Формування екологічних компетентностей школярів при вивченні фізики та математики 5-6 класів.

Формування екологічних компетентностей школярів при вивченні фізики та математики 5-6 класів.

Осікова Олена Михайлівна.

В період розбудови України як суверенної держави, реформування економіки нашої країни особливого значення набуває підготовка високоосвіченої, екологічно грамотної молоді, спроможної сприяти процесам гармонізації життєдіяльності людини, виведення суспільства на терени економічної і екологічної стабільності. Водночас сучасний світ зіткнувся з проблемою деградації екологічних систем та поступового виснаження природних ресурсів, від яких залежить добробут суспільства, під загрозою опинилося саме існування людини на Землі.

У зв’язку з цим надзвичайно важливе значення набуває екологічне навчання і виховання, що має на меті цілеспрямоване формування екологічно компетентної особистості.Міжнародна комісія Ради Європи розглядає поняття компетентності як загальні або ключові вміння, фундаментальні шляхи навчання, ключові кваліфікації, опорні знання. Європейські експерти визначають поняття «компетентність» як здатність успішно задовольняти індивідуальні та соціальні потреби, діяти та виконувати поставлені завдання1.

На думку Н.А.Пустовіта  у структурі життєвої компетентності особистості варто виділити екологічну складову. Автор мотивує це тим, що «об'єктивна реальність не обмежується і не вичерпується соціумом. Природне і соціальне середовище невіддільні одне від одного не лише тому, що людина є біосоціальною істотою, а й тому, що безпосередньо чи опосередковано вона повсякчас впливає на природу. І задоволення практично всіх потреб залежить від можливостей і властивостей природи. Екологічні негаразди і проблеми, як і погіршання стану здоров'я людей внаслідок антропогенних змін довкілля, стали атрибутом сучасності. Беручи до уваги зазначене вище, можна стверджувати, що виділення у структурі життєвої компетентності особистості екологічної складової диктується об'єктивною дійсністю» 2. Згаданий автор розуміє поняття «екологічної компетентності» як:

1)     здатність особистості приймати рішення і діяти так, щоб наносити довкіллю якомога меншої шкоди;

2)     прояв екологічної культури особистості у її «зоні відповідальності». «Зоною відповідальності» є та частина довкілля, у якій кожна конкретна людина здійснює власну діяльність і тому може реально впливати на її стан;

3)     характеристику, що дає змогу сучасній особистості відповідально вирішувати життєві ситуації, підпорядковуючи задоволення своїх потреб принципам сталого розвитку;

4)     здатність особистості до ситуативної діяльності у побуті і природному оточенні, коли здобуті екологічні знання, навички, досвід і цінності актуалізуються в уміння приймати рішення і виконувати адекватні дії, усвідомлюючи їх наслідки для довкілля;

5)     здатність застосовувати екологічні знання й досвід у професійних і життєвих ситуаціях, керуючись пріоритетністю екологічних цінностей і непрагматичною мотивацією взаємодії з довкіллям на основі усвідомлення особистої причетності до екологічних проблем і відповідальності за екологічні наслідки власної професійної і побутової діяльності;

6)     показник сформованості екологічної культури особистості.

Зміст формування екологічної компетентності учнів у навчанні фізики включає:

• Екологічні знання (складові біосфери, абіотичні фактори, антропогенні фактори, природні ресурси, ресурсозбереження, види забруднень)
• Екологічні уміння (визначати показники складових біосфери,визначати ступінь і вид  забруднень біосфери, оцінювати стан довкілля, прогнозувати наслідки забруднень для природи, передбачати способи захисту біосфери, пропагувати екологічні знання і відповідально ставитись до екологічних проблем);
• Мотиви природо-охоронної діяльності (економічний, гуманістичний, естетичний, санітарно-гігієнічний, патріотичний)3.

Екологічна компетентність виявляється в систематичному прийнятті рішень щодо врахування екологічних наслідків власної діяльності, що чинить певний вплив на довкілля. Основою екологічної компетентності є екологічні знання, досвід практичної діяльності в довкіллі. Набуті екологічні знання є власним надбанням особистості, вони формуються під впливом екологічної інформації. Таку інформацію учні дістають на заняттях із природничих предметів. Резюмуючи, зазначимо, що за трактовкою ООН, проблеми екології є основними для життя на Землі. Саме тому формування екологічної компетентності особистості в умовах фундаменталізації освіти є одним із найважливішихзавдань останньої. Для вирішення цих задач можна використовувати різноманітні методи.

Згідно нових програм з фізики та математикизмістова лінія навчальних програм природничо-математичних дисциплін «Екологічна безпека та сталий розвиток» націлена на формування в учнів соціальної активності, відповідальності та екологічної свідомості, готовності брати участь у збереженні довкілля й розвитку суспільства, усвідомлення важливості сталого розвитку для майбутніх поколінь. Проблематика наскрізної лінії «Екологічна безпека та сталий розвиток» реалізується в курсі математики, насамперед, через завдання з реальними даними про використання природних ресурсів, їх збереження та примноження. Аналіз цих даних сприяє розвитку бережливого ставлення до навколишнього середовища, екології, формуванню критичного мислення, вміння вирішувати проблеми, критично оцінювати перспективи розвитку навколишнього середовища і людини. Можливі уроки на відкритому повітрі. При розгляді цієї лінії важливе місце займають розв'язування сюжетних задач з реальними даними щодо: використання природних ресурсів рідного краю; безпеки руху; знаходження периметрів та площ земельних ділянок, підлоги класної кімнати, об'єму об'єктів, що мають форму прямокутного паралелепіпеда; розрахунків, пов'язаних із календарем і годинником,  відсоткового відношення різних величин (наприклад, працездатного населення регіону, калорій тощо); в простих ситуаціях оцінювати очікувані та реальні витрати тощо. Навчальними ресурсами для формування екологічної компетентності можуть бути задачі екологічного змісту, навчальні проекти здоров’язбережувального та екологічного спрямування, телекомунікаційні проекти 6, які застосовуються для збору даних, спостережень за природними і соціальними явищами в різних регіонах чи країнах, порівняльного вивчення подій, фактів, розробляння спільних пропозицій і прийняття колективних рішень на основі обміну текстовою чи графічною інформацією через електронну пошту. Наведемо приклади задач екологічного змісту:

• Щороку на планеті спалюється 3000000000 тон  вугілля, у результаті чого в атмосферу потрапляє 225000 тон миш’яку, 223000 тон кобальту, 204000 тон урану. Скільки тон кожної речовини потрапить у повітря при опалюванні Музиківської ЗОШ І-ІІІ ступенів за 5 років , якщо річна норма спалювання вугілля становить 180 тон?
• У Середземне море щорічно скидається 38000 тон свинцю,800000 тон нафти, 100  тон ртуті, 21200 тони цинку. Якщо отруєння моря йтиме такими темпами, то до 2020 року вона стане мертвим. Скільки тон кожної речовини потрапить в море за період з 2016 року до 2020 р.?
• 100 куб.м повітря містить 21 куб.м кисню. Визначте об’єм кисню у кабінеті математики Музиківської ЗОШ , довжина якого 9 м, ширина 7 м, а висота 3 м ?
• Як зміниться кількість вуглекислого газу на кінець уроку, якщо в кімнаті 22 учні і кожен з них в середньому протягом однієї хвилини виділяє у процесі дихання 250 мл СО₂?
• У морських водах Чорноморського біосферного заповідника виявлено 83 види риб, що становить 50% видового складу риб Чорного моря. Скільки видів риб мешкає в Чорному морі?
• На території Чорноморського біосферного заповідника виявлено 926 видів природної флори, а в Україні 25 000 видів. Який відсоток від загальної кількості природної флори України становить видовий склад Чорноморського біосферного заповідника?
• 7.Учні 5 класу посадили 30 тополь, а учні 6-8 класів у 5 разів більше. Скільки пилу за рік затримають ці дерева на листі, якщо лісосмуга з 400 молодих тополь на листі за літо затримає 340 кг пилу ?
• Земля, на якій горіло вогнище, залишається мертвою сім років, лист паперу до повного гниття буде лежати в лісі два роки, консервна бляшанка – 90 років, поліетиленовий мішок – 200 років, скло – 1000 років. Скласти діаграму відношення земельного покриву.
• Щороку землі України втрачають близько 24 млн .тон гумусу. Підрахуйте, скільки гумусу втрачається на території сільськогосподарського підприємства «Сапфір», якщо площа орних земель 3000 га? Площа орних земель України 23080 тис.га.

Після розв’язування таких задач  учні приходять до висновку, що основними шляхами розв'язання екологічних проблем є такі:

1) перехід до матеріало -  і енергозберігаючих технологій, а в перспективі — до замкнутих циклів використання ресурсів, що дасть змогу перейти до маловідходного виробництва;

2) використання нагромадженого за тисячоліття людської діяльності досвіду раціонального природокористування. Розробка регіональних схем використання ресурсів в залежності від природних економічних та соціальних особливостей території;

3) розосередження екологічно шкідливих виробництв, які в даний час ще не можна закрити;

4) розширення природно-заповідних територій, особливо в районах з нестабільними екологічними системами (тундра, пустеля, вологі екваторіальні ліси);

5) екологічна освіта і виховання населення.

Згідно "Концепції екологічної освіти України" пріоритетними засобами впливу на екологічну свідомість людей є професійна екологічна підготовка, екологізація навчальних дисциплін, безперервна екологічна освіта і екологічне просвітництво [5].

Доцільність застосування проектів у формуванні екологічної компетентності була експериментально підтверджена педагогічною практикою. Через мережу шкіл «АЙОРН» в Україні здійснено екологічні проекти: «Нечупара» (щодо проблеми побутового забруднення); «Поруч з нами» (для формування ціннісного, гуманного ставлення до тварин, відповідальності щодо своїх обов’язків з їх утримання); «Дніпра жива вода» (присвячений проблемам прісної води в Україні). Усі ці проекти є телекомунікаційними, оскільки здійснювались за допомогою мережі Інтернет. Під навчальним телекомунікаційним проектом розуміють спільну навчально-пізнавальну, творчу або ігрову діяльність школярів-партнерів, організовану на основі комп’ютерної комунікації. Телекомунікаційний проект характеризується також спільною метою, узгодженістю методів і способів діяльності, спрямованістю на досягнення загального результату. Запорукою успішного формування екологічної компетентності є впровадження в навчальний процес у школі ефективних методів екологічної освіти.

Одним з таких інноваційних підходів до організації екологічного виховання учнів у навчальному процесі є запровадження в школах України з 2009 року навчально-методичного комплексу (НМК) "Зелений пакет", який спрямований на формування в школярів цілісного екологічного знання і мислення, розуміння органічного взаємозв’язку людства і навколишнього середовища, необхідності охорони природи та раціонального використання ресурсів, виховання особистої відповідальності за стан навколишнього середовища. НМК "Зелений пакет" – це міждисциплінарний, мультимедійний комплект до складу якого входять:

1. Посібник для вчителя з планами проведення занять і роздавальними матеріалами для учнів.

2. CD ROM "Green Pack".

3. Колекція фільмів (2 DVD диски).

4. Еко-гра "Дилеми" (картки для гри та посібник для вчителя).

"Зелений пакет" не просто надає фактичну інформацію, він націлений на формування в школярів нової системи цінностей і нових моделей поведінки в школі, удома і в суспільстві. По кожній із запропонованих у посібнику тем наводиться конкретний приклад у формі гри "Проблеми і Дилеми". Опрацьовуючи різні сценарії, педагоги і учні можуть детально розглядати ситуації, в яких питання охорони довкілля і економічного розвитку знаходяться в протиріччі, вчаться розуміти і приймати різні точки зору і приходити до консенсусу [7].

Фрагмент уроку з використанням ІКТ.

Тема: Теплові двигуни та охорона навколишнього середовища. 10 клас.

Мета:Повторити й узагальнити знання учнів з розділу « Основи термодинаміки», формувати вміння розвивати логіку мислення, активізувати самостійність мислення учнів, уміння відстоювати свою точку зору в процесі роботи, виховувати у дусі бережливого ставлення до природи.

Тип уроку:нетрадиційний.

План уроку: 1.Оргмомент

                       2. Жеребкування

                       3. Бліц вікторина «Тема»

                       4. Конкурс проектів на тему: «Теплові двигуни  та охорона

                           навколишнього середовища»

                       5. Ліричний конкурс

                       6. Тестування на комп’ютерах та розв’язування задач

                       7. Підсумок уроку.

Хід уроку.

1.Організаційний момент, повідомлення теми та мети.

2.На сьогоднішньому уроці ми проведемо змагання з метою узагальнити знання з теми. Представляю вам членів журі.

Першим етапом буде жеребкування. Пропонується всім членам команд скласти прислів’я з даних слів:  добре, хоче, хто, знати, все, того, навчати.

(«Добре того навчати, хто хоче все знати»). Та команда , відповідь якої буде найточнішою отримує заохочувальний бал і першим обирає колір сектора для тематичної бліц вікторини ( червоний, синій, жовтий).

3. Конкурс «Тема». Оцінюється по кількості вірних відповідей за1 хвилину.

4. Ми живемо в епоху бурхливого розвитку цивілізації. Небаченими досі швидкостями йде зростання міст, розширюється промислове будівництво, збільшується кількість населення, зростає експлуатація всіх природних ресурсів. У зв’язку з цим охорона навколишнього середовища стала для людства однією з найважливіших, злободенних проблем.

Україно моя! Запорошена газами Квітко!

Твої хати й сади все пливуть і пливуть у диму.

Україно, рожева, тендітна лелітко,

Твої болі й страждання на себе візьму.

Каламутний Дніпро вже аж стогне від горя і гніву,

Засихають сади і гаї, переліски-ліси,

Від кислотних дощів в’януть трави тривожно і німо,

Шумних птахів зникають на наших полях голоси.

Україно моя! Пожовтіла журлива вербиця,

Неповторні живі замулились джерела твої.

Вже не можна будь-де просто неба водиці напитись,

І струмки не струмки, а брудні ручаї.

Та ви чуєте , люди, спішімо її врятувати,

Бо не можуть нащадки ніколи й нізащо просить.

Голос правди святої потрібно уже підіймати,

Бо без неї нам теж, зрозуміло , на світі не жить.

У кожної команди було домашнє завдання, проектні роботи, присвяченні екологічним проблемам і тепловим машинам. Ознайомте  всіх присутніх з результатами вашої роботи ( презентації проектів). Найвища кількість балів 5.

Проекти «Теплові двигуни та охорона природи», «Екологія атмосфери»…

Основні тези до презентації проекту «Екологія атмосфери»:

• Життя на Землі існує доти, доки є земна атмосфера. Атмосфера є сумішшю газів, водяної пари, космічного пилу та інших пилових часточок. Верхня межа її сягає висоти 2000 км, хоч сліди зем­них газів виявлено на висоті 10 — 20 тис. м. Атмосфера складається з таких основних шарів: тропосфери, стратосфери, мезосфери, іоносфери та екзосфери.
• Атмосферне повітря забруднюється різними газами, дрібними часточками і рідкими речовинами, які негативно впливають на живі істоти. Джерела його забруднення можуть бути природними і штучними (антропогенними).
• Серйозної шкоди навколишньому середовищу завдає хімічна промисловість, чорна металургія, транспорт.
• За приблизними підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері становить 9—10 мли т.
• В Україні останнім часом спостерігається зменшення обсягу викидів в атмосферу від стаціонарних джерел. Аналіз викидів за вмістом пилу, оксиду азоту (IV), оксиду сірки (IV), вуглекислого газу в повітрі міст України за 2005-2010 рр. показав, що вони значно зменшились не тільки за рахунок спаду виробництва, а і завдяки проведенню відповідних заходів щодо їх зменшення.
• Термін "кислотні дощі" введений близько 100 років тому англійським хіміком А. Смітом, який виявив залежність між рівнем забруднення повітря і кислотністю опадів. Проте шкідливі наслідки цих дощів стали виявлятись в останні 15 — 20 років.
• Найбільшу частку промислових викидів становлять сполуки сірки й азоту. Вступаючи в атмосфері в реакції з водою, вони перетворюються на кислоти і випадають у вигляді так званих кислотних дощів.
• Найбільше сполуки сірки утворюються при спалюванні вугілля на ТЕЦ та виплавлянні металів. Оксиди азоту також утворюються у топках ТЕС та викидаються з вихлопними, газами автомобілів.
• Кислотні дощі завдають великих збитків суспільному господарству. Вони прискорюють корозію металевих конструкцій, руйнують пісковики, вапняки, мармур, закислюють води річок, озер, ґрунт, що призводить до загибелі риби, лісів.

Фрагмент проекту«Теплові двигуни та охорона природи»:

• Лише один сучасний реактивний пасажирський літак протягом  восьмигодинного польоту з Європи в Америку витрачає від 50 до 75 т кисню, викидаючи в атмосферу десятки тон вуглекислого газу. Легковий автомобіль „Волга" забирає з повітря кисню в 100 разів більше, ніж одна людина. Підраховано, що якби з'єднати всі вихлопні труби автомобілів, які їздять вулицями Києва, в одну трубу, то утворився б зловісний кратер діаметром 25 метрів, з якого вивергається 110 тис. тон шкідливих газів на рік.
• Автомобільні викиди концентруються в приземному шарі повітря - саме в зоні нашого дихання, особливо дітей. Для зменшення токсичності вихлопних газів автомобілів застосовують регулювання двигунів, встановлюють спеціальні каталізатори, що допалюють чадний газ до вуглекислого, підвищують ефективність використання енергії, борються за її економію, створюють нові двигуни з підвищеним ККД.
• Різні види палива нерівнозначні в екологічному відношенні. Найбільша кількість забруднюючих речовин виділяється під час згоряння вугілля і нафтопродуктів. Якщо рівень забруднення атмосферного повітря під час згоряння кам'яного вугілля прийняти за 100%, то спалювання мазуту знизить цей рівень до 60%, а природного газу - до 20%. Який же вид палива найдоцільніше використовувати в тепловій енергетиці?

Отже для відновлення природної рівноваги нашої планети необхідно кардинально змінити ціннісні орієнтації в бік гуманізації, гармонізації процесу розвитку взаємозв’язку у системі «природа-людина», тобто мова йде про культуру сталого розвитку – екологічну культуру, основною метою якої є поєднання людини з природою засобами пізнання і розуміння.

Література:

1. Стратегія ЄЕК ООН для освіти в інтересах стійкого розвитку. // Надихаємо на дії, №1(1), 2008, с. 43-45.
2. Пустовіт Н.А., Пруцакова О.Л. Навчально-методичний комплект "Зелений пакет" для 8 (9) класів загальноосвітніх навчальних закладів / Н.А. Пустовіт, О.Л. Пруцакова. – К.: ВАІТЕ, 2012. – 112 с.
3. Шарко В.Д. Підготовка вчителя до здійснення екологічного виховання учнів на урокахфізики. Частина перша. /В.Д.Шарко// Фізика та астрономія№1.-2005.-С.14-16.
4.  Державний стандарт базової і повної середньої освіти [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/1392-2011-%D0%BF
5. Концепція екологічної освіти України // Екологія і ресурси: зб. наук. праць. – 2002. – № 4. – С.5–25.
6. Демічева І. О. Використання інформаційних технологій на уроках біології. / І. О. Демічева // Інформаційні технології на уроках біології. / Укл. К. М. Задорожній – Харків: Вид група «Основа», 2009. – С. 3-77.
7. Навчально-методичний комплект "Зелений пакет" [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http:/www.greenpack.in.ua/.
8. Національна стратегію розвитку освіти в Україні на період до 2021 року. [Електронний ресурс].–Режим доступу http://www.president.gov.ua/documents/15828.html.