CC BY
42
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 2 (28) 2014. с. 92-96.
УДК 543.421/.422
ПРОЕКТНЫЙ МЕТОД КАК ЭФФЕКТИВНОЕ СРЕДСТВО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ
Анатолий Михайлович Лихтер ФБГОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
Светлана Зиновьевна Субботина, Наталия Владимировна Приходько, Ирина Сергеевна Дворникова, Леонид Сергеевич Тараскин, Сергей Павлович Гладков
МБОУ «Гимназия №3»
Артём Александрович Макухин ФБГОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
экологическое воспитание, автомобильное топливо, угарный газ, сигнализатор.
В наши дни многие люди даже не задумываются о тех негативных процессах, которые ежедневно происходят в окружающей нас экосистеме. В связи с этим важную роль в снижении антропогенного воздействия на окружающую среду приобретает экологическое воспитание подрастающего поколения. Как известно, одним из факторов, оказывающих отрицательное воздействие на состав атмосферного воздуха, являются выбросы выхлопных газов автомобильных двигателей. В данной статье рассматривается поэтапное решение этой задачи на примере выполнения школьниками и студентами проекта по разработке сигнализатора превышения ПДК по угарному газу. В ходе создания этого устройства им пришлось овладеть навыками проведения спектральных и хроматографических исследований, составить карту загазованности города, выполнить работы по изготовлению электронной и механической частей устройства.
DESIGN METOD AS EFFECTIVE REMEDY OF ECOLOGICAL EDUCATION OF
SCHOOL AND UNIVERSITY STUDENTS Likhter Anatoli M., Subbotina Svetlana Z., Prihodko Natalia V., Dvornikova Irina S., Taraskin Leonid S., Gladkov Sergey P., Makuhin Artem A.
Astrakhan State University Gimnasium №3 (Astrakhan) [email protected] [email protected]
environmental education, automotive fuels, carbon monoxide, detector.
Today many people don’t reflect at all on those negative processes which daily happen in an ecosystem surrounding us. In this regard the important role in decrease in anthropogenous impact on environment is got by ecological education of younger generation. It is known that one of the factors making negative impact on composition of atmospheric air, emissions of exhaust gases of automobile engines are. In this article the stage-by-stage solution of this task on the example ofperformance by school students and students of the project on development of a signaling device of excess of maximum concentration limit on carbon monoxide is considered. During creation of this device they should seize skills of carrying out spectral and the chromatographyc researches, to make the card of a gas contamination of the city, to perform works on production of electronic and mechanical parts of the device.
Современная естественнонаучная картина мира немыслима без отражения экологических проблем. Для предотвращения возможных отрицательных последствий вторжения человека в природу необходимо решение ряда научно -технических, социальнополитических и других задач, среди которых одно из первых мест занимают педагогические и воспитательные. Подрастающее поколение еще на школьной скамье должно быть подготовлено к научно обоснованному и бережному отношению к окружающей природной
92
среде. Вот почему идея "экологизации" учебных дисциплин, т.е. формирования у школьников экологической культуры, приобрела в настоящее время исключительно важное значение [1].
Экологическая направленность преподавания физики и химии усилена, главным образом, в результате рассмотрения природных явлений, а также влияния человеческой деятельности на окружающий мир [2]. Это позволяет добиться того, что школьники глубже, полнее и правильнее понимают всё более усложняющееся взаимодействие общества и природы, узнают об опасности непродуманного вмешательства человека в её жизнь, учатся ориентироваться в информации об охране и использовании природных ресурсов, которую они получают из научно-популярной литературы, радио и телепередач, могут оценить экологические последствия некоторых технических решений и использовать свои физические знания для активной защиты окружающей среды.
Физика - эта наука о природе, химия - наука о веществах и их превращениях, поэтому в связи с возрастающим потенциалом технического прогресса и развитием технологий, несущих экологическую угрозу, необходимо рассматривать проблему охраны окружающей среды на уроках именно этих предметов.
Физика и химия - науки экспериментальные, поэтому наиболее эффективным для понимания существа предмета является экспериментально-исследовательский метод. Чтобы ученики прочувствовали важность экологических проблем, им надо в эти проблемы погрузиться.
Экологическое образование выступает частью общего образования и позволяет углубить межпредметные связи, последовательно раскрыть основные аспекты взаимодействия общества с природой в различных учебных предметах. Оно направлено на формирование интеллектуальных и практических умений рационального использования и охраны окружающего мира. Для наилучшего усвоения материала предпочтителен метод проектов, который позволяет реализовать учащимся их идеи в данной области и тем самым глубже изучить предмет. Одним из примеров удачного проекта может служить совместный проект учеников и учителей МБОУ «Гимназия №3» г. Астрахани, а также студентов и преподавателей Астраханского государственного университета.
Проект ребят на начальном этапе заключался в исследовании состава атмосферного воздуха на наличие в нем продуктов сгорания автомобильного топлива на оживлённых автомагистралях г. Астрахани. Реализация проекта происходила при активной поддержке руководства и сотрудников предприятия ОАО «Газпром Добыча Астрахань».
Таблица 1.
Результаты хроматографического анализа проб воздуха
Точки \время 8:00 8:30 8:45 9:00 9:30 11:30 12:00 12:30 13:00 14:00 15:00 18:00 18:30 19:00
№ 1 1,82 2,83 5,11
№ 2 2,91 3,75 4,95
№ 3 1,47 0,82 0,63 3,87
№ 4 0,96 1,23 0,71 1,83 4,23
№ 5 1,97 1,22 0,93 0,98 3,89
Полученные результаты поразили участников проекта, поскольку концентрация некоторых газов, в частности, угарного газа (СО), превысила предельно допустимую
концентрацию (далее ПДК). Полученные данные по этому газу представлены в таблице 1. Предельно допустимая концентрация составляет 3 мг \м3.
По результатам исследований учащиеся создали графики суточного изменения концентрации СО (рис.1), а также карту загазованности (рис.2) с указанием точек города с результатами в них. Также было создано браузерное приложение, которое позволяет любому, открыв карту и нажав на интересующую точку, получить необходимую информацию.
Точка отбора №1 Точка отбора №2
Врвиеугок(часы) Время сум (часы| Время тог (часы)
в) г) д)
Рис.1 Графики суточного изменения концентрации СО: а) Рис. 1. А - пер. ул. Кирова и Н. Островского, б
- пер. ул. Н. Островского и Звездной, в - Мясокомбинат (ул. Яблочкова) г - ул. Яблочкова (ост. Маркина), д - пл. Октябрьского.
Рис. 2. Карта загазованности улиц г. Астрахани
На этом первоначальный проект был завершен, но работа не была закончена, поскольку ребята решили пойти дальше и создать сигнализатор, регистрирующий превышение ПДК по какому-либо из компонентов газовой смеси. Необходимость такого устройства заключается в том, чтобы в будущем использовать его в системе интеллектуального светофора (это поможет оптимизировать транспортные потоки на улицах нашего города), при проведении сварочных и лакокрасочных работ в закрытых помещениях на судостроительных и судоремонтных предприятиях, а также индивидуальными потребителями - людьми с заболеваниями лёгких, чтобы избежать случаев неожиданных приступов или, еще хуже, летальных исходов вследствие отравления угарным газом.
Начало работы состояло в дополнительном отборе проб, но уже с заданными параметрами концентрации. Эти пробы подвергали хроматографическому и спектральному анализу [3] одновременно (разделяя полученные пробы на 2 равные части). Именно это позволило членам команды создать градуировочную кривую будущего устройства.
Что же касается технической части (рис.3), то она довольно примитивна, что является несомненным плюсом, т.к. удешевляет продукт и делает его потенциально более привлекательным для покупателей и инвесторов[4]. Работа прибора осуществляется за счёт источника ИК излучения, приёмника, рабочего тела (газ, полученный извне), а также схемы, позволяющей обработать полученный сигнал и определить имеет ли место превышение ПДК или же нет.
Рис. 3. Лабораторный образец сигнализатора
К настоящему времени создан лабораторный экземпляр сигнализатора, на который получен патент на полезную модель №133305 от 10 октября 2013. Результаты выполнения проекта докладывались учениками и студентами на различных конференциях и конкурсах, где отмечались дипломами и поддерживались грантами различного уровня (конкурс «У.М.Н.И.К.», 2010; конкурс «ШкольНИК», 2010; Международная конференция «Старт в науку», 2014, диплом 1 степени и др.[5,6,7]).
В итоге, из простой идеи, появившейся на уроке по экологическому воспитанию, появился новый прибор, который способен улучшить жизнь людей. Не это ли и есть показатель того, что экологическое образование необходимо и приносит большую пользу как учащимся, так и всему обществу.
Литература
1.Зверев, И.Д. Учебные исследования по экологии в школе / И.Д. Зверев. - М.: Центр "Экология и образование", 1993. - 86 с.
2.Гелашвили Д.Б. Экологическая школьная лаборатория: Учебно-методическое пособие / ред. Гелашвили Д. Б., Швец И. М. - М.: Н. Новгород. Нижегородский гуманитарный центр, 1995г. - 212 с.
3.Накамото, К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. / К. Накамото. - М.: «Мир», 1991. - 536 с.
4.Лихтер, А.М.. Оптимальное проектирование оптимально -электронных систем: Монография. /А.М. Лихтер. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2004. - 241 с.
5.Гмырин, В.В. Разработка и проектирование датчика для определения ПДК по оксиду углерода в воздухе / В.В. Гмырин, А.М. Лихтер, А.А. Макухин, Л.С. Тараскин, С.П. Гладков, Н.В. Приходько // Материалы Всероссийской молодежной конференции «Инновации и технологии Прикаспия» г. Астрахань, 10-13 октября. -Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2012. -Т.1. - С.216.
6.Сапарова А.А. Исследование влияния антропогенного фактора на состав атмосферного воздуха в г. Астрахани /А.А. Сапарова, А.М. Лихтер, Е.А. Джалмухамбетова, С.П. Гладков, Л.С. Тараскин // Материалы международной научной конференции с элементами научной школы для молодежи «Этнокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии» г. Астрахань, 7-10 декабря 2010г. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2010. - С. 104-105.
7.Гмырин В.В. Разработка устройства на основе операционных усилителей К 140Д6 для оперативного контроля содержания продуктов сгорания автомобильного топлива в воздухе. / В.В. Гмырин, А.М. Лихтер, А.А. Сапарова, А.Е. Макухин, Е.А. Джалмухамбетова, С.П. Гладков, Л.С. Тараскин //Материалы научной школы для молодежи «Школа научно - технического творчества и концептуального проектирования» региональная научно
- практическая конференция «исследования молодых ученых - вклад в инновационное развитие России» -Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2011. - Т.1 - С. 143-145.
