Экологическое образование учащихся в процессе обучения физике

Экология (от греческих слов ойкос - дом и логос - учение) - наука о взаимоотношениях живых организмов и условий среды. Основным понятием экологии является экосистема. Термин «экосистема» предложил эколог А.Тенсли в 1935 г., охарактеризо-

вав это понятие следующим образом: экосистема - это любая со­вокупность взаимодействующих живых организмов и условий сре­ды. Экосистемами являются, например, муравейник, участок леса, территория фермы, кабина космического корабля, географиче­ский ландшафт или даже весь земной шар.

Возникновение экологических проблем обусловлено соци­ально-экологическими факторами, и решение их должно реали-зовываться не только техническими средствами, но и путем пе­реориентации ценностных взглядов по отношению к окружаю­щей среде. Фактически речь идет о формировании нового мен­талитета развития общества, когда общественно-экологическое сознание является основой формирования нового образа жизни, характеризующегося полной гармонией человека и окружающей среды.

Экологическое образование официально принято как одно из приоритетных направлений природоохранной политики. Юриди­чески данная позиция закреплена Конституцией Российской Фе­дерации, Законом Российской Федерации «Об охране окружаю­щей среды», Указом Президента Российской Федерации от 04.02.94 № 236 «О государственной стратегии по охране окру­жающей среды и обеспечению устойчивого развития».

Важнейшим показателем развития уровня цивилизации являет­ся специфическое (человеческое) отношение к природе, когда био­сфера не просто «среда» физического существования человека, а основа социально-экономического и социально-культурного раз­вития общества.

Экология в последние десятилетия из науки, объектом которой являлись взаимоотношения организмов с условиями среды, трансформировалась в науку, исследующую взаимоотношения человека и человеческого общества с окружающей средой. Это резко изменило роль экологии и ее значение для человечества, поставило перед ней принципиально новые задачи, возложило на нее ответственность за прогрессивное развитие человеческого общества в условиях вполне реальной угрозы глобально-эконо­мического и экологического кризиса.

Экологические проблемы относятся к общепланетным, гло­бальным проблемам современности. Но решение глобальных проблем может происходить лишь с учетом достижений совре­менной науки. Причем в силу двойственного «социоприродного» характера этих проблем решение их возможно только на основе синтеза знаний и закономерностей в области общественных, есте­ственных и технических наук.

Таким образом, современная экология выступает как научная дисциплина нового типа, т.е. комплексная дисциплина. На основе этого условно можно выделить три взаимодополняющие области экологических исследований: социальная экология, глобальная экология и экология человека.

Экологическое образование, сложившееся в настоящий момент времени в нашей стране, - это прежде всего общее и специальное образование, которое соответствует по содержанию и форме каж­дому этапу непрерывного обучения, начиная с дошкольных учреж­дений и заканчивая профильными высшими учебными заведения­ми. Экологическое образование предусматривает также широкую пропаганду через средства массовой информации и деятельность внешкольных учебных заведений научных знаний об охране при­родной среды и воспитание бережного отношения к ней.

Таким образом, существует как бы «формальное» и «нефор­мальное» экологическое образование.

«Формальное» экологическое образование включает в себя че­тыре основных уровня:

- первый уровень предусматривает пропаганду знаний в облас­ти отношений между человеком и природой в рамках дошкольного
образования;

- второй уровень связывается со школьным образованием и учитывает проблемы охраны природы и рационального природо­пользования (как правило, обсуждается на специальных уроках физики, химии, биологии, географии и т.д.);

- третий уровень - это уровень экологического образования, ко­торый достигается в средних специальных учебных заведениях, где
на специальных факультетах читаются соответствующие курсы;

- четвертый уровень предполагает природоохранное просве­щение всех специалистов, повышающих свою квалификацию.

Для того чтобы понять, какие из экологических проблем могут затрагиваться на уроках физики, необходимо кратко остановиться на терминологии и основных закономерностях данной науки.

К великим экологам прошлого можно отнести К. Линнея, ко­торый создал удобную для практического использования класси­фикацию видов растений и животных и смог систематизировать сведения об их условиях жизни.

Ж. Б.Ламарк дал впервые определение биосферы как единства «живого» и «неживого» на нашей планете.

Т.Мальтус математически описал закономерности роста числа организмов одного вида и дал «грустный» прогноз последствий хозяйственной деятельности человека без ограничения численно­сти населения.

Ч.Дарвин, опираясь на идеи Мальтуса, создал учение о естест­венном отборе, который исключает перенаселение в природе за счет отмирания более слабых особей. Он объяснил отличие есте­ственного отбора в природе, когда преимущество получает са­мый приспособленный организм, от искусственного отбора, ко­торый проводит человек при выведении сортов растений и по­род животных.

К основным экологическим «законам» можно отнести поло­жения, сформулированные в начале 70-х годов американским

экологом Б.Коммонером. Эти положения стали называть «законами», хотя больше они похожи на поговорки с экологиче­ским содержанием. Вот эти законы:

1. Все связано со всем. Это закон об экосистемах и биосфере.

2. Все надо куда-то девать. Закон о том, что любая деятель­ность человека на планете неизбежно приводит к образованию производственных отходов, которые необходимо каким-то обра­зом уничтожать.

3. За все надо платить. Это всеобщий закон рационального природопользования.

4. Природа знает лучше. Это самый важный закон. Не следует забывать, что сам человек является биологическим видом, т.е. он сам является частью природы, а не ее властелином.

В настоящее время структуру экологии можно представить в виде двенадцати взаимосвязанных направлений, входящих в со­став одной науки, которая называется общей экологией.

1. Биосферная экология изучает глобальные изменения на на­ шей планете в результате деятельности человека.

2. Лесная экология изучает способы использования ресурсов лесов.

3. Экология тундр изучает влияние на экосистемы добычи неф­ти и газа.

4. Экология морей изучает влияние хозяйственной деятельности
человека на морские экосистемы.

5. Сельскохозяйственная экология изучает способы получения сельскохозяйственных продуктов без истощения почв и лугов.

6. Промышленная экология изучает влияние выбросов промыш­ленных предприятий и возможности уменьшения этого влияния за
счет современных технологий.

7. Городская экология изучает возможности улучшения среды обитания человека в городе.

8. Медицинская экология изучает болезни человека, связанные с
загрязнением окружающей среды.

9. Математическая экология модулирует экологические про­цессы, которые могут произойти при изменении тех или иных экологических условий.

10. Химическая экология разрабатывает методы определения веществ-загрязнителей, попадающих в окружающую среду.

11. Экономическая экология разрабатывает экономические ме­ханизмы рационального использования природных ресурсов и оценки их стоимости.

12. Юридическая экология разрабатывает систему законов, на­правленных на защиту природы.

Роль школьного курса физики в осуществлении решения про­блем экологического образования велика. Вопросы экологии ес­тественным образом могут входить в содержание курса физики,

поскольку физика как наука с ее закономерностями лежит в осно­ве теоретической базы большинства отраслей современной техни­ки и имеет широкое и разнообразное применение в человеческой деятельности. Особо следует отметить роль физики в создании приборов и устройств, позволяющих осуществлять экологический мониторинг не только в рамках отдельного региона, но и в рам­ках всей Земли.

Школьная физика имеет свою логику изложения. Традиционно в ней рассматриваются вопросы механики, молекулярной физики, электродинамики, оптики, атомной и ядерной физики, в которые естественным образом могут войти вопросы экологического со­держания. В рамках биосферной экологии можно ознакомить учащихся с вопросами загрязнения и самоочищения атмосферы; с методами понижения концентрации вредных веществ в атмосфере методом рассеивания; с парниковым эффектом, связанным с гло­бальным потеплением атмосферы Земли в результате повышения в ней содержания углекислого газа; с поведением озонового слоя Земли, который защищает от жесткого ультрафиолета биологиче­ские объекты на Земле; с физическими методами контроля за со­стоянием атмосферы; с методами глобального контроля за про­цессами, происходящими в биосфере Земли, с орбитальных кос­мических станций и спутников.

В рамках промышленной экологии могут быть рассмотрены вопросы очистки газопылевых выбросов и их рассеяния через вы­сокие трубы; вопросы энергетики предприятий и их влияния на экологию; аспекты выработки электроэнергии на тепловых, гидро- и атомных электростанциях; вопросы поиска альтернативных экологически чистых способов получения электроэнергии.

Также в школьном курсе могут быть затронуты вопросы го­родской и сельскохозяйственной экологии, которые являются ак­туальными для данного региона. Вопросы химической, юридиче­ской и экономической экологии могут найти свою реализацию через решение задач по физике, в содержание которых включены вышеперечисленные аспекты.

Пути реализации экологического обучения на уроках физики таковы:

- объяснение учителем физических закономерностей, лежащих
в основе глобальных атмосферных явлений, таких, как зарожде­ние циклонов и антициклонов, влияние вращения Земли на их движение, энергетические преобразования, происходящие в атмо­сфере, и т.п.;

-демонстрация приборов и комплектов, позволяющих осуще­ствлять экологический мониторинг в месте проживания;

- проведение занятий на природе с целью показа результатов
производственной деятельности человека;

-демонстрация фрагментов фильмов, показывающих влияние человеческой деятельности на экосистему;

- организация самостоятельной деятельности учащихся по экологическому мониторингу и вовлечение их через телекомму­никационные сети в реализацию различных международных про­ектов экологического содержания.

Одной из важных форм внеклассной работы по физике с эко­логическим содержанием может быть создание школьной эколо­гической лаборатории, в процесс организации которой могут быть вовлечены практически все учителя-предметники. Опыт соз­дания таких экологических центров существует как в нашей стра­не, так и за рубежом.

Важной задачей экологического образования на уроках физи­ки является развитие мышления учащихся в области разумного природопользования и охраны окружающей среды. Кроме сооб­щения научно-практических знаний в данной области обучения необходимо уделить внимание формированию экологического мировоззрения у учащихся, которое будет способствовать в даль­нейшем решению экологических проблем.