Методична розробка містить матеріал для проведення інтегрованого заняття (10 клас або I курс ВНЗ I-II р. а.), на якому об'єднані зусилля викладачів фізики, біології, екології для формування природничо-наукової картини світу та природничо-наукової компетентності здобувачів освіти, що дає змогу пізнати явища, поняття природничих наук та досягти цілісності знань.
Даний матеріал можна використати при вивченні окремих тем узагальнення біолого-екологічного та фізико-астрономічного модулів інтегрованого курсу дисципліни «Природничі науки».
Інформація про авторів
Горда Тетяна Михайлівна – викладач фізики вищої кваліфікаційної категорії, викладач-методист;
Макаренко Тетяна Миколаївна – викладач біології, екології, хімії вищої кваліфікаційної категорії, викладач-методист
Полтавського політехнічного коледжу Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»
Короткий опис матеріалу
Методична розробка містить матеріал для проведення інтегрованого заняття дисципліни «Природничі науки» (10 клас або I курс ВНЗ I-II р. а.) для формування природничо-наукової картини світу та природничо-наукової компетентності здобувачів освіти, що дає змогу пізнати явища, поняття, закони природничих наук та досягти цілісності знань.
Даний матеріал можна використати при вивченні окремих тем узагальнення біолого-екологічного та фізико-астрономічного модулів інтегрованого курсу дисципліни «Природничі науки».
ПРИРОДНИЧІ НАУКИ
ІНТЕГРОВАНЕ ЗАНЯТТЯ
Тема: Фізичне забруднення – екологічна проблема сьогодення
Методична розробка заняття
викладачів:
Горда Т. М., викладач фізики;
Макаренко Т. М., викладач хімії, біології, екології
Полтавського політехнічного коледжу Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»
Методична розробка містить матеріал для проведення інтегрованого заняття (10 клас або I курс ВНЗ I-II р. а.), на якому об’єднані зусилля викладачів фізики, біології, екології для формування природничо-наукової картини світу та природничо-наукової компетентності здобувачів освіти, що дає змогу пізнати явища, поняття природничих наук та досягти цілісності знань.
Даний матеріал можна використати при вивченні окремих тем узагальнення біолого-екологічного та фізико-астрономічного модулів інтегрованого курсу дисципліни «Природничі науки».
Мета заняття: виділити основні проблеми охорони природи і здоров’я людини на прикладі фізичного забруднення; узагальнити причини його виникнення; визначити роль природничих наук в оптимізації відносин між людиною і природою; формувати екологічну культуру здобувачів освіти та розвивати їх зацікавленість до вивчення природничих наук та їх законів, розкриваючи на цікавих і важливих прикладах їх широкий прояв у природі, показуючи застосування знань у побуті, житті; розвивати уміння давати екологічну оцінку стану навколишнього середовища; поглиблювати уявлення про загальнолюдські цінності, засвоюючи основні етичні категорії; переконати в тому, що забруднення навколишнього середовища дійсно екологічна проблема сьогодення.
План проведення заняття:
Девіз заняття: Розум є здатність використовувати сили природи світу без руйнування цього світу.
Брати Стругацькі
На дошці – назва теми, план заняття
На екрані – слайд із епіграфом заняття
Викладач біології, екології: Доброго дня. Багато природних явищ, з якими ми зустрічаємося кожного дня і які вивчалися на заняттях фізики, тісно пов’язані з екологічними проблемами сучасності, які ми розглядали на заняттях екології та біології. Тому тема нашого заняття: «Фізичне забруднення – екологічна проблема сьогодення» (записують в зошит).
Викладач фізики: Метою нашого заняття є виділення основних проблем охорони природи та здоров’я людини на прикладі фізичного забруднення, повторення та закріплення знань з фізики, біології та екології, що сприяє цілісному сприйнятті наукової картини світу, а також використання набутих знань у подальшій спеціалізації.
2.1 Шумове забруднення. Звук, шуми. Вплив на людський організм.
Викладач біології, екології: З екології ми вивчали, що до фізичного забруднення належить шумове забруднення, електромагнітне та радіоактивне (на дошці – таблиця; додаток 1). Шумове забруднення спричинене шумом.
Викладач фізики: Оскільки мова іде про шум, то потрібно спочатку пригадати, що являє собою звук і як він виникає. А це ми з вами уже вивчили. Тепер залишається все це пригадати.
Звук є скрізь і проникає всюди. Ми уміємо слухати, насолоджуватися різними звуками; навпаки, ми можемо виразити свої думки вголос, переконувати співрозмовника, наспівувати пісні.
Людське вухо сприймає та розрізняє частоту звукових коливань як висоту звуку або тон звуку. Розрізняють низький тон та високий. Давайте послухаємо низький тон звуку (музичний запис). А тепер – високий (музичний запис).
Хвилі, що мають частоту чутного діапазону, називаються акустичними. А акустика – це і є наука про звуки.
Ще одна характеристика – гучність звуку. Залежить гучність від енергії коливань у джерелі. Одиниця гучності – Бел (Б). а на практиці – дБ (дециБел).
Викладач біології, екології: А чим ми сприймаємо всі звуки? (вухом). Звукові хвилі через зовнішній слуховий отвір надходять до барабанної перетинки і спричиняють її коливання із відповідною частотою та амплідутою (на екрані – зображення слухового апарату людини). Чим більша інтенсивність (гучність) звуку, тим більша амплітуда коливань перетинки. Рух барабанної перетинки передається на слухові кісточки, що діють, як важелі і розгойдують перетинку овального вікна внутрішнього вуха тобто, з слухової кісточки передається коливання до стремінця. Стремінце передає коливання до овального вікна внутрішнього вуха, закриває це вікно. Ці кісточки зменшують амплітуду і збільшують силу звуку.
Рухи основи стремінця овального вікна коливають перилімфу завитка внутрішнього вуха і спричиняють коливання основної мембрани. При рухах основної мембрани покривна мембрана в середині завиткової протоки з певною силою і частотою торкається мікроворсинок рецепторних клітин, які збуджуються і передають імпульс до підкоркових центрів слуху (нижні горбики середнього мозку). Синтез і аналіз звуку відбувається у кірковому центрі слухового аналізатора, що розташований у висковій зоні.
Викладач фізики: Особливістю шуму є те, що йому не відповідає якась визначена частота. У шумі сполучаються коливання всіляких частот.
Викладач біології, екології: А зараз – повідомлення «шумове забруднення довкілля» (доповідь, додаток №2)
Викладач біології, екології: Шум у 100 дБ уже викликає у людини нервові розлади, дратівливість (музичний запис). Ну що, приємно? Постійна дія такого шуму призводить до руйнування нервових закінчень слухового аналізатора, негативно впливає на серце, нервову систему. А в сучасних урбанізованих містах рівень шумового забруднення постійно перевищує 100 дБ.
Викладач фізики: А позитивна сторона дії шуму на людину, на довкілля є? (позитивний вплив гармонійної спокійної ніжної музики – спів птахів, дзюрчання струмків, шум морського прибою, колискові пісні і т.п.)
Викладач біології, екології: Так, це вірно. (музичний запис). До вашої уваги шумові характеристики деяких джерел шуму (таблиця на екрані, додаток №3). Звертаю вашу увагу, що норматив житлово – побутового шуму дорівнює 40дБ, а на вокзалах і стадіонах – 60дБ.
2.2 Електромагнітне забруднення. Електромагнітне випромінювання. Вплив на людський організм та навколишнє середовище.
Викладач біології, екології: Наступним видом фізичного забруднення є електромагнітне випромінювання, яке негативно впливає на нервову систему.
Викладач фізики: Знову – фізика. Електромагнітне випромінювання – це взаємозв’язані коливання електричного (Е) i магнітного (B) полів, що утворюють електромагнітне поле. Розповсюдження випромінювання здійснюється за допомогою електромагнітних хвиль. В залежності від частоти чи довжини хвилі їх відносять до різних діапазонів. Електромагнітні хвилі з найменшою частотою (або найбільшою довжиною хвилі) належать до радіодіапазону. Радіодіапазон використовується для передачі сигналів на віддаль за допомогою радіо, телебачення, мобільних телефонів. Саме у радіодіапазоні працює радіолокація. За напруженістю електромагнітного поля в 1000 В/м з’являється головний біль, відчуття сильної втоми, а за більших значень – безсоння, розвиваються неврози. Тому поблизу радіолокаційних станцій птахи, які пролітають мимо, можуть згоріть живцем.
Викладач біології, екології: А в нашому сьогоденні в закритих приміщеннях джерелом електромагнітного забруднення є монітори комп’ютерів, екрани телевізорів, холодильники з програмованим керуванням, СВ – печі, мобільні телефони та популярний зараз wi – fi. Про шкідливу дію електромагнітного забруднення – повідомлення (доповідь, додаток №4).
Викладач фізики: Мобільний (рухомий, бездротовий) зв'язок — технології, що дозволяють абонентам залишатись на зв'язку під час руху, вдома, на роботі, в транспорті, в роумінгу і, навіть, на морі. Передача сигналу здійснюється через вежі (базові станції) мобільного зв'язку. Про це – відео повідомлення (відео 1).
Викладач біології, екології: Всі ці факти свідчать про необхідність суворо дотримуватися норм контактування з джерелами електромагнітного випромінювання. До вашої уваги – відео повідомлення про користування мобільними телефонами (відео 2).
Викладач фізики: Підходимо до третього пункту нашого заняття – радіаційне забруднення. Явище радіоактивності було відкрито всього сто років тому.
Людина протягом всієї своєї історії зазнавала впливу радіаційного випромінювання, яке надходило з космосу та від радіоактивних ізотопів, які розсіювалися в атмосфері, літосфері, гідросфері. Це випромінювання становить природний радіаційний фонд. Радіація існувала завжди. Радіоактивні елементи входили до складу Землі з початку її існування і продовжують бути присутніми дотепер.
Викладач біології, екології: Так, дійсно, невеликий природний радіаційний фонд сприяв еволюційному процесові, бо це забезпечувало стійкі невеликі мутації і давало матеріал до природного добору. Проте, з середини 20 століття людина почала інтенсивно використовувати атомну зброю, АЕС, дослідні лікувальні радіоактивні препарати і пристрої. Зростання рівня радіаційного забруднення сучасної планети зумовило виникнення радіаційної біології (повідомлення, додаток №5).
Викладач біології, екології: Серед радіоактивних речовин найактивнішу участь у процесах метаболізму беруть стронцій 90, цезій 137, йод 131. ці елементи потрапляють в організм людини з пилюкою, водою, їжею. У людини радіоактивний йод концентрується в щитоподібній залозі, цезій – в печенці, стронцій – в кістках. Саме вони стали головними забруднювачами навколишнього середовища після аварії на ЧАЕС.
Викладач фізики: В ядерному реакторі основним топливом є радіоактивний урану 238, період піврозпаду якого складає років. Під час вибуху на ЧАЕС радіоактивна ситуація набула масштабних значень. До вашої уваги власний погляд на чорнобильське сьогодення (доповідь, додаток № 6).
Викладач фізики: Отже, після сьогоднішнього заняття ви здобули практичні вміння раціонального природокористування, вміння передбачити можливі наслідки своїх дій. Пам’ятайте: людина – частина природи, а людська історія – частина історії природи. І знову повернемося до нашого епіграфу: «Розум є здатність використовувати сили природи світу без руйнування цього світу».
Викладач біології, екології: Для закріплення та перевірки ваших знань проведемо тестове опитування. Правильна відповідь – 1 бал. Виконуєте роботу 7 хвилин (варіанти завдань – додаток № 7).
Викладач фізики: А зараз – відео повідомлення про причини виникнення вибуху на ЧАЕС (відео 3).
Перевірка результатів тестування. Оголошення оцінок. Підведення підсумків.
Домашнє завдання: підготувати вислови, вирази вчених на сьогоднішню тему: «Фізичне забруднення - екологічна проблема сьогодення»
ШУМОВЕ ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ
Про шкідливий вплив шуму відомо давно. Ще в 16 ст. німецький лікар Парацельс вважав, що саме шум спричиняє глухоту і головний біль у шахтарів, мірошників і карбувальників. У середньовіччі застосовувалося жорстоке покарання бовканням могутнього дзвона: приречений помирав у страшних муках. Скільки існують війни, відомо, що масові бойові крики (наприклад «Ура») та барабанний бій пригнічують противника; сирени літаків – штурмовиків, бомбардувальників викликають у нього жах та бажання втекти.
Тепер цьому знайдено пояснення. Гучні звуки збуджують людину, сприяють надходженню в кров великої кількості гормонів, зокрема, адреналіну, внаслідок чого виникає відчуття небезпеки, страху.
В порівнянні з 19 ст. рівень шуму у містах зріс в 10 – 10000 разів. До джерел шуму належать усі види транспорту, машини та механізми, промислові об’єкти, гучномовні пристрої, ліфти, телевізори, радіоприймачі, музичні інструменти, скупчення людей і т.п.
Шуми шкідливо впливають на здоров’я тварин і людей, знижують працездатність, спричиняють захворювання органів слуху, нервової та ендокринної системи.
В осіб «шумних професій» у 4 рази частіше розвивається захворювання шлунку, продуктивність праці нижча на 50 – 60%, з’являється брак в роботі.
Шум шкідливий не лише для людини. Встановлено, що рослини під впливом шуму повільніше ростуть, у них спостерігається надмірне виділення вологи через листя, можливі порушення клітин. Гинуть навіть листя, квіти рослин, які розміщені біля гучномовця.
Негативний вплив шуму спостерігається і на тварин. Від шуму реактивного літака гинуть личинки бджіл, самі вони втрачають здатність орієнтуватися, в пташиних гніздах дає тріщини шкарлупа яєць. Хворобливо переносять шум риби, особливо у період нересту.
Джерело струму |
Відстань до джерела, м |
Рівень звукового тиску, дБ |
Шелест листя, тихий шепіт |
1 |
10 – 15 |
Цокання годинника |
1 |
30 |
Струмінь води із крану |
1 |
40 – 45 |
Телевізор |
4 |
80 – 95 |
Вантажівка, що їде вулицею |
7 |
90 – 95 |
Крик підлітка |
1 |
100 – 105 |
Відбійний молоток |
1 |
110 – 120 |
Постріл з гармати |
100 |
120 – 150 |
ЕЛЕКТРОМАГНІТНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ
Від тривалої роботи з джерелами електромагнітного випромінювання в людини розвивається захворювання очей, шкіри, з’являються алергії, депресія, швидка втома. В жінок – операторів комп’ютерної техніки, які протягом 6 – 10 років щоденно контактують з цією апаратурою, розвивається рак молочних залоз, спостерігаються шлунково – кишкові захворювання, спостерігається порушення психіки, трапляються зриви вагітності, недоношеності дітей. Такі випадки зафіксовано в США, Швеції, Японії.
Дослідження по електромагнітному впливу на живі організми показали негативні результати. Мобільний телефон, комп’ютерний блок, мікрохвильова піч та інші електронні засоби такого типу створюють:
Також вченими було зафіксовано зміни показників білкового та вуглеводного обміну, збільшення концентрації азоту в організмі людини, збільшення кількості лейкоцитів, тромбоцитів. При систематичній експериментальній дії ЕМП високої та надвисокої частоти на організм людини спостерігається підвищення кров’яного тиску, випадання волосся, ламкість нігтів.
ВПЛИВ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ НА ЖИВІ ОРГАНІЗМИ
Радіоактивне випромінювання має високу біологічну активність, негативно впливає на живу речовину (в тому числі і на людину), а в разі великих доз призводить до смерті.
Це випромінювання діє двояко. По - перше, воно вражає носіїв спадковості – молекули ДНК, спричиняючи хромосомні та генні мутації. Наслідки таких мутацій проявляються відразу або через кілька поколінь. По – друге, радіоактивне випромінювання здатне вражати клітини і тканини, викликати соматичні порушення, що проявляються в опіках, катарактах, зниженні імунітету, ненормальному перебігу вагітності, розвитку злоякісних пухлин різних органів.
Відомий білоруський письменник – публіцист говорив: « У радіації немає минулого. В неї є тільки сьогодні,завтра і післязавтра. Вона не гребує молодими і літніми, та особливо полюбляє дітей».
1 Що постає в думці першим при згадці про Чорнобиль? Покинуте колись квітуче місто? Обвита папоротями цивілізація? Сталкерський значок? Мовчазний крик покинутої ляльки? Сльози? Страх? Біль? Що? Що саме? Все злилося в гримучу суміш і розтеклося берегами Прип'яті.
2 З 1986 року багато чого змінилось. Ми живемо в іншому столітті, навіть тисячолітті, та чи є це аргументом для радіації?
3 На сьогоднішній день побутує декілька основних думок відносно уже не самої Чорнобильської трагедії, а її сучасних відголосків.
4 За матеріалами відомої електронної газети Лента.РУ до прем'єр-міністра України Миколи Азарова звернулася група людей, які просять дозвіл оселитися в Чорнобилі.
5 Мова йде про колишніх мешканців міста, які були евакуйовані після аварії на Чорнобильській АЕС, а тепер хочуть повернутися назад, вважаючи, що радіаційний фон на території міста вже не становить серйозної небезпеки.
6 Лист до глави уряду підписали 35 осіб. Правда, автори звернення, як зазначає видання, стверджують, що крім них є ще сотні охочих переселитися до Чорнобиля.
7 "У мене батьківський будинок у самому центрі Чорнобиля, це моя власність, на яку є документи!, - заявляє, зокрема, пенсіонер Микола Гаврилюк, в даний час проживає в Броварах, але бажає повернутися до Чорнобиля. - Моє здоров'я - це моя справа, дітей нам уже не народжувати".
8 Дехто вважає романтичним жити відлюдним життям, наче з фільму. Тут тобі і відроджена природа, у своїй ординарності, неповторності, захоплююча співзвучність всього живого, і тиша, ти - ніби власник всього міста...
9 Для декого це - екстрим. Своєрідні люди, яких ми знаємо, як сталкерів часто-густо кримінально відповідають за свою авантюрність.
10 Дехто дрібно наживається на колишніх бідах, породжуючи майбутні.
11 Навіть готується план реабілітації міста у своєрідний "гармонійний" мегаполіс із школами, казино, готелями, магазинами, дитсадками...
12 Це, наприклад, житловий комплекс для майбутніх туристів. Або місто-музей...
13 Там дуже багато гарних тварин, рослин, то може, ще й зоопарк, чи ботанічний сад зроблять???
14 Або, дававайте там фільми жахів знімати??
15 Якщо не дорожити своїм здоров'ям, то вже по-повній. хоча, це лише моя суб'єктивна думка, можливо, я помиляюсь.
16 Але ще досі витає той жах, що за секунди оволодів Землею.
17 Сьогодні радіаційна картина України виглядає так (карта радіаційного забруднення України)
18 А тепер, як то кажуть, до і після. Чорнобиль: коментарі будуть зайвими.(перегляд фотографій Чорнобиля)
21 Зазирнути до забороненого, небезпечного... До сьогодення зони відчудження... Для пам'яті, для надії, віри у краще, і щоб задуматись: може, це помста природи людині? Не знаю, та одне знаю точно - це був тривожний дзвіночок. хай він же більше ніколи не пролунає.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ПОЛТАВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ НТУ «ХПІ»
ПОТОЧНИЙ ТЕСТОВИЙ КОНТРОЛЬ
Фізичне забруднення – екологічна проблема сьогодення
ВАРІАНТ 1
1 Виберіть діапазон частоти коливань звукових хвиль:
А менше 10 Гц В від 16 Гц до 20 кГц
Б від 16 Гц до 200 Гц Г інша відповідь
2 Вкажіть фізичну величину, яка визначає висоту звуку:
А частота коливань В амплітуда коливань
Б фаза коливань Г інша відповідь
3 Вкажіть особливість шуму:
А наявність строго визначеної частоти В частота більша 20 кГц
Б відсутність визначеної частоти Г інша відповідь
4 Вкажіть, хто і коли відкрив явище радіоактивності:
А Е. Резерфорд; 1896Р В А. Беккерель; 1896р
Б А. Енштейн; 1905р Г інша відповідь
5 Вкажіть, що таке - частинка:
А електрон В протон
Б ядро атома гелію Г інша відповідь
6 Вкажіть величину, яка характеризує вплив радіоактивного випромінювання на речовину:
А період піврозпаду В енергія зв’язку атомного ядра
Б поглинута доза випромінювання Г інша відповідь
7 Вкажіть, що спричиняє шумове забруднення у довкіллі:
А уповільнення росту рослин В поява вищих показників надоїв молока
Б струс мозку, розрив тканин Г інша відповідь
8 Вкажіть, що спричиняє шумове забруднення у рослин:
А надмірне виділення вологи через листя В струс мозку
Б поява ракових клітин Г інша відповідь
9 Вкажіть, де переважно відкладається в організмі людини радіоактивний цезій:
А щитовидна залоза В м’язи
Б серце Г інша відповідь
10 Вкажіть норматив житлово – побутового шуму вдень:
А 20 дБ В 60 дБ
Б 40 дБ Г інша відповідь
11 Вкажіть норматив шумового впливу, що дозволяється на вокзалах, стадіонах:
А 40 дБ В 130 дБ
Б 60 дБ Г інша відповідь
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ПОЛТАВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ НТУ «ХПІ»
ПОТОЧНИЙ ТЕСТОВИЙ КОНТРОЛЬ
Фізичне забруднення – екологічна проблема сьогодення
ВАРІАНТ 2
1 Вкажіть, як називаються механічні звукові хвилі з частотою коливань менше 16 Гц:
А ультразвукові В стоячі
Б інфразвукові Г інша відповідь
2 Вкажіть одиницю гучності звуку:
А герц В мегабайт
Б децибел Г інша відповідь
3 Виберіть числове значення швидкості світла у вакуумі:
А В
Б Г інша відповідь
4 Вкажіть, що таке : - частинка:
А електрон В протон
Б ядро атома гелію Г інша відповідь
5 Вкажіть, що таке радіоактивність:
А перетворення одних речовин на інші В розпад атомних ядер, що супроводжується випромінюванням
Б розпад молекул на йони Г інша відповідь
6 Вкажіть величину, таке : - випромінювання:
А потік ядер гелію В коротка електромагнітна хвиля
Б швидкі електрони Г інша відповідь
7 Вкажіть, що спричиняє шумове забруднення у людини:
А струс мозку В впливає на роботу серця
Б розрив тканин Г інша відповідь
8 Вкажіть, що спричиняє електромагнітне забруднення у людини:
А порушення психіки, стомлюваність В уражає молекули ДНК, спричинюючи мутації
Б струс мозку Г інша відповідь
9 Вкажіть, як впливає радіоактивне забруднення на організм людини:
А погіршення слуху В мутації клітин
Б струс мозку Г інша відповідь
10 Вкажіть, який шум призводить до необоротних ушкоджень нервових закінчень слухового аналізатора:
А 100 дБ В 150 дБ
Б 120 дБ Г інша відповідь
11 Мірою забруднення електромагнітними полями є напруженість поля, одиницею якої є: :
А В
Б дБ Г інша відповідь
1