Формирование экологической ответственности старшеклассников в ходе решения эколого-прикладных задач

За счет чего доля отходов увеличивается и куда они направляются, последствия их накопле-

ния? Может ли быть баланс отходов отрицательным, что для этого необходимо?

4. Медь часто выплавляют из серной руды Cu2S, при этом высвобождается SO2. В США

ежегодно получают ~ 1,6 млн. т меди. Если допустить, что всю эту медь получили из Cu2S,

то сколько тонн SO2 выделилось при этом? Чем это может обернуться для биосферы, челове-

ка и других живых организмов? В получении, какого очень важного для народного, хозяйст-

ва сырья мог бы с успехом использоваться данный отход металлургического производства?

Схема процесса следующая: Cu2S + O2 = 2 Cu + SO2.

5. Такие виды рыб, как форель и хариус, очень чувствительны к чистоте воды. Если в 1 л

природной воды содержится всего 3·10-6моль серной кислоты (которая может попадать в ре-

ки с промышленными стоками или за счет кислотных дождей), то мальки этих рыб погиба-

ют. Вычислите массу серной кислоты в 1 л воды, которая представляет собой смертельную

дозу для мальков форели и хариуса.

6. В 1996 г. в Ханты-Мансийском автономном округе из-за отсутствия финансовых

средств для строительства газопроводов 3 млрд. м3 попутного нефтяного газа было сожжено

в факелах. При этом образовалось большое количество углекислого газа, повлекшего увели-

чение парниковых газов в атмосфере? Рассчитайте объем CО2, зная состав газа (в объемных

процентах): CH4 — 40, C2Н6 - 20, C3Н8 и C4Н10 - по 20. Определите, какую долю составляет

данное техногенное поступление углекислого газа от общего запаса этого вещества в атмо-

сфере (1,2·1015 м3). Подобные действия фиксируются и на территории нашей области. Оце-

ните их последствия, если волгоградские месторождения нефти богаты примесями, содер-

жащими серу.

7. Фенольное загрязнение, обладающее токсичным и канцерогенным действием, обычно

сопутствует нефтяному, рассчитайте массу фенола, содержащегося в 100 м3 воды, попадаю-

114

щей в виде стоков в водоемы хозяйственно-питьевого водопользования, если содержание

фенола соответствует ПДК (0,001 мг/л).

8. В результате неполного сгорания 1 кг бензина в двигателе внутреннего сгорания выде-

ляется 0,5 кг ядовитого оксида углерода (II). Рассчитайте объем угарного газа, выделившего-

ся за 10 мин работы двигателя, если скорость расхода бензина 60 г/мин. Каковы предпола-

гаемые последствия работы двигателя в закрытом гараже?

Ученикам второй группы, обладающим исполнительно-добросовестным

уровнем сформированности экологической ответственности, определенным

интересом к экологической тематике и достаточно полными знаниями в пред-

метной области биологии предлагались частично-поисковые задачи практиче-

ской направленности, личностного характера, составляющие основу «познава-

тельных» ситуаций экоответственности:

1. Рассчитайте ежегодное накопление промышленных отходов на территории Волгоград-

ской области, если известно, что на каждого гражданина РФ в год приходится 11 т твердых

промышленных отходов, из которых только 20% подвергается переработке (использованию

в качестве вторичных ресурсов). Обоснуйте экономические и экологические выгоды от ис-

пользования отходов в качестве вторичных материальных и энергетических ресурсов. Из-

вестны ли Вам промышленные предприятия Волгоградской области, использующие в своем

технологическом цикле отходы?

2. Поливинилхлорид (ПВХ), получаемый из природного газа (метана), используют как

упаковочный материал для пищевых продуктов, а также как сырье для производства игру-

шек, моющихся обоев и т.д. Ежегодно в Волгоградской области отходы из ПВХ составляют

0,1 % от общего количества бытовых отходов — 2 млн. тонн. Какими могут быть экологиче-

ские последствия такого расходования природных ресурсов и применения полимеров?

3. Известные производители спортивной одежды и обуви «Reebok», «Nike» проводят ак-

ции по приему старых кроссовок в уплату новых. Старые кроссовки разбираются и исполь-

зуются для покрытия беговых дорожек стадионов. Где ещё возможно использование полу-

ченного вторичного сырья? Как обстоит дело с использованием вторичного сырья в твоем

городе? Что происходит с твоими изношенными кроссовками?

4. Мраморные и известняковые скульптуры и памятники архитектуры Древнего Рима и

Греции в настоящее время сильно страдают от «кислотных дождей». Храм Парфенон разру-

шился за последние 24 года значительнее, чем за 24 столетия до этого. Обсудите процессы,

лежащие в основе эрозии камня. Приведите уравнения реакций, в результате которых разру-

шаются известняк и мрамор в загрязненной атмосфере.

5. Растения суши и Мирового океана ежегодно выделяют при фотосинтезе 320 млрд. тонн

газообразного кислорода, восполняя расход этого газа в промышленности, энергетике и на

115

транспорте. Может ли баланс кислорода на нашей планете стать отрицательным? Развитие

каких сфер хозяйственной деятельности человека могут к этому привести?

6. Считается, что загрязняющие вещества не оказывают вредного влияния, если их коли-

чество в воздухе не превышает некоторого предельного значения. Так, допускается содержа-

ние в 1 мЗ воздуха 0,05 мг диоксида серы. Вдыхание какого количества этого газа в сутки не

опасно для здоровья? Норма потребления воздуха для дыхания у взрослых мужчин — 10 мЗ в

сутки. Какими могут быть последствия и причины регулярного превышения ПДК SO2 – в 3

раза, зафиксированные МУ «СООС и ЭБ г. Волжского» в 2003 году. Достигнет ли при этом

суммарное количество вещества диоксида серы порога чувствительности человека к его ед-

кому запаху? Зная, что неприятные ощущения вызывает содержание 3 мг этого вредного газа

в 1 мЗ воздуха. При вдыхании воздуха с таким содержанием SO2 в течение пяти минут у че-

ловека начинается ларингит — воспаление слизистой оболочки гортани. Какое суммарное

количество вещества диоксида серы приводит к этому неприятному заболеванию? Примите

объем легких человека равным 3,5 л, а периодичность дыхания — 4 с.

7. Рассчитайте, какая масса свинца попала в атмосферу в 2001 г. в Волгоградской области

в результате использования этилированного бензина. Условия расчета: добавка тетраэтил-

свинца Pb(С2Н4) составляет 2 г на 1 л бензина; средний расход бензина — 10 л в сутки; об-

щее количество машин — 383800 штук. Каковы экологические последствия загрязнения ат-

мосферы свинцом?

8. Летом в прудах и небольших озерах, расположенных рядом с сельскохозяйственными

полями, на которых интенсивно используются азотные и фосфорные минеральные удобре-

ния, погибла практически вся рыба. Было установлено, что гибель произошла из-за нехватки

кислорода. Объясните это явление.

9. В состав многих синтетических моющих средств (CMC) входит органический анион:

C18H29SO3

-. После стирки вода превращается в грязную и аэробы берутся в том числе и за

разложение этого аннона: 2C18H29SO3

- + 51О2=36CO2 + 28H2O + 2H+ + 2SO4

2-

Каковы экологические последствия загрязнения гидросферы СМС?

Для учащихся обладающих инициативно-ответственным уровнем сфор-

мированности экологической ответственности и достаточно полными и глубо-

кими знаниями в области экологии, их прикладных аспектах, предлагалось ре-

шить эколого-прикладные задачи, представляющие основу «смыслотворче-

ских» ситуаций экоответственности:

1. Отдыхая возле водоема, вы наблюдали как автолюбитель мыл в нем свою машину. Ва-

ша машина тоже требует мойки. Как вы поступите? Почему? Предложите план исследова-

ния, иллюстрирующего действие нефтепродуктов на живые организмы.

116

2. Какие, по вашему мнению, явления и процессы лежат в основе следующих экологиче-

ских проблем: озоновые дыры; парниковый эффект; опустынивание; кислотные дожди; фо-

тохимический смог; уменьшение биоразнообразия; снижение количества пресных вод; ис-

тощение почв и других природных ресурсов; голод? Дополните список проблемами извест-

ными Вам.

3. Какие, по вашему мнению, «спасательные средства» могут предложить ученые и инже-

неры для решения следующих проблем: энергетический кризис; выбросы вредных веществ в

атмосферу; белковый голод; загрязнение воды и почвы; озоновые дыры; регуляция числен-

ности населения; защита животных и растений? Решение, каких проблем Вы ещё можете

предложить?

4. Составьте эколого-прикладные задачи, иллюстрирующие современные экологические

проблемы, пользуясь следующей инструкцией:

- в качестве основы задачи выберите факты, явления, проблемы, имеющие место в мире,

стране, городе и т.д. (например, загрязнение атмосферы NO2);

- определите тип задачи (расчетная, на выяснение причинно-следственных связей, с од-

ним или несколькими неизвестными, с недостающими или избыточными данными и пр.);

- согласно выбранному типу, сформулируйте вопрос задачи, "неизвестное", поиск кото-

рого приведет к её решению;

- отберите необходимые условия задачи, "известное" в рамках которого будет осуществ-

ляться поиск её решения;

- по отобранным условиям составьте текст задачи, используя опорные слова соответст-

вующие выбранному типу задачи;

- прочтите задачу, проанализируйте доступна ли она для восприятия, понятен ли вопрос

задачи и предложенные условия;

- решите задачу и кратко запишите решение и ответ на карточке, с другой стороны кар-

точки запишите текст задачи.

Приведем примеры лишь нескольких составленных задач по данной теме,

которые были предложены для решения ученикам первой и второй групп:

1. Загрязнение мирового океана происходит вследствие выливания нефти и нефтепродук-

тов, которое происходит при авариях. В 1970 году было вылито 70 млн. т. нефти, а в 1994 -

190 млн. т. Определите каково ежегодное увеличение объема нефтепродуктов, загрязняющих

мировой океан, и на основании полученных данных вычислите количество нефти вылитое в

океан в 2003 году. К каким последствиям это может привести, если известно, что часть неф-

ти оседает на дно, часть образует в толще воды эмульсию, а часть остается на поверхности

воды в виде пленки?

117

2. В стратосфере на высоте 20-30 км находится слой озона O3, защищающий Землю от

ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы не "озоновый экран" атмосферы, то фотоны

большой энергии достигли бы поверхности Земли и уничтожили на ней все живое. Поясните

суть такой экологической проблемы как "озоновые дыры" и причины её развития. Что можно

предпринять для её решения?

3. В лесопосадках, отделяющих спальные районы от промышленной зоны, часто можно

встретить деревья, у которых летом мертвые верхушки и желтые листья. Каковы причины

подобного состояния деревьев в этих районах? Как защитить деревья от пагубного воздейст-

вия на них промышленных отходов? Могут ли жители близлежащих районов чувствовать

себя в безопасности?

4. Массовое использование азотсодержащих удобрений может привести к повышению

содержания NO в тропосфере. Поясните, как это может изменить условия жизни на Земле.

Какие меры здесь можно предпринять?

По результатам решения предложенных эколого-прикладных задач со-

вместно с учащимися была составлена сводная таблица «Хозяйственная дея-

тельность человека и её последствия для окружающей среды».

Возможность использования результата решенной конкретной эколого-

прикладной задачи для составления общей таблицы вызывает чувство компе-

тентности и ощущение успешности деятельности. Коллективная форма органи-

зации познавательной деятельности дополнительно стимулирует такие соци-

альные мотивы, как востребованность и значимость результатов своего труда,

возможность самореализации в коллективной деятельности, повышение само-

оценки и авторитета. Кроме того, у учащихся возникает мотивация к дальней-

шей деятельности, поскольку закрепление материала протекает в рамках есте-

ственной дифференциации, а прикладной и краеведческий характер задач вы-

зывает личную заинтересованность, познавательный интерес к предметной об-

ласти экологии, снижает утомляемость и способствует повышению качества

знаний.

Организация деятельности посредством решения предметно и практико-

ориентированных эколого-прикладных задач способствует созданию «ценно-

стных» и «познавательных» ситуаций экоответственности за счет обеспечения

увлекательности, жизненности и личной значимости задач, а также значимости

деятельности каждого школьника в работе всей группы. Создание «смысло-

118

творческих» ситуаций экоответственности в рамках первого этапа эксперимен-

та осуществлялось путем включения учащихся в составление вариативных по

содержанию эколого-прикладных задач по инструкции, в которой указан поря-

док действий по составлению задачи. Эти задания требуют от учащихся твор-

ческой активности, инициативы и самостоятельности, постижения _______сути изу-

чаемого, проявления личной позиции, отношения, направлены на самоактуали-

зацию и самореализацию личности. Они предполагают самостоятельный сво-

бодный выбор значимого для личности аспекта изучаемой действительности,

отстаивание своей точки зрения в спорах, обсуждениях, возникающих в про-

цессе представления и решения эколого-прикладной задачи, определения её

значимости.

Констатирующая диагностика проводилась учителем в конце урока с по-

мощью экологического диктанта, посредством которого учитель выяснял уро-

вень усвоения знаний старшеклассниками и возможности их применения. Дик-

тант содержал 10 незаконченных предложений, требующих от учащихся опре-

деления источников и последствий производственной деятельности человека,

мер их предотвращения. Анализ ответов учащихся дал основание для после-

дующей корректировки учебного процесса. Так было обнаружено, что: а) в ос-

новном все учащиеся смогли усвоить основные источники и виды неблагопри-

ятных для окружающей среды воздействий хозяйственной деятельности чело-