школа-вуз, но и послевузовское экологическое образование, которое осуществляется в процессе трудовой деятельности людей.
1.4 Особенности преподавания физики при формировании экологического мировоззрения
Формировать у молодёжи современные научные взгляды на экологические проблемы, понимание их значимости в условиях стремительно развивающегося в мире научно-технического прогресса, показывать научно-обоснованные способы уменьшения вредного воздействия хозяйственной деятельности человека на природу, призвано преподавание школьных естественнонаучных дисциплин, в частности физики.
Необходимо обращать внимание учеников на вопросы рационального природопользования, воспитывая у них чувство ответственности перед природой.
На каком экологическом материале и при изучении, каких физических вопросов это можно сделать, покажу в виде таблицы.
Таблица 1.1
Вопрос курса физики
Экологический материал
Форма изложения (межпредметная связь).
Конвекция в природе и технике.
VIII класс.
Образование конвекционных потоков в промышленных зонах. Механизм рассеивания выбросов с помощью высоких труб.
Рассказы учителя, беседа.
(География).
Водяное отопление.
Экологические проблемы водяного отопления (загрязнения ТЭЦ). Тепло изоляция в быту и технике, как метод сбережения энергоресурсов.
Беседа, доклады учащихся.
Излучение.
"Парниковый эффект" на Земле и возможные последствия его усиления.
Доклады учащихся (География)
Удельная теплоёмкость вещества.
Нарушение природно-климатических условий при осушении природных водоёмов и создании искусственных.
Решение качественных задач.
(природоведение)
Теплота сгорания топлива.
Сравнение ценности и экологической безвредности различных видов топлива. Необходимость перевода автотранспорта на газовое топливо и электродвигатели.
Беседа, решение задач.
Плавление и отвердевание.
Влияние засоленности воды на температуру льдообразования. Экологические аспекты литейного производства.
Рассказ учителя.
(Химия)
Испарение, конденсация.
Образование кислотных дождей.
Беседа.
(Химия)
Тепловые ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Введение 3
1.1 Основные направления и способы формирования
экологического мировоззрения в условиях
реализации межпредметных связей физики с экологией 5
Роль межпредметных связей при формировании
экологических знаний на уроках физики 7
Формирование экологического мировоззрения в системе
школа-вуз 12
Особенности преподавания физики при
формировании экологического мировоззрения 17
1.5 Информационные технологии в системе образования экологической культуры 24
2 Интерактивно - модульный подход как дидактическое
условие, способствующее формированию
экологического мировоззрения при обучении физике
учащихся в общеобразовательной школе 26
2.1 Состояние проблемы экологизации знаний в теории и в
методике, практики школьного обучения физике 26
2.2 Экологические знания в структуре физического образования 30
2.3 Методика формирования экологического мировоззрения
Учащихся 35
3. Педагогический эксперимент и методика проведения 41
3.2 Константирующий эксперимент и его результаты 43
3.3 Поисковый эксперимент и его результаты 44
3.4 Обучающий и контрольный эксперименты и их результаты 45
Выводы по 3 главе 53
Заключение 56
Список использованной литературы 65
Введение
Поколение, _ которое_ сейчас_ ходит_ в _школу, _к 2030 году_ займет в обществе _ключевые позиции. Именно тогда, по оценкам экспертов, обострятся все проблемы, связанные с состоянием окружающей среды. И именно этому поколению придется распутывать чрезвычайно сложный клубок проблем. К этому нужно быть готовым и психологически, и интеллектуально. В обеспечении такой готовности собственно и состоят главные цели того, что мы не совсем правильно называем экологическим образованием.
Для создания современной атмосферы природе понадобилось миллионы лет, человеку, по-видимому, теперь достаточно нескольких десятилетий, чтобы вернуть ее к тому состоянию, которое она имела в третичный период. Биосфера не в состоянии сама справляться с нагрузкой, приспособиться к ней, нейтрализовать ее отрицательное воздействие при помощи саморегуляции и самоочищения. Увеличивающееся загрязнение приобрело глобальный характер, угрожающий здоровью человека и среде его обитания необратимыми изменениями.
Вследствие этого насущно необходимыми стали: всестороннее изучение влияния человеческой деятельности на природу, выяснения способов сохранения оптимального функционирования природных процессов в условиях НТР, глубокое и всеобъемлющее исследования взаимной зависимости изменения природной среды и развития промышленности, энергетики, разнообразных транспортных средств, роста интенсификации использования природных богатств, а также научно прогнозируемое преобразование природы и управление ею в интересах общества.
В преподавании важным этапом в процесс формирования целостного представления о технике является изучение курса физики. Значение физических знаний в раскрытии актуальных вопросов экологии определяется прежде всего следующими обстоятельствами: 1) земля, вода, воздух, и т.д., входящие в биосферу нашей планеты, являются объектами изучения физики наряду с другими естественными науками; 2) многие протекающие в биосфере процессы, их устойчивость зависят от физических свойств отдельных элементов биосферы; 3) в ней вместе с биологическими и другими процессами протекают и физические: тепловые, электромагнитные, радиоактивные и т.д.
Решение экологических проблем не терпит отлагательства. Это в значительной степени зависит от того, насколько современная молодежь овладеет знаниями по охране природы и экологической культурой.
1.1 Основные направления и способы формирования экологического мировоззрения в условиях реализации межпредметных связей физики с экологией
Экологическое образование сегодня - непременный компонент деятельности любой образовательной организации. Однако такое образование, получаемое в стенах школы, зачастую носит сугубо теоретический характер. Вопрос состоит в том, чтобы научить детей поступать в соответствии с полученными знаниями. Экологическое образование учащихся должно обязательно находить своё применение в практической деятельности, участии в решении конкретных экологических проблем своего региона, края, города, села. Только тогда можно надеяться на формирование у детей экологического сознания, активной гражданской позиции, ответственности за состояние окружающего мира.
Общеизвестно, что мировоззрение - это концептуально выраженная система взглядов на окружающий мир, место и роль в нём человека, на отношение людей к объективной реальности и друг к другу, а также соответствующие этому идеалы и убеждения, принципы познания и деятельности, ценностные ориентации. Мировоззрение имеет огромный практический смысл, влияя на нормы поведения, жизненные стремления, интересы, труд и быт людей [10, с. 561], Мировоззрение предполагает образ мира как целого, что достигается возвышением над обыденностью, повседневности существования, при выходе в сферу всеобщности. То есть мировоззрение по сути своей метафизично. Позиция над миром и собой достигается благодаря другому базисному основанию - жизненному опыту человечества, аккумулированному в культура Исходными мировоззренческими понятиями являются мир и человек. Вопрос об их соотношении - основной мировоззренческий вопрос [110, с. 392]. Ответы на этот вопрос различны и многообразны, хотя так или иначе они зависят от того, что принимается за определяющее начало - мир или человек. Если первичным оказывается мир, то человек производен от него, поэтому является его частью, его проявлением. При этом мир может отождествляться с природой, материей, субстанцией (духовной или материальной), универсумом, космосом и т.п. Человек в таком случае выводится из мира, объясняется через его законы и свойства. Если же за исходное принимается понятие человек, то мир определяется через человека, он становится человеком (более того -индивидом), он оказывается соразмерным человеку (миром человека). Нередко два этих полюсных подхода пытаются объединить, тогда за исходное принимается отношение, связь мира и человека.
Мировоззрение представляет собой систему, которой присуща своя внутренняя структура с устойчивыми элементами. Элементы мировоззрения это прежде всего идеи, концептуальные образы, создающие определенную картину мира и человека, иными словами - мировосприятие и миропонимание. На основе этого концептуального миропонимания возникает оценка человеком самого себя, своего окружения, своей жизни в мире. Выявляется система смыслов и ценностей, вырабатываются идеалы, то есть всеобщие принципы представлення о благе, истине, красоте, пользе и т.д.
Основы мировоззрения человека закладываются в школьные годы. Ориентируясь на идеалы, он определяет цели и задачи жизни, познания, практического преобразования мира и себя. Именно идеалы соединяют идеи и жизнь, придают идеям деятельную форму Куда направит свою энергию подрастающий член общества? Какие идеалы и ценности в дальнейшем он будет утверждать в своей жизни? Это во многом определится тем образованием, тем уровнем культуры, которого он достигнет. Мировоззрение предполагает выработку жизненной позиции человека. Позиция человека выливается в систему личностных убеждений, образует внутреннее духовное ядро личности. Мировоззрение всегда личностно, оно представляет собой рефлексивное понимание своей жизни, выявления смысла своего бытия в мире. То есть мировоззрение - высший уровень самосознания индивида. В то же время мировоззрение индивида так или иначе сопрягается, перекликается со взглядами, убеждениями, идеями, ценностями, идеалами других людей, человеческого сообщества и выступает как социальное, культурно-историческое образование. Мировоззрение выражает Дух эпохи и может быть, например, мифологическим, религиозным, художественным (поэтическим) [ПО, с. 393-395],
Важнейшим типом мировоззрения является научное мировоззрение, базирующееся на науке. В этом случае отношение мира и человека предполагает приоритет мира, или действительности самой по себе. Наука стремиться, насколько возможно, исключить человека, его фантазию, интересы, волю из своей картины. Идеал науки - достижение истинного знания о действительности. Её эмпирический базис - наблюдение и эксперимент, осуществляемые исследователем. На мировоззренческом уровне наука выявляется в виде научной картины мира - высшего концептуального уровня научного знания, объединяющего исторически и дисциплинарно многообразную науку через ее фундаментальные проблемы и родовые принципы.
Философской основой научного мировоззрения, формируемого при обучении физике, может быть выбрана философская концепция, ее диалектическая составляющая. Основанием для этого выбора могут служить глубокие взаимосвязи данной концепции с концептуальными идеями физической наукой, в особенности современной. А также признание этой взаимосвязи многими естествоиспытателями, в том числе и учеными-физиками. Кроме того, в рамках диалектико-философской концепции обсуждаются такие общефилософские категории, как материя, её виды, формы, движение, взаимодействия, формы существования, раскрываемые через пространственно-временной континуализм, причинно-следственные связи и другие фундаментальные понятия, которые являются философскими категориями. Заметим, что эти фундаментальные понятия лежат в основе научной картины мира, они исследуются многими науками, в том числе физикой и экологией.
За последнее время в теории методики обучения физике усилилось внимание к проблеме формирования научного мировоззрения. Этой проблеме посвящены работы [1.24] других ученых-методистов, рассматривающих разные аспекты данной проблемы, в том числе и процессы формирование научного мышления.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КАРАГАНДИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Понятие Экология было предложено Эрнстом Геккелем в 1866г.
Как название раздела биологии, изучающего вопросы взаимодействия организмов и окружающей среды.
Учёные стали понимать, что взаимоотношения живых организмов с окружающей средой подчиняются определённым закономерностям.
В настоящее время в век НТП у человека есть неограниченные как положительные так и отрицательные возможности воздействия на природу. Поэтому экология приобрела важное значение.
Предметом исследования экологии являются все стороны жизнедеятельности человека, вопросы сохранения и развития здоровья людей с учётом взаимосвязи его с окружающей природной и социальной средой.
Современная цивилизация оказывает невиданное давление на природу. Существуют 4 среды жизни. без которых не может жить человек: вода, воздух, почва, живы организмы.
Загрязнение природной среды домашним мусором и промышленными выбросами оказывает вредное воздействие на людей, животных, растения, почву, здания и сооружения. Снижает прозрачность атмосферы, повышает влажность воздуха, увеличивает число дней с туманами, уменьшает видимость, вызывает коррозию.
Загрязнение окружающей среды - это изменение свойств среды (химических, механических, физических, биологических и связанных с ними информационных), происходящее в результате естественных или искусственных процессов.
Используя различные элементы окружающей среды в своей деятельности, человек изменяет её качество.
Источники загрязнений:
Теплоэлектростанции выбрасывают вместе с дымом в воздух сернистый и углекислый газы;
Металлургические предприятия выбрасывают в воздух оксиды азота , сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;
Выбрасывая продукты сгорания нефти, нитриты и сульфиты, человек породил новую проблему - кислотные дожди: наносится большой вред растениям, разрушается плодородный слой земли, убиваются полезные микроорганизмы.
Проблема актуальна для всей земной цивилизации остро встала в повестку дня нашей Республики.
Под председательством Президента РК Назарбаева Н.А. Заседании Совета безопасности страны был рассмотрен вопрос ОБ угрозах экологической безопасности РК.
Карагандинская область - крупный промышленный центр Казахстана с высокой концентрацией экологически грязного промышленного производства. Развитие производительных сил в нашем регионе долгое время осуществлялось без учёта экологических последствий, в результате чего сложилась напряжённая экологическая обстановка.
Например, суммарные выбросы парниковых газов, выделяемых в результате хозяйственной деятельности, составляет более 4-5 млн тонн в год, валовые сбросы в воду - 5-6 млн тонн кубометров, накопление промышленных отходов - 350-400 млн тонн. В Казахстане сейчас накоплено 25 млдр тонн отходов, на душу населения приходится около1500 тонн.
В стране имеются 6 крупнейших ураноносных геологических провинций, множество мелких месторождений и рудопроявлений урана, которые обуславливают повышенный уровень естественной радиоактивности, плюс отходы, накопленные на уранодобывающих предприятиях и в местах проведения ядерных взрывов.
1.2 Роль межпредметных связей при формировании экологических знаний на уроках физики
В современной системе наук четко наметился процесс взаимного проникновения и связи между науками. Это полностью объективный процесс, который обусловлен единством окружающего мира. Развиваясь, каждая наука не только углубляет свои знания о природе, но и расширяет границы своих исследований. Вследствие этого происходит взаимное проникновение наук.
Реализация межпредметных связей способствует систематизации, а, следовательно, глубине и прочности знаний, помогает дать ученикам целостную картину мира.
При этом повышается эффективность обучения и воспитания, обеспечивается возможность сквозного применения знаний, умений, навыков, полученных на уроках по разным предметам.
Учебные предметы в известном смысле начинают помогать друг другу. В последовательном принципе межпредметных связей содержится важные резервы дальнейшего совершенствования учебно-воспитательного процесса.
Усиливая реализацию межпредметных связей, мы можем более точно определить роль наших предметов в будущей жизни учеников.
Для более успешного усвоения экологических знаний на уроках физики и экономии учебного времени экологические вопросы рассредоточены по ряду учебных дисциплин. Это позволяет обеспечить достаточно высокий уровень экологических знаний.
Проблемы энергетики или электромагнитного загрязнения окружающей среды обучающиеся более глубоко усвоят на уроках физики, проблему загрязнения окружающей среды промышленными отходами -- при изучении предмета Химия, закономерности динамики популяций -- на уроках предмета Биология, а строение биосферы -- на уроках предмета География. Экологические знания при таком варианте экологического образования встраиваются в систему знаний, приобретаемых школьниками при изучении различных предметов. Междисциплинарный характер современной экологии является главным аргументом в пользу интегрированного варианта школьного экологического образования, при котором экологическое образование охватывает практически все предметы. Основу экологического образования составляют предметы: :: Окружающий мир (природоведение) :: География :: Биология :: Физика :: Химия :: Основы экономики и др.
Реализация межпредметных связей курса физики с другими учебными предметами служит важнейшим условием эффективности формирования экологических знаний, умений и навыков учащихся. Роль межпредметных связей в экологическом образовании школьников при обучении физике заключается в том, что они способствуют:
1). Формированию у учащихся целостного взгляда на природу;
2). Ознакомлению учеников с научными основами взаимодействия природы и современного производства;
3). Организации деятельности учащихся по охране природы;
4). Выполнению учениками учебных практических заданий с элементами экологии;
5). Устранению дублирования учебного материала и экономии времени, отводимого на раскрытие экологических вопросов.
При раскрытии экологических вопросов в процессе обучения физике могут быть осуществлены уже известные (опорные), синхронные и перспективные межпредметные связи. Например, при изучении вопроса о получении электрической энергии на всех типах электростанций в курсе физики 11 класса, используют предшествующие (опорные) знания по географии (запасы и размещение минерального топлива и водных ресурсов), химии (состав воздуха), ботанике (фотосинтез), физиологии и гигиене человека (вредное воздействие СО и других газов на организм человека и животного), а также синхронные связи с химией (горение), биологией (роль фотосинтеза в жизни животных и человека) и перспективные связи с биологией (человек и биосфера, антропогенные факторы природной среды).
Поскольку содержание экологических знаний, получаемых учениками при изучении школьной физики, относится, как правило, к одному из трех вопросов науки и техники: 1) значение физических параметров для нормального функционирования биосферы; 2) рациональное использование энергии и энергетических ресурсов; 3) физические методы защиты природы, - то межпредметные связи реализуются при этом следующим образом:
1. Раскрывая роль физических факторов и параметров природной среды для нормального функционирования биосферы, рассматривают:
А) влияние изменения физического параметра непосредственно на биологические системы;
Б) влияние физического фактора (параметра) на протекание химического явления или процесса и биологические последствия этого влияния;
В) изменение под действием физического фактора другого физического параметра природы - влияние изменения параметра на химические явления - биологические последствия этого.
2. При изложении материала о рациональном использовании энергии и энергетических ресурсов природы прослеживают такие цепочки:
Техника - прямое воздействие на биологические системы;
техника (или технология) - изменения физических параметров биосферы - биологические последствия этих изменений;
техника - изменения химических параметров биосферы - биологические последствия этих изменений;
3. Раскрытие физических методов охраны природы от различных видов загрязнений сопровождается рассмотрением способов защиты от а). физического загрязнения; б). химического и в). биологического загрязнения.
В качестве примера рассмотрим содержание и методику изучения вышеупомянутого вопроса о получении электрической энергии.
При описании устройства и принципа действия ТЭС уместно отметить, что в настоящее время на их долю приходится большая часть выработки электроэнергии в нашей стране. Преимущества тепловых электростанций заключается в том, что они могут быть расположены на любой территории, работают практически на всех видах минерального топлива и вырабатывают не только электрическую, но и внутреннюю энергию (горячую воду для отопления и водоснабжения, пар для технических нужд). Но турбины ТЭС, приводимые в движение перегретым паром, необходимо охлаждать ; поэтому от них непрерывно отводится поток воды, имеющей обычно температуру 8-12 С. Эта вода сбрасывается в водоемы, где создается таким образом зона постоянного подогрева, что ведет к тепловому загрязнению водоемов и отрицательно сказывается на их экологическом балансе (например, ТЭС мощностью 3 МВт сбрасывает до 85-95 кубометров теплой воды в секунду).
Полезно продемонстрировать схему материального и энергетического балансов угольной ТЭС и отметить, что из всего количества затраченных материальных ресурсов в виде топлива и кислорода энергетика использует пока только часть, остальные идут в отходы - золу, шлак и т.д. Поступая в атмосферу, отходы включаются в природные процессы, нарушаю существующее в окружающей среде равновесие. Кроме того, выработанная ТЭС энергия в процессе ее передачи и потребления также в значительной мере теряется - превращается во внутреннюю энергию и рассеивается. Загрязнение природы ТЭС происходит и в итоге консервации и промывки ее оборудования. Вследствие этого увеличение масштабов производства электроэнергии на базе органических видов топлива может, по мнению ученых, привести в будущем к ряду неблагоприятных для жителей Земли результатов - изменению средней температуры атмосферы, появлению в ней вредных газов (СО, SO, NO и др.) в количествах, опасных для здоровья человека и всего живого. Следовательно, чтобы не усугублять этот процесс, необходимо рационально использовать энергию, получаемую на ТЭС: отработанное тепло (конденсат) направлять, например, для бытовых нужд населения (т.е. строить ТЭЦ), экономно расходовать электричество и т.д. Но главное - вести поиски экологически чистых источников энергии.
Используя межпредметные связи с биологией и географией можно сообщить следующие факты.
Продукты неполного сгорания, попавшие в атмосферу, вступают в химические реакции с водяными парами воздуха и в виде микроскопических капелек растворов кислот переносятся на сотни и тысячи километров. На поверхность Земли выпадают так называемые кислотные дожди. Обычная дождевая вода должна иметь рН - 5,6 - 5,7. Но уже десятки лет из причин загрязнения атмосферы над Северной Америкой и Европой выпадают дожди с содержанием кислоты в десятки, сотни и даже в тысячи раз больше. По содержанию кислотные дожди иногда соответствуют уксусной или соляной кислоте.
В ходе эволюции живые организмы приспособились к физической и химической среде и могут существовать только в определенном интервале pН. Большинство организмов не выносят колебаний величины рН. Обмен веществ у них функционирует лишь в среде со строго определенным режимом кислотности-щелочности. Изменение PН вызывает биологическую перестройку водных систем. Когда pН снижается до 6,5 ... 6,0 погибают моллюски. При pН - 6,0 ... 5,0 погибают наиболее чувствительные планктонные организмы, некоторые виды рыбы. При рН 10 вода гибельна для всех рыб. Максимальная продуктивность вод приходится на рН между 6,5 и 8,5.
Две известные компоненты кризиса - глобальное потепление и уменьшение озонового слоя в стратосфере - усиливают друг друга и так или иначе связаны с использованием тепловых двигателей и фреона. Глобальное потепление приводит к увеличению количества водяного пара в атмосфере и поглощения нижней ее частью инфракрасных лучей, которое в противном случае излучалось бы обратно в космос, пройдя через стратосферу. Вследствие этого стратосфера охлаждается, а нижняя часть атмосферы нагревается. Холодная стратосфера с большим количеством водяного пара означает большее количество кристалликов льда в озоновом слое, особенно в полярных регионах, где хлор- и фторуглероды смешиваются с озоном в присутствии льда и таким образом быстро уменьшают концентрацию озона. Что тоньше озоновый слой тем больше ультрафиолетовые лучи бомбардируют поверхность Земли и все организмы, живущие на ней. Ультрафиолетовое излучение поражает растения, которые в нормальных условиях поглощают большое количество СО2 благодаря фотосинтезу, и, похоже, серьезно разрушает их способность к этому. Когда растения поглощают меньше СО2, то этого газа становится в атмосфере больше, а это вызывает еще больше глобальное потепление и все большее охлаждение стратосферы.
Важно подчеркнуть при этом, что проблема охраны природы не может быть решена только на основе достижений естественных наук и техники, изменений в технологии производства, способов добычи сырья и его переработки. Утилизация отходов энергетического производства, перевод его на экологически чистые источники энергии требует значительных затрат, привлечения дополнительных трудовых ресурсов, единого государственного подхода.
Изучение вопросов охраны природы и рационального использования ее богатств при обучении физике усиливает политехническую направленность курса, т.к. сегодня одно из главных требований к современной технике - экологичность.
Учебный материал отдельных тем уроков того или иного предмета оказывается на столько тесно связан с учебным материалом другого предмета, что возникает потребность в осуществлении межпредметных связей на протяжении всего урока. Для решения практических задач повседневной жизни для формирования такого опыта целесообразно использовать уроки с внешними межпредметными связями.
Уроки с межпредметными связями помогают детям не только учиться, но и жить, позволяют детям видеть мир как единое целое, видеть прекрасное в точных науках и точное в прекрасном. Доля таких уроков в общем процессе обучения невелика, а значение их огромно.
Осуществляя межпредметные связи в процессе изучения курса физики, хочется отметить, что и сам курс физики, ее основные законы, понятия и явления играют большую роль в экологическом образовании.
Например, при изложении материала о тепловых двигателях обращаю внимание учеников на необходимость усовершенствование тепловых двигателей: переход от твердого и жидкого топлива на газообразное; на транспорте замена тепловых двигателей электрическими.
При изучении темы: Энергия топлива обращаю внимание на ограниченность запасов органического топлива; загрязнение атмосферы продуктами его сгорания. Рассказываю о возможности создания экологически чистого источника энергии - сгорание водорода с образованием воды.
Итак, осуществление экологического образования учащихся при изучении физики необходимо¸ поскольку деградация окружающей среды вызвана главным образом ее технологическим загрязнением, и физика как теоретическая и экспериментальная база современной технологии оказывается первопричиной человеческого влияния на природу. Но она же выступает и в другой, положительной роли: на основе ее достижений создаются новые альтернативные технологии, сберегающие природные ресурсы и не загрязняющие окружающую среду.
Таким образом, осуществление экологического образования при изучении физики убеждает учащихся в том, что между различными отраслями знаний нет резких границ, что различные области науки не оторваны друг от друга, а взаимно связаны между собой. Учащиеся осознают глубокий по своему содержанию факт, что все науки с разных сторон и каждая своими методами изучают материальный мир. В своей совокупности они дают общее представление о природе. Все это имеет важное воспитательное значение.
Идею межпредметных связей необходимо продолжать и развивать. Ведь нашему обществу необходимо выработать систему подготовки и воспитания биологически грамотной личности, которая глубоко понимает значение жизни как наивысшей ценности на Земле; обладает определенным мышлением, основанным, на экологическом подходе; способна обеспечить охрану природы, экологическую культуру производства, здоровый образ жизни; способна усвоить идеи, модели и концепции развивающихся направлений современных биологических наук - молекулярной биологии, генетики, экологии, генной инженерии, биофизики и др. С помощью межпредметных связей раскрывается социальная значимость естественнонаучных знаний. Предоставляется возможность приобщить школьников к гуманистической мировоззренческой и практической ценности естественнонаучных понятий.
1.3 Формирование экологического мировоззрения в системе школа-вуз
На протяжении всего периода существования человечества наблюдается противоречие между потребностями общества и возможностями окружающей природы. Человек - неотъемлемая часть природы, венец ее творчества, но в то же время он не раз был причиной экологических кризисов из-за неразумного прагматического отношения к ней. В настоящее время в связи с глобальными нарушениями в природных экосистемах, вызванных антропогенным фактором, остро встает проблема экологического образования и формирования экологического мировоззрения молодого поколения.
В педагогическую науку понятие экологическое мировоззрение вошло благодаря работам таких ученых, как А.Н. Захлебный, И.Н. Пономарева, Н.М. Чернова. Оно отражает единую систему взглядов отдельного субъекта на целостный объект - окружающий мир и основано на понимании целостности и всеобщей взаимосвязи экологических процессов и явлений природы, самоценности живой и неживой материи, роли и места человека в этой унитарной, саморазвивающейся системе мироздания. Экологическое мировоззрение - понятие интегрированное, сочетающее в себе знания о различных видах взаимодействий - эколого-биологических и социально-биологических. При рассмотрении проблемы антропоэкосистемы затрагиваются вопросы непосредственной зависимости здоровья и продолжительности жизни человека от состояния окружающей среды.
Экологическое образование не является нововведением нашего времени. Накоплен достаточно большой опыт в этом направлении, но актуальным остается вопрос о преемственности формирования экологической культуры и экологического мировоззрения в общеобразовательной школе и высшем учебном заведении.
Анализ различных концепций общего среднего экологического образования, представленных в последние десятилетия, показывает, что на данный момент не существует однозначного определения главной цели формирования экологического мировоззрения. В одних случаях целью является формирование экологически грамотного человека, в других - воспитание ответственного отношения к природе, в третьих - это формирование экологического сознания, в четвертых - формирование экологической культуры, в пятых - формирование экологического мировоззрения [1]. Все эти качества, безусловно, связаны между собой, хотя формируются различными способами и методами, в разном возрасте и определенных условиях. Некоторые из них следует формировать еще в школе, другие - в вузе.
Экологизация школьного образования является весьма эффективным средством активизации познавательной деятельности. Она состоит в том, что практически все преподаваемые дисциплины школьного курса, а не только биология, должны содержать экологический материал. Сегодня в российской школе осуществлена экологизация предметов только естественно-научного цикла - биологии, географии, физики и химии, а именно введены новые параграфы, иногда целые главы экологического содержания; в обучении также используются современные инновационные технологии (метод проектов, компьютерное моделирование, презентации и т.д.) в сочетании с традиционными (экскурсиями, работой с краеведческим материалом). Одним из эффективных методов формирования экологического мировоззрения старшеклассников является исследовательская работа.
Личность человека развивается и формируется в системе отношений в процессе деятельности и общения. В процессе формирования экологического мировоззрения подростков необходимо развивать такие качества, как ответственность, толерантность, самостоятельность, расчетливость, терпимость и сопереживание. Особенно отчетливо это проявляется именно в исследовательской деятельности учащихся, так как она дает возможность субъекту осознать свою значимость, развивает познавательный интерес к изучению экологического состояния своей местности, экологических проблем родного края, а также дает возможность ощутить свою принадлежность к природе и, следовательно, осмыслить свои обязательства перед ней.
В среднем звене общеобразовательной школы у подростков 13-15 лет формируются уже осознанное отношение к природе, навыки эколого-социального поведения, реализуется возможность самостоятельного приобретения сведений в процессе решения практических задач или проблем, требующих интеграции знаний, полученных на ранних этапах обучения из различных предметных областей. Основные формы работы на этом этапе носят больше практический характер: постановка экологических опытов, проведение мониторингов, участие в экологических мероприятиях. В старшей школе формирование экологического мировоззрения осуществляется в большой степени через научно-исследовательскую деятельность.
Значение термина исследование связывается с научным познанием, которое характеризуется объективностью, доказательностью, точностью, способностью к воспроизведению и имеет конечной целью нахождение оригинального решения. Результатом исследования является интеллектуальный продукт, который нельзя просто вручить, так как нет готовых эталонов знания, его можно лишь познать в процессе обучения.
В соответствии с доминирующим методом, лежащим в основе про - екта, различают творческие, приключенческо-игровые, информационные и практико-исследовательские проекты. В старших классах более применимы, на наш взгляд, практико-исследовательские проекты. Они имеют четко продуманную структуру, которая практически совпадает со структурой реального научного ис - следования.
К примеру, мы с учащимися 10 класса осуществили проект Экологически чистые продукты, при выполнении которого проанализировали состав некоторых наиболее популярных пищевых продуктов и на базе Липецкой лаборатории гигиены питания провели химические замеры вредных добавок и количества витаминов в исследуемых продуктах. В ходе нашего исследования мы также провели социологический опрос с целью выяснить специфические факторы и качества продуктов питания, влияющие на спрос этих продуктов у покупателей - жителей нашего города. Нами опрошены 300 человек разного возраста, социального положения и с разным доходом (родственники, соседи, знакомые). Результаты диагностики показали, что только 12% людей в первую очередь обращают внимание на свойства упаковки. 24% учитывают при покупке товара срок хранения. 28% обращают внимание на производителя. На 38% покупателей оказывает влияние реклама. 48% предпочитают продукты без консервантов. 69% в первую очередь при покупке руководствуются ценой. И 92% опрошенных нами людей хотели бы покупать экопродукты. Это комплексный межпредметный проект, который затрагивает вопросы экологии человека.
Следует заметить, что экологизации учебных предметов естественно-научного цикла недостаточно. Необходим самостоятельный курс Экология, который относится к инвариативной части базисного учебного плана и не является обязательным. Как следствие, формирование экологического мировоззрения происходит фрагментарно и не имеет логического завершения, поэтому необходимо, чтобы школьное экологическое образование имело продолжение и в высшей школе. Совершенствование системы образования и воспитания, а также передачи знаний следующим поколениям является одной из самых важных задач современности, особенно в период ломки стереотипов поведения и традиций, которые переживает не только наша страна, но и планетарное сообщество. Наша обязанность - включить природу в наше общее образование и воспитание, сделать ее частью нашей культуры, проникнуться идеей единства человека и природы.
В системе высшего образования формирование экологического мировоззрения должно продолжаться, стать важным компонентом учебно-воспитательного процесса и характеризоваться междисциплинарным подходом, включающим в себя нравственные, правовые, эстетические и другие аспекты формирования личностных черт человека. Это обусловливает необходимость синтеза многих наук: философии, экономики, педагогики, психологии, социологии, права, биологии, географии и др. Необходимо также расширять использование в учебном процессе возможности краеведения, что является важным условием эффективности решения национальных проблем общества. Мы со студентами Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина изучали особенности Государственного природного заповедника Галичья Гора, расположенного на Среднерусской возвышенности в Липецкой области. В рамках исследовательского проекта были изучены уникальные реликтовые формы растений, собран богатый материал, после чего проект был представлен на конференциях разного уровня.
Одним из основных компонентов экологического мировоззрения школьников является экологическая деятельность. При этом четко выраженный практико-ориентированный характер носит именно проектная деятельность, так как предполагает замену образования абстрактного, оторванного от жизни, направленного на заучивание теоретических знаний, на образование "путем делания", которое обогащает личный опыт ребенка, предполагает освоение способа самостоятельного познания окружающего мира [2]. В рамках проекта Вторая жизнь бытовых отходов мы со студентами Елецкого государственного университета организовали кружок Сувенир на базе НОУ гимназии Альтернатива г. Елец, в рамках которого решили применить экологические возможности дизайна на практике и придумать изделия из бросового материала, такого как пластиковые бутылки, капроновые изделия, лоскуты материала. В результате своей деятельности учащиеся под руководством студентов изготовили из бытовых отходов замечательные, необычные вещи. Данная работа имеет большое значение для формирования экологического мировоззрения и школьников, и студентов, так как экологизации подвергается сам человек во всех сферах своей деятельности: в воспитании, обучении и быту. Этот проект занял второе место в третьем Международном конкурсе исследовательских работ Магнит познания.
Высшая школа имеет наибольшее значение в системе формирования экологического мировоззрения, так как готовит специалистов, призванных решать важные задачи экономики, рационального использования природных ресурсов, охраны окружающей среды. От экологической подготовки специалистов во многом зависят рациональное и эффективное использование природных ресурсов, темпы научно-технического, социально-экономического и культурного прогресса нашей страны [3].
Во многих высших учебных учреждениях, в том числе в Елецком государственном университете им. И.А. Бунина, реализуется ряд авторских программ, где экологическое образование рассматривается как непрерывный процесс обучения, воспитания и развития личности, направленный на формирование системы знаний, ценностных ориентаций поведения, обеспечивающих ответственное отношение к окружающей социально-природной среде. Мною разработаны курсы Историческая экология и Основы экологической культуры главная цель которых - способствовать становлению экологически культурной личности.
Историческая экология рассматривает экологию на стыке истории и различных естественно-научных направлений и позволяет по-новому взглянуть на проблему исторического развития природы и общества, раздвинуть границы привычных представлений о реальности, осознать системную сложность и целостность мира. Результатом взаимодействия человека и природы является формирование экологической культуры, которая помогает создать необходимую базу для уточнения и дальнейшего развития представления о месте человека в системе мира.
Экологическая культура - это не очередное направление образования как, например, эстетическое или художественное. Это культура, способная существенным образом повлиять на менталитет и деятельность человека в плане их ноосферного звучания, так как в ней реализуются сущностные силы человека, его духовно-нравственный потенциал, гармонизирующий отношение духа, сознания и бытия.
Переход от антропоцентризма к экоантропоцентризму труден и противоречив, а следовательно, экологическое образование, воспитание и развитие происходят не линейно, а значительно сложнее. Успех формирования экологической культуры основан на синергетических подходах, а эффективность напрямую зависит от принципа системности, который и является основой саморазвития. Конечной целью формирования экологического мировоззрения является понимание человеком необходимости беречь и защищать природу как основу жизни и благополучия нынешнего и последующих поколений. Важную роль в этом играет преемственность, непрерывность, целостность образования, причем не только системы школа-вуз, но и послевузовское экологическое образование, которое осуществляется в процессе трудовой деятельности людей.
1.4 Особенности преподавания физики при формировании экологического мировоззрения
Формировать у молодёжи современные научные взгляды на экологические проблемы, понимание их значимости в условиях стремительно развивающегося в мире научно-технического прогресса, показывать научно-обоснованные способы уменьшения вредного воздействия хозяйственной деятельности человека на природу, призвано преподавание школьных естественнонаучных дисциплин, в частности физики.
Необходимо обращать внимание учеников на вопросы рационального природопользования, воспитывая у них чувство ответственности перед природой.
На каком экологическом материале и при изучении, каких физических вопросов это можно сделать, покажу в виде таблицы.
Таблица 1.1
Вопрос курса физики
Экологический материал
Форма изложения (межпредметная связь).
Конвекция в природе и технике.
VIII класс.
Образование конвекционных потоков в промышленных зонах. Механизм рассеивания выбросов с помощью высоких труб.
Рассказы учителя, беседа.
(География).
Водяное отопление.
Экологические проблемы водяного отопления (загрязнения ТЭЦ). Тепло изоляция в быту и технике, как метод сбережения энергоресурсов.
Беседа, доклады учащихся.
Излучение.
"Парниковый эффект" на Земле и возможные последствия его усиления.
Доклады учащихся (География)
Удельная теплоёмкость вещества.
Нарушение природно-климатических условий при осушении природных водоёмов и создании искусственных.
Решение качественных задач.
(природоведение)
Теплота сгорания топлива.
Сравнение ценности и экологической безвредности различных видов топлива. Необходимость перевода автотранспорта на газовое топливо и электродвигатели.
Беседа, решение задач.
Плавление и отвердевание.
Влияние засоленности воды на температуру льдообразования. Экологические аспекты литейного производства.
Рассказ учителя.
(Химия)
Испарение, конденсация.
Образование кислотных дождей.
Беседа.
(Химия)
Тепловые ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
