Формирование экологической ответственности старшеклассников в ходе решения эколого-прикладных задач

ленных вами научных докладов.

После нескольких минут совещания в группах на обсуждение были пред-

ставлены следующие эколого-производственные задачи:

«Геологоразведочное НИИ»

1. В 1976 г. близ Астрахани было открыто крупнейшее в мире месторождение нефти.

В её составе кроме углеводородов находятся гелий (это практически единственный источник

его получения), азот и до 25% сероводорода – ядовитого газа нервно-паралитического дейст-

вия. Предложите способы защиты людей, окружающей среды и аппаратуры от этого газа.

2. Ежегодно на одного жителя Земли добывается 400 м3 природного газа и 0,5 т нефти

и ископаемых углей, запасы которых не безграничны. Объем добычи природного газа в Рос-

сии составляет 27 % от мирового уровня. Несмотря на то, что Россия обладает 37 % мирово-

го запаса природного газа, что в 2 и более раз превышает запасы других стран, он как и запа-

сы нефти может быть исчерпан через 100-150 лет интенсивной добычи. Каковы перспективы

получения жидкого топлива из угля, учитывая что его запасов хватит на тысячу лет ? Приве-

дите схемы соответствующих химических процессов, обоснуйте их экологическую безопас-

ность.

«Производственное НИИ»

1. На Волгоградском нефтеперерабатывающем заводе негерметичное соединение

коммуникаций города приводит к утечке бензина. При утечке одной капли в секунду потери

в месяц составляют 130 л, а в год – 1560 л. Сколько километров может пройти автомобиль,

если расход составляет 10 л на 100 км? Какой вред наносят окружающей среде потери нефти

и нефтепродуктов?

2. Замена пищевого сырья непищевым имеет огромное значение. В производстве эти-

лового спирта зерно и картофель заменяют природным газом. Рассчитано, что на производ-

ство 1 т спирта требуется 3,5 т зерна, или 10 т картофеля, или 0,7 т этилена. Определите, ка-

кой объем (н.у.) природного газа, содержащего 97 % метана, необходим для получения 10 т

спирта.

3. В основе самоочищения водоемов от органических загрязнителей лежит процесс

окисления этих веществ. Если органических веществ в воде не много, то они окисляются

растворенным в воде кислородом. Этот процесс ускоряется под действием солнечного света.

Способствуют окислению и некоторые микроорганизмы. Существуют химические методы

126

интенсификации процесса окисления органических загрязнителей в воде. Какой из предло-

женных ниже реагентов вы выберите для ускорения этого процесса: а) пероксид водорода; б)

хлор; в) смесь озона с воздухом? Дайте обоснованный ответ.

«Природоохранное НИИ»

1. Большой урон природе и здоровью населения наносят крупные аварийные ситуации

на промышленных объектах, происходящие вследствие нарушения технологического режи-

ма, несоблюдения норм техники безопасности, морального износа оборудования. Так на од-

ном из прудов-накопителей АО «ЛУКойл-Волгограднефтепереработка» в период с 25 июля

по 8 августа 1996 г. происходило возгорание нефтешлама, накопленного в течение послед-

них двух десятков лет, из-за недопустимого здесь ведения сварочных работ. Подобное возго-

рание на данной территории уже отмечалось в 1972 году. В результате пожара 1996 года вы-

горело около 50 тыс. т нефтепродуктов, так как даже почва была в этом месте пропитана ле-

тучими фракциями. Концентрация окиси углерода превышала допустимые нормы в 28 раз,

двуокиси азота – в 3 раза, сероводорода и фенола – более чем в полтора раза. Каковы эколо-

гические, экономические и социальные последствия аварии? Что можно предпринять для

предотвращения подобных ситуаций в будущем? Приведите химические реакции лежащие в

основе данного процесса. Какие реагенты могут способствовать нейтрализации продуктов

горения, замедлять процесс горения.

2. При попадании в воду нефть покрывает её тончайшей пленкой, что вызывает ги-

бель многих водных организмов. Допустимая норма загрязнения воды нефтепродуктами –

0,005 мг/л. Рассчитайте какой объем воды загрязняется ежегодно в нашей области, если в во-

доемы области попадает 110 тонн нефтепродуктов. Ресурсы поверхностных вод рек области

измеряются величинами 5,25 тыс. м3/год на человека и 88,0 тыс. м3/год на 1 км2 территории.

Используя данные Госкомэкологии Волгоградской области, о том что причины загрязнения

поверхностных вод кроются в неэффективной работе очистных сооружений, разливе нефте-

продуктов и несанкционированных сбросах загрязняющих веществ, предложите направле-

ния решения данной проблемы. Как подобное загрязнение может отразиться на здоровье на-

селения?

«НИИ высоких технологий»

1. Обсудите возможности применения перечисленных физических и химических яв-

лений в процессах очистки газов, образующихся в процессе нефтепереработки: гравитация,

абсорбция и адсорбция, термическое дожигание, каталитическое сжигание. Предложите

наиболее эффективные с экологической и экономической точек зрения методы снижения

вредных газообразных выбросов в промышленности и на транспорте.

2. В загрязнение атмосферы наибольший вклад (60 %) вносит автотранспорт, выде-

ляющий в процессе сжигания топлива в двигателе порядка 200 вредных веществ. При этом в

127

качестве топлива может быть использован бензин, сжиженный газ, этиловый и метиловый

спирт, планируется разработка автомобилей работающих на воде (водороде) и др. Запишите

уравнения соответствующих реакций горения указанных видов топлива и рассчитайте эколо-

гическую эффективность использования того или иного их вида. Расчет производите, учиты-

вая количество выделяемой энергии, образуемых конечных продуктов и их опасности. Какой

вид топлива можно считать наиболее безопасным? Ответ поясните. Предложите свой аль-

тернативный вариант топлива.

3. Приведите доводы, доказывающие, что Волжская ГЭС оказывает меньшее влияние

на окружающую среду, чем ТЭС-1 или ТЭС-2, работающая на каменном угле. Как можно

снизить или вовсе ликвидировать негативное влияние ТЭС?

В результате конкурса задач первое место было присуждено задаче пред-

ставленной «Природоохранным НИИ» № 1; второе – задаче № 2 «Геологораз-

ведочного НИИ»; третье – задаче № 2 «НИИ высоких технологий» и № 2

«Производственного НИИ», которые были предложены к решению.

За несколько минут до конца урока представителям НИИ было предло-

жено коллективно сформулировать основные принципы, которыми необходи-

мо руководствоваться при разработке, переработке и использовании

природных источников углеводородов, которые были выписаны на доску.

Констатирующая диагностика проводилась учителем в конце урока по-

средством химического диктанта, включавшего основные вопросы касающиеся

состава, свойств, способов переработки и использования природных источни-

ков углеводородов. Анализ ответов учащихся дал основание для последующей

корректировки учебного процесса, так было обнаружено, что: а) практически

все учащиеся смогли назвать основные природные источники углеводородов,

их состав и характерные свойства, области применения; б) вопросы, касающие-

ся способов переработки природных углеводородов, их экологических послед-

ствий и путей решения вызвали затруднения у 31,5 % учащихся. Полученные

результаты стали основанием исходной диагностики и целеполагания для сле-

дующих уроков.

Уровень сформированности экологической ответственности старше-

классников выяснялся по их поведению в ходе решения эколого-прикладных

задач и на основе материала задач самостоятельно составленных к уроку. Ана-

лиз задач проводился на основании определения значимости представленных в

128

ней фактов, процессов, их практической ценности и теоретической обоснован-

ности, а также оригинальности и творчества в её представлении и формулиро-

вании. Диагностика, проводимая в конце второго этапа эксперимента, показала,

ощутимый рост познавательного интереса и познавательной активности уча-

щихся в процессе представления и решения эколого-прикладных задач, осоз-

нания ими ценности получаемого знания для общества и себя лично. Знания,

полученные на данном этапе эксперимента, отличались глубиной и высокой

степенью осознанности. Сравнивая результаты диагностики, полученные на

первом и втором этапе эксперимента, мы обнаружили тенденцию увеличения

числа школьников с исполнительно-ответственным и инициативно-

ответственным уровнем сформированности экологической ответственности по

отношению к числу школьников с формально-ответственным уровнем. В кон-

трольной группе подобная динамика прослеживается слабо (таблица 7).

Таблица 7

Динамика развития экологической ответственности старшеклассников на ин-

теллектуально-развивающем этапе формирующего эксперимента

Экспериментальная группа, Уровень сформиро- % Контрольная группа, %

ванности экологиче-

ской ответственно-

сти

На начало

этапа

На конец

этапа

При-

рост

На на-

чало

этапа

На

конец

этапа

При

рост

Формально-

ответственный

40,8 33,7 -7,1 40,4 36,6 -3,8

Исполнительно-

ответственный

50,4 55,7 +5,3 53,8 57,6 +3,8

Инициативно-

ответственный

8,8 10,6 +1,8 5,8 5,8 0

Целью рефлексивно-преобразующего этапа формирующего эксперимента

являлся вывод учащихся из состояния сомнения в состояние поиска смысла

собственных действий, осознания своей роли и места в биосфере, личной со-

причастности экологической ситуации. Особое внимание уделялось активиза-

ции рефлексии собственной деятельности и поступков, смыслотворческих про-

цессов сознания, формированию рациональности и проектированию своей от-

ветственной позиции в отношении природы.

129

На этом этапе обеспечивалось формирование ценностного отношения к

природе, к себе как субъекту деятельности, от поступков которого зависит эко-

логическая ситуация в регионе, стране, мире, субъекту в чьих силах решить

существующие проблемы и который должен их решать. Стимулировалось пе-

реосмысление усваиваемой информации, её перевод с уровня конкретного зна-

чения на уровень созидательного сущностного смысла, побуждались рефлексия

и смыслотворческие процессы сознания, проявление творческого потенциала,

позволяющего добиться неформального решения той проблемы, которая за-

ключена в конкретной задачной или жизненной ситуации.

Таким образом, этап предполагал включение старшеклассников в реше-

ние эколого-прикладных задач личностного характера, направленных на само-

познание и самореализацию, организуемые в форме экологических проектов,

предполагающих прогнозирование результата взаимодействия с природой, ис-

пользование и накопление личностного опыта; нравственные учебные задачи,

представленные в виде жизненных, эколого-производственных ситуаций, пред-

полагающих свободный выбор поступка, содержащих острые, волнующие

старшеклассников, ориентированные на будущую профессию проблемы; эко-

логические тропы, направляющие учащихся на осмысление и выполнение кон-

кретных природосберегающих и природозащитных мероприятий. На этом эта-

пе применялись задачи на генерирование информации с самостоятельной по-

становкой задачи, свободным выбором путей и средств ее решения, с приняти-

ем на себя полной ответственности, обязательным прогнозированием и анали-

зом полученных результатов.

Покажем возможности реализации рефлексивно-преобразующего этапа

опытно-экспериментальной работы на конкретном уроке химии, представляю-

щем собой конференцию-диспут по представлению и защите экологических

проектов на тему «Мусороперерабатывающий завод или что нас ждет завтра».

Учащиеся заранее были разделены по интересам на группы, для решения соот-

ветствующих эколого-прикладных проблем, нацелены на подбор материала для

решения проекта, подготовки выступлений на конференцию. Задания для каж-

дой группы были представлены в виде эколого-прикладных задач.

130

Диагностично поставленные перед учащимися цели, сформированные на

основании целей и задач темы, заключались в следующем:

- знать основные масштабы и источники образования твердых промышленно

бытовых отходов (ТПБО) в мире, стране и области;

- знать и уметь оценивать с экологической точки зрения основные направле-

ния обращения с отходами (методы их переработки);

- уметь прогнозировать развитие экологической ситуации при аварийных си-

туациях на мусороперерабатывающих заводах, оценивать их влияние на окру-

жающую среду и здоровье населения;

- уметь применять полученные знания в ходе выполнения и защиты эколого-

прикладного проекта.

Задача учителя заключалась в создании условий стимулирующих осмыс-

ление изучаемой действительности, становление ответственной позиции стар-

шеклассника в отношении природы, познавательную активность учащихся в

решении конкретных экологических и производственных проблем города и об-

ласти, рефлексию.

Основу урока составили эколого-прикладные задачи личностного харак-

тера, представленные в форме экологических проектов.

Ход урока: Поскольку в классе находятся учащиеся с разным уровнем

сформированности экологической ответственности и предметной подготовки,

направленностью познавательных, профессионально-ориентированных интере-

сов, целесообразно включение их в различные виды деятельности.

Актуализация знаний осуществлялась учителем посредством знакомства

учащихся с целью предстоящей деятельности, акцентирования их внимания на

значимости изучаемого материала для жителей города и области, лично для

каждого учащегося, важности активной позиции и грамотности каждого жите-

ля в принятии верного и безопасного эколого-производственного решения.

Учитель: В периодической печати стали появляться тревожные сообще-

ния о планируемой постройке на территории г. Волжского мусороперерабаты-