Примеры экологических проектов

Исследовательские проекты — это один из способов связать школьные программы и усилить связь знаний с реальной жизненной обстановкой.

Изучение любого предмета невозможно без установления взаимосвязей с учебным материалом смежных дисциплин. Для физики таковыми являются предметы естественнонаучного цикла: химия, география, биология, экология, ОБЖ и др. Интеграции содержания курса физики и материала других дисциплин позволяет продуктивно решать задачи естественнонаучного образования в школе.

Важнейшие из них:

формирование научного мировоззрения и экологической культуры личности;

осознанное усвоение системных научных знаний об окружающем мире, месте и роли в нем человека, в том числе и знаний по экологии;

формирование гуманистических и экологических ценностей личности;

формирование навыков безопасного обращения с веществами и материалами как основы сохранения природы, здоровья и жизни человека;

формирование опыта активной познавательной деятельности проблемно-творческого характера с применением научных методов исследования природы;

развитие представлений о науке и научных достижениях как результате творческой деятельности человека, о роли науки в существовании и развитии общества в гармонии с природой; развитие интеллектуально-творческих способностей, навыков самообразования.

Курс физики средней школы объединяет основы целой системы наук (механика, молекулярная физика, электричество, оптика, квантовая физика и другие), позволяющих интегрировать физические, экологические и биологические знания. Особое место занимают все разделы физики, так как они изучают общие закономерности обмена и превращения, применяемые к процессам, протекающим как в неживой природе, так и в живых системах. Однако в школьном курсе физики применение всех законов физики ограничивается лабораторным практикумом, что значительно сужает мировоззренческий потенциал данных разделов. Интеграция физических, экологических и биологических знаний позволит выйти на новый уровень познания, раскроет новые возможности их описания.

Наиболее значимыми направлениями экологических проектов, которые способствуют формированию физической картины мира у учащихся, являются следующие межпредметные связи:

• — влияние физических загрязнений на живые организмы и экосистемы, формирование экологических, природоохранных знаний на базе физического материала;
• — формирование представлений о круговороте элементов, веществ и энергии в экосистемах разного уровня; изучение физико-химических свойств, распространения и роли в природе веществ; усвоение знаний о природных ресурсах, знакомство с проблемами их использования и сохранения;
• — рассмотрение влияния антропогенного фактора на окружающую среду (причины, источники и последствия физических загрязнений, способы переработки и утилизации загрязнителей, здоровье человека и т. д.);
• — знакомство с понятием «экологическая проблема» на конкретных примерах и поиск путей решения;
• — знакомство с каждой составляющей физической картины мира с помощью метода проектов.

Одновременно с изучением программного материала, при подготовке к урокам учащимся можно предложить самостоятельно рассмотреть и осветить ряд вопросов, отражающих современное представление науки об изучаемых процессах и способах их исследования. В результате такой подготовки возникает у учащихся интерес к данной теме и в дальнейшем можно предложить провести исследование в интересующей их области. Кроме того, учащиеся принимают активное участие в изготовлении наглядных пособий: таблиц, схем, рисунков, используемых на защите данных проектов.

Исследовательские проекты, в большей степени, чем обычные, развивают потенциал самих учащихся, побуждают к активному познанию окружающей действительности, к осмыслению и нахождению причинно-следственных связей, к развитию логики, мышления, коммуникативных способностей, способствуют развитию речи, самостоятельности в учении.

Сегодня учебный процесс по физике весьма напряжен. Это обусловлено сложной программой, большим числом дидактических задач каждого урока. Тем не менее, можно найти время для ознакомления учащихся с экологическим материалом. В физике рассматриваются 5 видов экологических загрязнений:

• — тепловое;
• — шумовое;
• — электромагнитное;
• — световое;
• — радиоактивное.

Но, к сожалению, данные виды экологических загрязнений рассматриваются наиболее полно только в профильных классах, а в классах с базовым уровнем на данном вопросе не заостряется внимания. Экологические проблемы возникают, как в быту (начиная от выхлопного газа машин до уличного освещения), так и в мире (от вырубки лесов до ядерных ударов). Знание простых физических законов не поможет человеку выйти из сложной экологической ситуации, поэтому для выхода из данной ситуации необходимо ознакомиться в курсе физики с техникой безопасности и приемами предотвращения экологических загрязнений, которые могут привести к необратимым последствиям.

Доказательством нашей позиции в отношении возможностей экологического аспекта в физическом образовании служат проведенные нами соответствующие исследования.

За два года было проведено два экологических проекта на базе ЧОУ СОШ «Исток»:

• 1. «Карта загрязнений ЧОУ СОШ „Исток“ и г. Иваново»;
• 2. «Шумовое загрязнение г. Иваново».

Базой исследования были экологические проекты на базе ЧОУ СОШ «Исток», в ходе которых были применены метапредметные знания физики и экологии. Данные исследования были направлены на выполнение практической части программ школьного физического образования, не выполняемых в школе по различным причинам.

В данных экологических проектах учащиеся рассмотрели сами физические загрязнения, а именно радиационное и шумовое, и способы их изучения. Работа над проектами началась с изучения в 10−11 классах разделов в курсе физики «Атомная физика» и «Электромагнитные волны», при изложении которых рассматриваются:

• — виды излучений б, в, г и реакции их распадов;
• — работа радио, как пример передачи электромагнитных волн.

Изучение этих тем способствовало повышению интереса, к ним из-за косвенного рассмотрения их в курсе физики, и желанию получения углубленной информации и собственно самого исследования данных вопросов. Работа над проектом была продолжена на территории школы ЧОУ СОШ «Исток» и города Иваново. Экологические проекты потребовали от ребят немалых усилий, как в поиске нужной им информации, при анализе полученных результатов и обработке, так и физических усилий и упорстве доведения дела до его логического заключения. Проекты «Карта излучений ЧОУ СОШ „Исток“ и г. Иваново» и «Шумовая карта г. Иваново» были представлены на:

• — ежегодной конференции «Молодая наука» научно-исследовательских, исследовательских и творческих проектов детей и молодежи по физике;
• — ежегодной межрегиональной конференции в Ярославском Государственном Педагогическом Университете имени К. Д. Ушинского;
• — Федера
• — льном окружном соревнование молодых исследователей Центрального Федерального округа «Шаг в будущее…», где данные работы заняли призовые места.

Данные проекты заставили задуматься о том, какими способами можно изучить и исследовать другие физические загрязнения, как углубились знания, и расширилось их мировоззрение после исследования в данной области.

Примерами экологических проектов для основных направлений ФКМ могут служить:

Таким образом, мы побудили интерес школьников в изучении не только данных тем, а в изучении в более широком смысле, то есть в формировании в их сознании физической картины мира.

3. Педагогический эксперимент Для того чтобы доказать актуальность проектной деятельности интегрирующую физику и биологию (экологию) как два школьных курса мы проанализировали исследовательские проекты за 2013;2014 года представленные на конкурсах исследовательских работ и пришли к следующим результатам:

• 1. Конкурс Вернадского: естественнонаучное направление:
  • — Загрязнение сред обитания

Всего было представлено 21 работа из них 8 работ по различным дисциплинам и 13 работ по физике с экологическим обоснованием.

— Физика Всего представлено 13 работ по физике из них 7 исследовательских работ с экологическим обоснованием.

• 2. Конкурс исследовательских работ школьников памяти А. К. Кикоина и И. К. Кикоина в специализированном учебно-научном центре УрФУ:
  • — Физика

Всего было представлено 11 работ 5 из них связывает физику и экологию.

— Экология Всего представлено 8 работ, 3 из них по экологии и 5 по экологии с физическим обоснованием.

Областной конкурс юношеских исследовательских работ имени М. В. Ломоносова:

Исходя из полученных диаграмм мы можем сделать следующие выводы:

• 1. Проектно-деятельностный подход пользуется большим вниманием в образовании;
• 2. Исследовательские работы выполняют как дети старшей ступени обучения так и младшей;
• 3. Все больше исследовательских работ по физике выполняются на стыке пограничных наук, в частности вопросов экологии, что значительно углубляет знания, систематизирует их и формирует целостную физическую картину мира.

Так же для выявления качественных изменений в формировании физической картины мира у выпускников ЧОУ СОШ «Исток» нами было проведено интервью участников проекта и учащихся данного класса, не принимавших участие в данных исследовательских работах. Для выявления формирования физической картины мира или систематизации знаний по определенным темам учащимся были заданы наводящие вопросы. Развернутые ответы представлены ниже:

Павел.

«Проект „Карта излучений ЧОУ СОШ „Исток“ и г. Иваново“ помог мне узнать, что такое радиоактивность, как ее можно обнаружить, с помощью каких приборов и какие способы защиты от радиации существуют. В школьном курсе физики вопрос о радиации изучается не так обширно как бы этого хотелось, а с помощью данного проекта я не только углубил и собрал свои знания в данной области в целом, но и узнал много нового с точки зрения экологии что помогла мне легче разобраться в изучаемом материале».

Алексей.

«Я раньше не подозревал, что экология имеет огромное отношение к физике. Все загрязнения разделяются на физические, биологические и химические. Сами же физические загрязнения разделяются на подвиды: радиоактивное, шумовое, электромагнитное и световое. С помощью проектов „Карта излучений ЧОУ СОШ „Исток“ и г. Иваново“ и „Шумовая карта г. Иваново“ я теперь могу разбираться в двух видах загрязнений, которые сейчас в данное время очень актуальны. Мои знания по физике обрели теперь структуру и я теперь могу сказать, что данную науку познать полностью не представляется возможным, потому что, если изучать физику на стыке с экологией, то открываются новые горизонты. Данные проекты сыграли определяющую роль в выборе университета и будущей профессии. Я собираюсь продолжать исследования в данной области так как в этой сфере деятельности не хватает специалистов, она очень интересна и развивается каждый день».

Учащиеся не принимавшие участия в проектах (Влад и Соня).

«Мы не подозревали, что существуют такие подвиды физически загрязнений. По нашему мнению загрязнениями с точки зрения экологии должны заниматься специалисты из области биологии и к физике данные загрязнения не имеют никакого отношения. С понятиями радиоактивность и шум мы знакомы только поверхностно из области биологии и физики, в жизни правила защиты и способы измерения или подавления мы не знаем так как в курсе физики и ОБЖ такое не проходили. Мы заинтересованы в участии подобных проектов и готовы узнать больше чем изучаем на уроках в школе».

После беседы со школьниками мы выяснили, что с помощью метода проектов мы не только углубили (ребята ознакомились с понятиями, которым не уделяется должного внимания на уроках), систематизировали их знания в изучаемых темах, и установили межпредметные связи между физикой, экологией, биологией и химией, но и подтолкнули их к целостному формированию физической картины мира.

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что, несмотря на необходимость формирования у учащихся современного научного мировоззрения, более глубоких физических и естественно-научных знаний в целом, развития естественно-научного мышления, наблюдается низкий уровень усвоения естественно-научных знаний в школе в частности на уроках физики и биологии, а естественно-научное мышление учащихся находится в основном на уровне эмпирически-научной стадии развития.

Таким образом, существует необходимость не только в повышении качества подготовки учащихся на естественно-научных уроках, но и в мотивации учащихся и их участию в проектах естественно-научного профиля.