3.3. Окружающая среда и война.

Еще одна задача на тепловые явления и потребление ресурсов может быть разработана на основе статистики второй мировой вой­ны. Оказалось, что для поражения одного самолета потребовалось 70 тыс. снарядов. Цифра огромная, но понятная, так как большин­ство снарядов не поражает цель. В этой задаче можно определить:

а) количество металла, израсходованного на производство снарядов;

б) количество энергии для получения металла (металлургия);

в) количество энергоресурсов (угля, нефти) для производства снарядов.

Результат решения и интересный, и эмоциональный.

Лабораторный практикум

В организации экологически ориентированного лабораторного практикума возможны два направления: 1. Использование имею­щегося практикума. 2. Полевой практикум, дополняющий лабора­торный.

1. В этом направлении возможны два варианта: 1.1 - эко­логизация существующих работ с добавлением вопросов и зада­ний экологической направленности, 1.2 - создание новых работ, дополняющих существующие.

Достоинтство варианта 1.1 в том, что он не требует измене­ния программы и дополнительного времени и затрат усилий на со­здание новых работ. Он требует только интеллектуальной работы учителя по пересмотру заданий и по введению в них вопросов эко­логической направленности. Например, фронтальная лабораторная работа в 8 классе «Сравнение количеств теплоты при смешива­нии воды разной температуры». Цель работы - в подтверждении закона сохранения энергии применительно к тепловым явлениям, приобретение навыков по измерению количества жидкости, опре­делению ее температуры, вычислений. Работа имеет традицион­ный классический характер. Для ее экологизации нужно поставить вопрос о воде. Чем она является в лабораторных условиях и в окружающем мире? В лаборатории - это жидкость, одна из форм состояния вещества, и не более того. В технологии она среда для множества физических процессов, например теплоноситель в теп­лоснабжении и энергетике. В природе вода - среда, «дом» для множества живых существ и важнейшая часть потребления жи­вых организмов. Изменение ее температуры, например при сбро­се горячей воды ТЭЦ в водоем, сказывается на многих ее харак­теристиках. Одна из важнейших количество растворенного кисло­рода, который необходим для жизни водных организмов. Растворимость кислорода в воде уменьшается с повышением тем­пературы. Если учащимся дать график растворимости кислорода в воде для определения изменения количества кислорода после до­бавления горячей или теплой и поставить вопрос о том, как это повлияет на жизнь в воде, то это будет хорошим элементом эко­логического образования. Такой подход устанавливает межпред­метные связи с биологией, экологией, химией. Вопрос о роли кис­лорода в химических (окислительных) процессах внесет пробле­му самоочищения водоемов. Повышение температуры воды ведет к более интенсивному испарению (это явление в природе имеет чрезвычайно важное значение) и к изменению местного кругово­рота. Итак, добавление одного, двух элементов с правильно постав­ленными вопросами придает работе актуальный, прикладной (экологичес­кий) характер.

Вариант 1.2. Постановка новых работ. В 9 классе в зависимости от ори­ентации выполняются две фронтальные работы по теме «Световые явления». Обе ставят задачу о преломлении света в линзе. Одну из этих работ можно заменить исследованием «Отражение и преломление света на поверхности жидкости». _{рис 10} Поток света на поверхности

Оборудование чрезвычайно простое, имеющееся в любой школе: осветитель с щелевой диафрагмой или лазерная указка, два транспортира, плоская про­зрачная кювета примерно на 0.5 - 1.0 л и, если имеется, люксметр. В первом задании исследуются соотношения между углами, кото­рые можно менять поворотом 1-3, 4-2 осветителя (1) и приемни­ка (2). Для измерения углов на границе вода-воздух установлены два транспортира (3,4). Такая постановка работы вносит новый факт тему световых явлений. При обсуждении явления отражения у школьников возникает представление, что отражают зеркальные, металлизованные, поверхности. Отражение от границы прозрач­ных сред выпадает из внимания. Это первый плюс за введение такой работы.

Вторая (экологическая) часть исследования заключается в том, что на поверхность воды выливается немного масла и ставится задача сравнить интенсивность отраженного света от чистой по­верхности с отражением от масляной пленки. Эффект превосхо­дит ожидания учащихся. Оказывается, чистая поверхность пропус­кает более 90% света, а загрязненная маслом отражает около 30%. С точки зрения физики это всего лишь факт. С точки зрения эко­логии - жизненно важный, так как от количества света, прошед­шего вглубь воды, зависит интенсивность производства биомас­сы (фотосинтетическая реакция), процессы окисления, темпера­тура воды и многие другие важные факторы жизни.

2. Полевой практикум является новой формой работы в кур­се физики. Необходимость введения такого практикума связана с тем, что объект изучения - явления и процессы в окружающей среде, которые целесообразнее изучать там, где они происходят. Хотя окружающая среда это и часть помещений, в которых рабо­тают или живут люди.

Примером такого практикума может быть комплексное иссле­дование реки или ручья под общим названием «Экология реки». В такой работе можно поставить ряд исследовательских задач:

1. Измерение скорости потока.

2. Определение стока, т.е. объема воды через поперечное сечение русла за 1 секунду.

3. Определение энергетического потенциала реки.

4. Определение потенциала по водоснабжению населения.

5. Измерение средней температуры воды.

7. Определение содержания растворенного кислорода (по скоро­ сти и температуре).Измерение водородного потенциала воды.

8. Биологическая индикация реки по таксонометрической таблице. Последний пункт не имеет отношения к исследованиям физических явлений. Это так. Но дело в том, что использование таксонометрических таблиц не требует биологических знаний. Определение качества воды биометодом и сравнение с физическими дают возможность определить качество речной воды, сравнивая разные методы. В этом смысл экологического подхода: взаимосвязь явлений, их неразрывность в естественной среде. Такой подход отражает идею холизма - целостности окружающей среды. Разделение на физику, химию, биологию сделано человеком, в природе тако­го разделения нет.

В заключение к идее постановки экологически ориентирован­ного практикума можно привести выделение работ по основным направлениям:

1. Исследование природных явлений с антропогенным давлением.

2. Исследование процессов, лежащих в основе ресурсосберегающих технологий.

3. Физические явления в основе действия очистных устройств.

4. Физические методы мониторинга.

Надеемся, что приведенные примеры привлекут учителей к созданию и введению в учебный процесс собственных разработок, направленных как на улучшение знаний физики, так и на серьез­ную экологическую подготовку учащихся к новым профессиям.

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В ГЕОГРАФИИ Н. Ф. Винокурова

География как наука и образовательная область имеет значи­тельный экологический потенциал. Элементы экологических зна­ний всегда были присущи географии, что дало основание извест­ному географу А.Г. Исаченко сделать вывод о том, что «география экологизирована со времен Страбона». Сегодня экологизация яв­ляется, по словам академика В. П. Максаковского, «дирижиру­ющим» направлением развития всей географической науки и обеспечивает становление новых научных областей геоэкологическо­го знания. Это стало объективным основанием разработки мето­дических проблем, связанных с развитием экологического обра­зования в процессе обучения географии.

Особое внимание к проблеме экологизации школьной геогра­фии в XXI столетии - времени перехода человечества на путь ус­тойчивого развития - объясняется рядом причин.

Во-первых, география единственный школьный предмет, отно­сящийся одновременно к естественному и гуманитарному циклам учебных дисциплин и, следовательно, охватывающий всю триаду: «природная среда - человек - общество». Эта особенность имеет исключительное значение для раскрытия ко эволюционных идей, составляющих мировоззренческий базис концепции устойчивого развития.

Во-вторых, география «ответственна» за раскрытие таких уни­версалий культуры, как «пространство», «время», «человек», «де­ятельность». В последние годы ряд ученых к подобным категори­ям относят ландшафт. Они отмечают, что понимание ландшафта является одним из эффективных путей к пониманию человеком са­мого себя. От того, как будет понят ландшафт, зависит, в какой сре­де будет жить человек. Специалисты отмечают, что понимание ландшафта должно стать методологической основой устойчивого развития, а познание ландшафта - его методическим базисом. Сле­довательно, одна из ключевых задач экологического образования в школьной географии связана с разработкой и использованием ме­тодической системы, которая бы обеспечила понимание ландшаф­та, а также таких категорий, как «пространство», «время», «чело­век и его деятельность». При этом важно учесть, что понимание предполагает объединение когнитивных аспектов познания с цен­ностными и практическими.

Глубинное понимание (осмысление, означивание) этих миро­воззренческих универсалий учащимися на основе диалога позна­ющего и познаваемого, взаимообусловливающихся в акте позна­ния, выступает центральной задачей как экологического образо­вания в целом, так и экологизации школьной географии.

В-третьих, география, как образовательная область, более дру­гих подготовлена к решению качественно новой задачи, постав­ленной перед образованием, - стать условием преодоления эколо­гических проблем педагогическими средствами. Содержание гео­графического образования имеет существенный потенциал для раскрытия экологических проблем на различном территориальном уровне, применительно к различным природным средам. При их изучении важно помнить, что сегодня востребована личность, ко­торая не только адаптируется к проявлению экологических про­блем, но и должна быть способна проявить так называемую «не адаптивную активность», т.е. творчество, самость, активность в осуществлении культурных преобразований экологической направ­ленности. Для выполнения этой задачи важно обеспечить комп­лексное раскрытие экологических проблем, включить экологичес­кие проблемы в само содержание географического образования на идеях проблемного подхода.

В-четвертых, география - это единственный школьный пред­мет мировоззренческого характера, формирующий комплексное, системное представление о Земле как планете людей, способству­ющих реализации принципа «мыслить - глобально, действовать -локально».

Реализация отмеченного выше экологического потенциала школьной географии возможна при условии преодоления ряда барьеров, которые сложились в теории и практике географичес­кого образования:

1. Экологизация школьной географии предъявляет новые тре­бования к цели географического образования. Важно осуществить переход в целеполагании от «человека знающего» к «человеку культурному». Стратегическая цель географического образования должна отражать ее мировоззренческую значимость в деле станов­ления коэволюционных ценностей.

1. Развитие экологического образования в школьной географии предполагает осуществление кардинальных изменений в самой структуре географического образования, ее ориентации на идеи целостной географии, преодоление «бесчеловечности» физической географии и противоестественности» экономической географии (А. Г. Исаченко).

3. Специалисты выделяют три дихотомии развития географи­ ческой мысли, которые адекватным образом должны быть реали­ зованы в процессе экологизации географии: «образ - логическая схема», «общее - уникальное», «деятельность-территория». В школьной географии довольно слабое развитие получила триа­ да: «образ - уникальное - деятельность». Вместе с тем эта триа­ да имеет большое значение в экологизации географии: обеспечи­ вает развитие мотивов изучения экологических процессов, способствует развитию лично стно ориентированной системы географо-экологических знаний, отношений, активной позиции и реальной деятельности.

1. В школьной географии важно преодолеть разобщенность реализуемых ранее стратегий экологизации: природоохранной, ресурсосберегающей и валеологической, объединив их общей идеей коэволюционного характера.

2. В технологиях эколого-географического образования важно преодолеть когнитивизм, использовать методы «погружения» в социоприродное окружение, методы реальных ситуаций и др. Эти методы обеспечивают обучение школьников делать выбор, прини­мать решения в проблемных учебных и реальных экологических ситуациях. Важно, что в ситуациях принятия решения ученик уже не только объект, но и субъект собственного развития.

Преодоление названных барьеров связано с решением пробле­мы экологизации школьной географии на методологическом уров­не в контексте культуры и идеологии устойчивого развития. В на­ши дни происходит становление нового понятия - «экологическое образование в целях устойчивого развития», которое задает новые ориентиры в деле экологизации географии:

• ориентация цели и содержания на усвоение идеи о холизме бы­ тия, о единстве человека и вмещающего ландшафта, признании сопряженной эволюции человека и природных компонентов ландшафта;

• ориентация педагогических технологий на «жизненный мир» во всем его многообразии, а не только на мир науки;

• развитие пространственного экологического мышления, по­скольку для человека XXI века характерно резкое расширение пределов своего индивидуального сознания и зоны ответствен­ ности от личностного до этнического, государственного, пла­нетарного;

• проблемная ориентация содержания - реальная экологическая проблема в ее пространственно-временных выражениях явля­ется центром интеграции содержания;

• методология субъектности (субъект, субъектный опыт, отражен­ная субъектность, единомножие форм субъектности), что спо­собствует развитию личности, содействует личностному поис­ку: интеллектуальному, духовно-нравственному, практическому; созидательная направленность образования в контексте идеи жизнетворчества, которая объединяет содержательную цепочку развития идей ЭО: охрана - рациональное использование - природовосстановление;

• ориентация на «глубочайшее общение» в широком смысле, в противовес идеологии борьбы, покорения, господства.

Следовательно, в XXI веке необходимо осуществить «проры­вы» в деле экологизации школьной географии, преодолеть фраг­ментарность и мозаичность использования ее экологического по­тенциала, пополнить и уточнить его в русле идеологии устойчи­вого развития. Считаем, что консолидирующая роль в решении этой задачи принадлежит геоэкологическому образованию, кото­рое отражает качественно новый этап экологизации школьной гео­графии на идеях коэволюционного характера. Оно базируется на теории и методологии геоэкологии, как «науки о компромиссах человека и природы» (А. Г. Исаченко).

Геоэкология - результат экологизации географической науки в контексте природе сообразной культуры. Мировоззренческий по­тенциал геоэкологии определяется тем, что ее ключевой задачей является рассмотрение экологических отношений, которые скла­дываются между мыслящим, живым и неживым веществом гео­графической оболочки на основе категорий «пространство», «вре­мя», «человек», «деятельность». Геоэкология использует особую модель познания - геоэкосистему, которая характеризует включен­ность человека в универсальную общность - пространственно дифференцированную социоприродную среду (рис. 1).

Становление геоэкологии осуществлялось на основе ведущего принципа развития постнеклассической науки - принципа гармо­ничной интеграции. Согласно ему географические знания в гео­экологии сохраняют свою специфику, а особенным в их содержа­нии является экогуманоцентризм, позволяющий раскрыть «погру­женность», вписанность человека в природную и социальную среду. При этом различные переменные параметры всех природ­ных компонентов оцениваются с позиции их универсальной цен­ности и состояния системы жизнеобеспечения человека, а их отклонения от нормы выступают в качестве аргументов биогео-сферных функций человека: критериальной, регулятивной, управ­ленческой. Такая гармонизированная научная область способствует созданию гармоничной системы взаимодействия человека с при­родой и обеспечению гармоничности развития целостного экогу-манистического мировоззрения.

Рис. 1. Интегрированная модель геоэкосистемы

1 - элементы среды: а -атмосфера, б- биосфера,

г- гидросфера, п - педосфера; л-литосфера;

2- «хозяин» - человек. Связи: 3 - между элементами среды;

4- между человеком и средой; 5- внешние связи; 6- границы