Физика. 
Экологическое воспитание на уроках физики

Экологический аспект школьного курса физики, в принципе, заключается в сообщении учащимся технических и технологических основ минимального отрицательного воздействия на экосистему.

Большое значение имеет представление об экологически чистых источниках энергии (реки, ветер, солнечное излучение, морские приливы, геотермальные источники и др.), а также о замкнутых производственных циклах.

В курсе физики у школьников можно формировать экологически ориентированные инженерно-конструкторские стратегии на основе энергосберегающих изобретений (повышение КПД двигателей, использование вторичных ресурсов, уменьшение сырьевых и энергетических потерь в технологических процессах и т. д.).

Особое внимание необходимо уделять вопросам защитно-аварийных (бетонные саркофаги и стальные оболочки, контейнеры для ядерных отходов), а также очистных сооружений (электрофильтры, инерционные фильтры, аэрозольные фильтры, тканевые фильтры, адсорбционные фильтры, диффузионные мембраны и т. д.).

Чернобыльская авария актуализировала рассмотрение в курсе физики таких проблем, как радиационное загрязнение, радиационный фон и его допустимые параметры, приборы для измерения уровня радиации, их индивидуальное использование.

Таким образом, биологические науки формируют, прежде всего, представления об уровнях организации живого и системном характере взаимосвязей в биосфере, география — о целостности мира природы, химия — о загрязнении природной среды, физика — об энергетическом взаимодействии с природой. Во всех научных дисциплинах необходимо анализировать систему «природа — общество — человек», демонстрировать пути гармонизации взаимодействия элементов этой системы.

Таблица 1.

Необходимость охраны окружающей среды обусловлена действием ряда факторов. Остановимся на важнейших из них:

?Известно, что численность населения на земном шаре очень быстро увеличивается. Около 200 тыс. лет назад на Земле было приблизительно 1 млн. человек. Сейчас численность населения на планете уже превысила 7 млрд. человек; к 2050 г. она достигнет 9 млрд. человек. Такой быстрый рост населения, безусловно, усиливает воздействие человека на природу, причем в крупных городах наблюдается ухудшение окружающей среды. Между тем характерной чертой современного развития общества является урбанизация — процесс сосредоточения промышленности и населения в крупных городах.

В связи с развитием производства резко возрастает потребление топлива и энергии. Так, только за последние 100 лет выработка энергии на душу населения увеличилась в 20 раз. Значительно возросла добыча полезных ископаемых. Многие из них, ранее казавшиеся неисчерпаемыми, теперь стали дефицитными. Ведь ежегодно добывается почти 100 млрд. т. руды, горючих ископаемых и строительных материалов. Общество вынуждено переходить к использованию менее богатых их запасов, расширять территории, где ведутся разработки.

Значительно увеличивается распашка земель. Раньше большие площади земли находились в природном обороте; все воспроизводство на них регулировалось самой природой. Теперь таких земель остается все меньше; они вовлекаются в хозяйственный оборот. Большое влияние оказывает человек и на водные ресурсы, являющиеся частью природной среды: создает многочисленных крупных водохранилища, каналы, выемки горных пород в связи с расширением добычи полезных ископаемых и пр.

Реальной стала угроза повышения температуры поверхности Земли на 2−3°С в первой четверти XXI в. вследствие усиления «парникового эффекта», создаваемого атмосферой планеты и зависящего от содержания в ней углекислого газа и других веществ. Ухудшается прозрачность воздушной оболочки Земли, а также чистота вод; например, около в поверхности Мирового океана покрыто нефтяной пленкой, в воздух ежегодно выбрасывается около 1 млрд. т. различных взвесей, среди которых есть неизвестные природе канцерогенные вещества. Главное же — человечество столкнулось с возможностью потери равновесия в природе: так, темп увеличения безвозвратного забора воды на промышленные и бытовые нужды достиг 4 — 5% в год; каждые 15 лет удваивается площадь отчуждаемых у природы земель и др.

Сферу вторжения человека в природу сильно расширяют наука и техника вследствие роста масштабов использования традиционных и новых природных ресурсов, а также производственной деятельности человека, которая имеет разнообразные направления. Среди этих направлений можно выделить следующие: физические (в том числе термодинамические, механические, электромагнитные), химические и биологические.

До недавнего времени биологический аспект деятельности человека был самым угрожающим: люди заводили, например, коз и овец, которые буквально съедали растительность целых стран; уничтожали крупных животных; вырубали леса, вызывая тем самым деградацию почвенного покрова, и т. д. Этот аспект существует и сейчас, однако наряду с ним возник и теперь уже стал главенствующим химический, который вызывает в наши дни наибольшие опасения, ибо продукция именно химической промышленности оказывает разрушительное влияние на природу.

Химическая деятельность человека в природе складывается из потребления химических веществ, массированного «перевода» их из земных недр на поверхность, в атмосферу и даже в космос, загрязнения окружающей среды отходами, насыщения биосферы новыми, нехарактерными для нее высокоактивными химическими соединениями. В результате могут создаваться такие интенсивные, катастрофические изменения условий существования организмов, их сообществ и целых экосистем, которые грозят им разрушением — вплоть до невозможности восстановления первоначальной структуры и функций.

Для создания современной атмосферы природе понадобились 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 справиться 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, выяснение способов сохранения оптимального функционирования природных процессов в условиях НТП, глубокое и всеобъемлющее исследование взаимной зависимости изменений 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. Проблемы охраны окружающей среды, рационального природопользования и воспроизводства природных ресурсов требуют глубокого знания законов природы и умелого их использования человеком в интересах нынешних и будущих поколений.

Отражая многовековой опыт взаимодействия человека с окружающей средой, экологические знания прошли путь развития от эмпирического уровня до теоретического. Совершенствуясь в процессе общественной деятельности людей, они в свою очередь влияют на отношения общества к природе, определяя и регулируя эти отношения. При этом созидательной и преобразующей силой в творческом общении человека с природой выступает трудовая деятельность. Воздействие на естественную среду совершается людьми внутри конкретного общественного организма, поэтому оно всегда имеет характер общественного отношения, содержание которого определяется соответствующим социально-экономическим строем общества. Как объективная реальность, природа не может сама по себе быть капиталистической или социалистической, но использование людьми ее ресурсов и ее охрана осуществляются в рамках общественных отношений, отражающих социально-экономическую и классово-политическую структуру общества. Поэтому характер и сущность взаимодействия общества с природой определяются конкретной общественно-экономической формацией. Воспитание молодежи в духе бережного отношения к природе, экологическое образование учащихся должны стать неотъемлемыми компонентами учебного процесса.

Основные показатели экологической культуры таковы:

знание общих закономерностей развития природы и общества;

понимание взаимосвязи их существования и истории, того, что природа составляет первооснову становления и эволюции человечества;

осознание социальной обусловленности взаимоотношений человека с природной средой;

отсутствие потребительского отношения к природе только как к источнику материальной выгоды;

умение предвидеть последствия влияния деятельности людей на биосферу Земли;

подчинение своей деятельности требованиям рационального природопользования, забота об окружающей среде;

умение сохранять благоприятные природные условия и конкретный труд в этом направлении.

«Экологическая культура личности, таким образом, предполагает наличие у человека определенных знаний и убеждений, готовности к деятельности, а также его практических действий, согласующихся с требованием бережно относиться к природе В нашей стране сложилась и эффективно развивается система государственных и общественных форм экологического образования и воспитания молодежи. Общеобразовательная средняя школа занимает в ней особое, главенствующее место, потому что:

введение

всеобщего среднего образования и изучение в школе основ охраны природы позволяют овладеть экологической культурой всему подрастающему поколению страны;

экологическое образование и воспитание молодежи может быть осуществлено в школе повсеместно, непрерывно и последовательно;

дает возможность вести экологическое просвещение наиболее эффективным образом: на межпредметной основе, комплексно, постепенно углубляя и обогащая экологические знания учеников и формируя у них соответствующие умения и навыки;

поскольку все ученики привлечены к общественно полезному труду, и после окончания школы большинство из них будет работать на производстве и в сфере обслуживания, они смогут успешно реализовать полученные экологические знания и навыки;

экологические знания необходимы для совершенствования самого учебно-воспитательного процесса: для формирования целостной картины мира, представлений о взаимодействии общества и природы в условиях НТП, глубокого и прочного усвоения программного материала, полноценной политехнической подготовки учащихся и их профессиональной ориентации.

Таким образом, экологическое образование можно рассматривать как необходимый элемент общего среднего образования молодежи, связанный с овладением ею научными основами взаимодействия природы и общества. При этом экологические знания выступают в качестве связующего звена между теоретическими сведениями, приобретаемыми в школе, и практикой, жизнью.

Экологическое образование и воспитание учащихся — сложный педагогический процесс. В конечном счете, он должен обеспечить понимание важности правильного поведения в природной среде, умение предвидеть и оценить последствия своей деятельности, осознание природы как национального общественного достояния, приумножать которое — долг каждого гражданина страны. Ведь экологические знания выступают в роли теоретической основы рационального поведения человека (и общества в целом) в природе и одного из важных аспектов научной картины мира. Поэтому под экологическим образованием и воспитанием следует понимать психолого-педагогический процесс, направленный на формирование у учащихся знаний о научных основах природопользования, убеждений в необходимости действовать в соответствии с ними, практических навыков и активной жизненной позиции в области охраны природы, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов. Экологическое образование и воспитание включает также формирование у человека сознания, отражающего различные стороны материального единства мира и взаимоотношений человека и природы, экологического стиля мышления, юридических, политических, нравственных и эстетических взглядов на окружающий мир и место в нем человека. Поэтому в содержание школьного образования должны быть включены следующие элементы: системы знаний о взаимодействии общества и природы, ценностной экологической ориентации, системы норм и правил отношения к природе, умений и навыков по ее изучению и охране. Чтобы обеспечить полноценное экологическое образование и воспитание учащихся, необходима «экологизация» всего учебно-воспитательного процесса в школе и прежде всего по предметам естественнонаучного цикла. Ведь в формировании экологического сознания важную роль играют идеи целостности природы, взаимосвязи и взаимообусловленности ее явлений и процессов, изменения и развития окружающей среды, наиболее полно выраженные в современном учении о биосфере (основоположником которого является В. И. Вернадский), а также в учении о географической оболочке как комплексе природных факторов, в условиях действия которых протекает многообразная деятельность человека. Знания об эволюции природы, законах развития ее многообразных и усложняющихся форм, о взаимодействиях и взаимообусловленности природных процессов составляют физическую, химическую и биологическую картины природы в их единстве. Раскрыть эту взаимосвязь и составить целостную картину природы необходимо при изучении всех естественнонаучных дисциплин, в том числе физики.

В соответствии с вышесказанным современное экологическое образование молодежи в нашей стране можно охарактеризовать так:

Охрана природы трактуется как охрана единого целого, а не отдельных компонентов — воды, почвы, воздуха, растительности, животного мира, космоса.

В содержание общего среднего образования включаются вопросы экологии и задача развития экологического мышления учащихся.

Основы экологии изучаются не в курсе специального предмета (такой предмет не может, в каком бы классе он ни вводился, дать целостного представления о взаимодействии общества и природы), а в процессе преподавания школьных учебных дисциплин, причем не только биологии, но и других — физики, химии, географии и т. д.

Для понимания учащимися правильного функционирования биосферы и проблем ее охраны как единого целого преобразующая деятельность человека в природе показывается не только с положительной стороны. Отмечается, что наряду с избавлением человечества по мере развития техники и производства от голода, болезней, обеспечением роста его материального и духовного богатства происходит, и разрушение некоторых природных систем, что должно быть предусмотрено и нейтрализовано. Возможность последнего зависит от общественного устройства общества.

Формирование социально ценной позиции ученика по отношению к природе происходит на основе развития мотивов:

• ?экономических (связанных с рациональным использованием природных ресурсов);
• ?санитарно-гигиенических (касающихся сохранения чистоты окружающей среды, защиты ее от загрязнения и отравления);
• ?научно-познавательных (служащих основой изучения природы и мер ее охраны);
• ?гражданско-патриотических (основанных на любви к Родине и т. д.);
• ?нравственно-эстетических (основанных на коммунистических идеалах, чувствах прекрасного и гармоничного).

Чтобы социально ценная экологическая позиция учащихся могла активно проявиться, им предоставляется возможность принять участие в простых природоохранительных работах. Практическая деятельность школьников помогает им приобрести необходимые в современной жизни умения и навыки по экологии.

В основе экологического образования и воспитания молодого поколения лежит возрастной принцип: детям 6−10-летнего возраста сообщаются общие и элементарные знания по экологии; школьники 11−15 лет изучают разнообразные отношения между человеком и окружающей средой, вопросы сохранения и рационального использования природных ресурсов; у учащихся 15−17 лет формируются обобщенные представления об экологических проблемах, сознательное отношение к природе.