Урок "Енергетика та екологія"

Про матеріал

Урок " Екологія і енергетика" розроблен по технології перевернутого навчання для учнів 9 класу, розрахован на два уроки. Розглядаемо використання кожного природного джерела з погляду екологічного впливу на навколишне середовище.

Перегляд файлу

Енергетика та екологія

І.Г.Степанова, вчитель фізики та астрономії, «спеціаліст вищої категорії», « вчитель- методист» Енергодарської гімназії №3 Енергодарської міської ради Василівського району, Запорізької області.

Ми підходимо до великого перевороту в житті людства, з яким не може зрівнятися все, що воно раніше пережило. Неподалік той час, коли людина отримає в свої руки атомну енергію - таке джерело сили, яке дасть йому можливість будувати своє життя, як вона захоче... Чи зуміє людина скористатися цією силою, направити її на добро, а не на самознищення?

В.І.Вернадський, 1922 рік

Мета уроку: узагальнити й систематизувати знання, розглянути різні типи електростанцій, вивчити принцип їх дії, виявити вплив електростанцій на довкілля, проаналізувати їхні переваги та недоліки, вміння працювати у колективі, особливості географічного розміщення; розвивати критичне мислення, щодо подій які відбуваються в нашому житті.

Тип уроку: урок узагальнення і систематизації знань

Вид уроку: урок – конференція

Технологія: перевернуте навчання

Обладнання: мультимедійна система, презентація: економічна карта України, карта рівня забрудненості областей України, електростанції України, діаграми вироблення та споживання електроенергії в Україні, відео «Найчарівніші місця планети та України».

Методи: проблемний, ситуативний, пошуково-дослідницький, проектний,

метод групової роботи з учнями.

Міжпредметні зв’язки: фізика, екологія.

Хід уроку.

Організаційна частина

Повідомлення теми, мети і завдань уроку

Вчитель фізики: Сьогодні ми з вами проводимо підсумковий урок з фізики, урок, на якому розглянемо питання, що стосуються енергетичних проблем людства та їх вирішення. Урок – нетрадиційний, проводимо його у вигляді конференції . Всього було 7 груп: АЕС, ГЕС, ТЕС, СЕС, ВЕС, ПЕМ, ГеоТЕС, кожна отримала домашнє завдання.

- На цій конференції ви виступаєте у ролі експертів у різних галузях енергетики, розповідаєте та аналізуєте матеріали, підготовлені вами з даної теми.

У ході роботи конференції всім представникам різних типів електростанцій необхідно заповнити таблицю, в якій необхідно відобразити переваги та недоліки кожного типу електростанції, приготувати пропозицію на символічне "Дерево вирішення проблем"

У кінці уроку головні експерти кожної групи проводять оцінювання, враховуючи науковість, змістовність, доступність підготовленого матеріалу, виходячи з максимальної оцінки 12 балів.

II. Актуалізація опорних знань учнів.

(звучить музика з кінофільму "Земля Саннікова", учениця виконує пісню...)

Вчитель фізики : Ми, присутні тут, це і є та мить між минулим і майбутнім, ми народжені в минулому столітті і живемо у ХХI столітті, тож нам вирішувати: Якою буде наша планета? Якою ми залишимо нашу планету після себе, чи буде Земля екологічно чистою планетою?

Учениця читає вірш:

Є одна планета-сад

У цьому космосі холодному.

Тільки тут ліси шумлять,

Птахів скликаючи перелітних,

Лише на ній одній цвітуть

Конвалії в траві зеленій,

І бабки тільки тут

У річку дивляться здивовано.

Бережи свою планету

Адже іншої немає…

III .Мотивація навчальної діяльності

Вчитель фізики:

Енергія - є основа життя людства, його прогресивний розвиток, пов'язаний з безпосереднім зростанням споживання енергії. Розвиток індустріального суспільства базується на рівень виробництва та споживання різних видів енергії, який постійно зростає. Енерговиробництво - одне з головних джерел забруднення навколишнього середовища.

Вчитель екології:

Вчені стверджують, що загроза глобального потепління на планеті стає все більш реальною. Зміст парникових газів в атмосфері непросто наростає, а зростає темп приросту вуглекислого газу.

Ми живемо у вік розвитку енергетики. Сьогодні ми з'ясуємо, які перспективи на нас очікують у XXI столітті і якому виду електроенергії ми віддамо перевагу.

IV. Узагальнення та систематизація знань.

Голова конференції.

(представник АЕС)

Розглянемо використання кожного природного джерела енергії з погляду екологічного впливу на навколишнє середовище. Учасники конференції викладатимуть свою розповідь за таким планом.

(План на дошці)

1. Принцип дії електростанції.

2. Які енергетичні перетворення відбуваються на даній електростанції?

3. Як впливає цей вид електростанції на екологію?

4. У яких місцях в Україні доцільно будувати цей тип станції?

5. Переваги та недоліки.

6. Свої пропозиції щодо енергетики на символічне

"Дерево вирішення проблем".

Голова конференції:

Енергетика стоїть на трьох китах АЕС, ГЕС, ТЕС.

I. Коли настало століття електрики, відбулося відродження водяного колеса у вигляді водяної турбіни. Електричні турбіни потрібно було обертати, а це вдало могла робити вода, так виникла ГЕС (надається слово представникам ГЕС

*Група експертів з гідроенергетики:* Найбільші ГЕС в Україні - Київська, Канівська, Кременчуцька, Дніпродзержинська, Дніпрогес (Запоріжжя) і Каховська ГАЕС В Україні 10 потужних гідроелектростанцій, їх переваги: 1) відсутність під час роботи витрат на паливо; 2) електроенергія, добута на ГЕС, у 4-8 разів дешевша; 3) гідроенергія річок відтворюється природно 4) не потрібно платити за джерело енергії
Але є і недоліки використання ГЕС: 1) низькі водні ресурси під час посухи ; 2) будівництво греблі порушує переселення мешканців; 3) замулення водосховищ; 4) затоплення територій; 5) "цвітіння води"; 6) греблі перешкоджають міграції риб; 7) багатокаскадні ГЕС перетворюють річки на низку озер і виникають болота; 8) змінюється навколишній мікроклімат. Голова конференції: II. Теплова машина - це така система, яка зможе перетворювати теплову енергію на електричну. Підкорення енергії атома - одне з найбільших досягнень людства, але ця енергія здатна і вбити все живе. Ми маємо дуже серйозно поставитися до аргументів супротивників АЕС. Не можна більше продовжувати отруювати Землю радіацією, яка не зникне багато тисяч років. (надається слово представникам ТЕС (доповідь додається)
Група експертів з теплоенергетики. Енергетичний потенціал України у цей момент є чималим. В електроенергетиці він представлений 44 тепловими електростанціями (ТЕС) Теплових електростанцій в Україні . Україна має багато природного палива, тому теплових електростанцій набагато більше в країні, ніж гідроелектростанцій.

Переваги ТЕС:
1) використовується дешеве паливо(вугільний пил, вугілля, горючі сланці, торф);
2) 80% палива використовується ефективно;
3) гарячу пароводяну суміш використовують для опалення житлових приміщен;

Але ТЕС мають суттєві недоліки:
1) під час згорання палива виділяються шкідливі речовини. За рік в атмосферу викидається 10-20 тисяч оксидів сульфуру, 20 - 25 тисяч тонн оксиду нітрогену, 300 тисяч тонн попелу, який містить 400 тонн токсичних металів, 20-30 млн. тонн оксиду карбону.
2) в атмосферу виділяється велика кількість теплоти, внаслідок чого температура планети збільшується, що призводить до глобальних кліматичних змін;

3) застосування парових турбін потребує відведення великих площ під ставки, в яких охолоджується пара;
4) викиди від спалювання вугілля та нафти потрапляють в екосферу і шкідливо впливають на здоров'я людей;
5) рівень захворюваності за минулих 20 років збільшився на 21,5%, з них: онкологічні хвороби - 25,8%, гіпертонічні - 84%, психологічні розлади 21% , алергічні - 85%, цукровий діабет - 44%.
За тривалістю життя Україна посідає 75 місце у світі. Середня тривалість життя людей скоротилася на 7 років. Цей показник нижче, ніж у більшості африканських країн. Забруднені та дуже забруднені зони України складають третину всієї території країні.

Голова конференції:

III.

Підкорення енергії атома - одне з найбільших досягнень людства, але ця енергія здатна і вбити все живе. Ми маємо дуже серйозно поставитися до аргументів супротивників АЕС. Не можна більше продовжувати отруювати Землю радіацією, яка не зникне багато тисяч років.

(надається слово представникам АЕС,

доповідь додається)

Переваги атомних електростанцій:
1) будуються там, де немає річок і запасів палива;
2) собівартість 1кВт- год дешевше, ніж на ТЕС і ГЕС. Відомо, що один кг урану при розпаді виділяє стільки ж енергії, скільки при згоранні дають два млн.кг вугілля;
3) запасів ядерного палива в сто разів більше, ніж органічного;
4) АЕС не викидає хімічних забруднень.

Але атомні станції мають і недоліки:
1) актуальною є проблема, де поховати високоактивні відходи;
2) використане паливо теж радіоактивне;
3) теплове забруднення води;
4) аварія на Чорнобильській АЕС призвела до того, що 5млн. гектарів землі виявилися забрудненими й непридатними до використання. Це територія шести областей. 1,5 га лісу стали непридатними для відпочинку і збирання грибів. Майже 2 млн. людей сьогодні живуть, працюють і народжують дітей на території, де радіаційний фон в десятки разів перевищує допустимий рівень;
5) у картоплі, вирощеній на забрудненій території, вміст кобальту перевищено в 6 разів, свинцю - в 2,5 рази, хрому - в 3,5 рази, цинку - в 5 разів.

Вчитель фізики: За тривалістю життя Україна посідає 75 місце у світі. Середня тривалість життя людей скоротилася на 7 років. Цей показник нижче, ніж у більшості африканських країн. Забруднені та дуже забруднені зони України складають третину всієї території країні. Як бачимо і тут вистачає проблем.

Эксперт з фізики: Так, я з вами згодна. З одного боку, ми не мислимо життя без електроенергії, а з іншого - хочеться жити і відчувати себе здоровою людиною. Багато країн відмовилося від виробництва електроенергії, вважаючи що її краще закупити і таким чином зберегти здоров’я свого народу та уникнути забруднення навколишнього середовища. Але це не вихід, адже існують альтернативні способи видобування електроенергії. Слово надається експертам альтернативної енергетики.

Вчитель екології: Отже, картина ясна. Ці види електростанцій шкодять екології та здоров'ю людини. Крім того, останнім часом по телебаченню багато говорять про збільшення середньорічної температури на нашій планеті.

Ми сьогодні чули, що при роботі ТЕС викидається велика кількість теплоти. Зараз ми заслухаємо представників СЕС, повідомлення додаються).

Дійсно, на Землі вчені констатують підвищення середньорічної температури. Тому дуже часто з'являються смерчі, урагани та тайфуни. До того, що вони виникають у Америці, ми вже звикли, але останнім часом в програмах новин можна почути повідомлення, що ці природні явища почали траплятися і в Європі. Вчені, що вивчають Антарктику дивуються: там, де завжди вони спостерігали багатовіковий шар льоду, тепер гола земля. Гляціологи повідомляють, що площа льодовиків на вершинах гір щороку зменшується. До чого ж може привести потепління на нашій планеті хоча б на 3 градуси? На всій планеті почнуться повені. Оскільки після танення льодовиків на полюсах холодна вода буде потрапляти в океани, що омивають береги материків, клімат там щороку буде холоднішати. З розповідей вчених-мікробіологів відомо, що на полюсах зараз знаходиться в замороженому вигляді дуже велика кількість бактерій. Якщо там розтане весь лід, бактерії оживуть та почнуть розмножуватись, а це призведе до поширення великої кількості хвороб, про яких людство вже майже не пам'ятає. Крім того, ці бактерії будуть виробляти метан, який повністю знищить озоновий шар Землі.

Треба враховувати ще й те, що льодовики відбивають сонячні промені, що несуть з собою тепло. Зараз велика кількість сонячних променів повертається у космічний простір. Якщо льодовики розтануть, теплові сонячні промені будуть нагрівати Землю ще більше. Ми всі дивилися художній фільм "Післязавтра", в якому наслідки глобального потепління можна побачити. Це жахлива історія. Тому, ми вважаємо, що треба робити все можливе, щоб уникнути подальшого потепління на планеті. Враховуючи той факт, що класичних видів палива людству вистачить, по прогнозам геологів, років на 70, можливо, треба подбати про якісь нові способи одержання електроенергії?

Голова конференції:

Так, є такі види енергії й ми зараз про них поговоримо.

IV.

Століттями люди міркували над природою морських припливів та відливів. Сьогодні ми точно знаємо, що це могутнє природне явище - ритмічний рух морських вод-викликають сили тяжіння Місяця та Сонця. Енергія припливів дуже велика, її сумарна потужність на Землі становить 1млрд. кВт (слово надається представникам ПЕС, повідомлення додається)

Голова конференції:

V. Сьогодні вітряні джерела енергії переживають своє друге народження. 3000 років тому людина пускалася у плавання на великі відстані, використовуючи енергію вітру.

( Про недоліки та переваги цієї енергії розкажуть представники ВЕС).

Голова конференції:

VI.

Серед альтернативних джерел енергії не можна не згадати, так званий біогаз-паливо, отримання якого прямо пов'язане з боротьбою за чистоту навколишнього середовища. І нам розповідають про це представники біотехнології.

Голова конференції:

VII.

Сонячна енергія має незаперечну перевагу перед традиційним органічним і ядерним паливом. Це виключно чистий вид енергії. ( Зараз ми заслухаємо представників СЕС, повідомлення додаються).

Експерти з альтернативної енергетики. Для одержання електроенергії можна використовувати вітрові електростанції. У1931 році в Україні була побудованна перша вітрова електростанція. Сьогодні налічується 7 станцій, які мають сто вітрових установок. В Україні є багато місць, де можна використовувати силу вітру. Найбільш привабливими територіями є затока Азовського моря, Сиваш. Лише на Одеській балці розміщені енергоблоки потужністю 20 МВт. Сприятливими для вітроенергетики є райони Донбасу, де швидкість вітру 5 м/с. Вітрові енергоблоки можна розташувати й у горах Карпат. Можна використовувати енергію Сонця. Так у Херсонській області побудована перша в Україні сонячна електростанція. Її ККД всього 12%, але це екологічно чиста електроенергія.

А в Україні здавна люди використовували біопаливо для опалення своїх домівок. Теж варіант. 24 лютого 2008 року відбувся перший комерційний політ літака на біопаливі. Отже, є альтернативні варіанти одержання електроенергії. А якщо людина навчиться ще й керувати термоядерною реакцією в земних умовах, можна буде повністю перейти на одержання електроенергії таким шляхом. На нашій планеті можна дуже багато отримати водню, що потрібен для термоядерної реакції.

V.Підсумки уроку. Рефлексія.

Вчитель фізики: Електрична енергія – це наслідок розвитку цивілізації. Вона дає нам можливість дивитися передачі, слухати радіо, музику, користуватися мобільним зв'язком тощо. Зараз я проведу один експеримент: Хто з вас може відмовитись від благ цивілізації задля економії електроенергії? Заплющте очі, і хто готовий це зробити, підніміть руку. Дякую, як я бачу охочих не багато, ніхто майже не бажає відмовитися від благ цивілізації, отже ми повинні зараз висунути свої пропозиції щодо вирішення екологічних проблем.

( В результаті дискусії кожна група прикріпила свій листок із пропозиціями з енергетики на символічне "Дерево вирішення проблем".

"Дерево вирішення проблем":

- прийняти державну програму розвитку АЕС на найближчі 50 років;

- використовувати та розробляти альтернативні джерела енергії;

-підвищити рівень вимог до використання об'єктів, що забруднюють довкілля;

- побудувати велику кількість заводів із утилізації відходів виробництва;

-представники ПЕС вважають, що актуальним рішенням екологічного питання є закриття станцій з екологічно брудними технологіями, створення нових джерел енергії, які не забруднюють навколишнє середовище;

-перехід використання екологічно чистих способів отримання електроенергії( ГеоГес, ПЭС), розвиток біотехнології;

-розвиток технології ядерного синтезу; майбутнє за АЕС;

Наприкінці конференції знову звучить музика з кінофільму "Земля Саннікова", на тлі музики учениця розповідає вірш:

Людина над природою панує,
Сучасні технолоігї планує,
Щоб споживати більше від природи,
Підкорює її красу і вроду.
Людина над природою панує,
Бездумно світ навколишній руйнує,
Відходи у довкілля викидає.
І бруд, і пил на землю осідає.
Панує над природою людина.
І неминуча та страшна година,
Коли природа відповість сюрпризом,
І виникне екологічна криза...
А може, катастрофи уникнем?
А може, берегти природу звикнем?

Вчитель фізики: на цьому ми закінчуємо нашу конференцію, дякує за вміння працювати з науковим матеріалом, аналізувати, виділяти головне, розмірковувати та висловлювати свою думку, науково обґрунтовувати свої думки та пропозиції. Проблеми енергетики та екології справді дуже актуальні. Не будемо забувати , що Земля - наша рідна планета. Ми ще не маємо можливості жити на якійсь інший планеті. Тому треба думати не тільки про себе, а ще й про наступні покоління. Яке буде життя на Землі залежить від кожного з нас.