Ю.В. Левашова, Т.М. Мециер
детский экологический центр "КЕДР", Томская экологическая студенчес кая инспекция, средняя школа №4

Межпредметный урок - экологическое расследование "Дыхание города"

В статье рассказывается о том, как привлечь учеников старших классов к исследовательской деятельности. Ребятам предоставляется возможность проявить заботу о чистоте воздуха, практически применяя свои знания, изучить влияние транспортных нагрузок на город и самостоятельно выявить способы улучшения воздушной среды.

"У каждого века вечность вопрошает:
что же свершится в будущем с природой?"
(А. Кольцов)

ОБЪЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Качество воздуха - один из важнейших показателей качества окружающей среды, влияющий на здоровье человека, состояние зеленых насаждений, архитектурных сооружений, памятников. Проект является исследовательской деятельностью и подразумевает использование интерактивных методов. Проектно-исследова тельская деятельность позволяет школьникам практически применить знания, полученные на уроках математики, биологии, экологии.

При работе по проекту школьникам предлагается изучить транспортную нагрузку на улицах, оценить количество угарного газа, попадающего в окружающую среду с выхлопными газами автомобилей. Предполагается, что на основе полученных данных участники проекта выработают предложения по улучшению экологической ситуации. Важно помочь детям найти доступные для них способы улучшения состояния воздушной среды. Может быть, результаты будут заметны не сразу, но ребята должны понимать, в какой именно деятельности они могут проявить свою заботу о чистоте воздуха.

За основу проекта "Дыхание города" взята методика изучения загрязнения воздуха автотранспортом, опубликованная в журнале "Вестник АсЭко", № 2, 1998. Ввиду недостаточной математической подготовленности участников, авторы упростили методику и предложили разделить машины на четыре группы: легковые; грузовые; автобусы с бензиновыми двигателя ми; автобусы, работающие на газе. Так же нами была упрощена формула по расчету выброса до следующего вида: M=m*n, где m - количество угарного газа, выбрасываемого одним автомобилем определенного типа, г/км (в этом коэффициенте мы заранее учли влияние среднего возраста автомобилей и технического состояния машин), n - среднее количество автомобилей определенного типа, проехавших за один час, М - масса угарного газа, выбрасываемого автомобилями определенного типа на протяжении одного километра пути.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

1. Формирование экологического сознания и экологической культуры у школьников.
2. Привлечение внимания детей к проблеме загрязнения атмосферы.
3. Выявление путей решения проблемы загрязнения воздуха.
4. Реализация межпредметных экологичес ких связей.
5. Формирование активной позиции школьников по вопросам защиты окружающей среды.
6. Развитие коммуникативных способностей ребят.
7. Развитие навыков сотрудничества.
8. Закрепление навыков действий с дробными выражениями, применение этих действий при решении практических задач.
9. Формирование навыков чтения и составления столбчатых диаграмм.

ДИДАКТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1. Видеосюжет: движение автотранспорта из фильма "Транзитный транспорт в Тироле", из видеофонда ТАСИС (1 мин.).
2. Тематические плакаты и рисунки, выполненные ребятами.
3. Аудиозапись симфонии № 40 В.А. Моцарта в исполнении инструментального ансамбля П. Мориа.
4. Комплект рабочих листов по числу учеников класса (приложение 1).
5. Комплект кроссвордов по числу групп (приложение 2) и математических тестов (приложение 3).
6. Экспертная справка (приложение 4).
7. Жетоны - "умы" для организации соревнования.
8. Тематическая подборка стихов (приложение 5).
9. Диаграмма "Газовый состав атмосферы" (приложение 6).

ЭТАПЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАССЛЕДОВАНИЯ

"Погружение" в проблему. На этом этапе учащиеся знакомятся с одной из глобальных экологических проблем - загрязнением атмосферы планеты: просматривают и обсуждают тематические видеофильмы "Транзитный транспорт в Тироле" и "Воздух: все или ничего". Здесь же ребятам зачитывается письмо от ТЭСИ с просьбой провести оценку выбросов автотранспорта, распределяются задания между всеми учениками класса.

Задание 1. Подсчитать количество машин, проезжающих в час по ул. Красноармейской и пр. Фрунзе, разделив их на следующие типы: легковые; грузовые; автобусы, работающие на бензине; автобусы, работающие на газе. Подсчет вести два раза за день: с 10 до 11 часов (время затишья) и с 17 до 18 (час пик).

Задание 2. Подготовить плакат с девизом урока и плакаты, иллюстрирующие проблему загрязнения атмосферы.

Задание 3. Подготовить тематический монтаж в защиту окружающей среды.

Сбор данных. Учащиеся ведут подсчет различных видов автотранспорта, проезжающих по вышеуказанным улицам в указанное время.

Предварительная обработка данных. На этом этапе учащиеся просчитывают среднее количество машин разных типов, проходящих за один час по ул. Красноармейской и пр. Фрунзе, в рабочем листе выполняются задания №1 и №2.

Заключительный этап расследования проводится в форме межпредметного (экология - математика) урока - расследования, в ходе которого учащиеся завершают выполнение заданий в рабочем листе, формулируют выводы, заполняют экспертную справку по результатам исследований и передают ее представителю ТЭСИ. Все ученики класса делятся на рабочие группы. В течение урока между группами происходит соревнование за право подписи экспертной справки: за каждый правильный ответ на вопрос учителя, правильно отгаданное слово чайнворда, решенное задание математическо го теста группа получает цветной жетон - "ум". Группа, набравшая большее количество умов, получает право подписи экспертной справки.

ХОД УРОКА

1. Вступительное слово о целях и задачах урока.
2. Обсуждение результатов, полученных при предварительной обработке данных (чтение диаграмм, сравнительный анализ данных таблицы).
3. Сообщение о проблемах, связанных с загрязнением атмосферы, викторина (приложение 7, приложение 8).
4. Завершающая деятельность по рабочему листу (решение задач, составление соответству ющих диаграмм).
5. Решение математического теста.
6. Решение экологического чайнворда.
7. Подведение итогов соревнования (подсчет количества жетонов по группам)
8. Заполнение экспертной справки.
9. Передача справки представителю ТЭСИ и его ответное слово.
10. Вручение сладких призов участникам урока.

ЛИТЕРАТУРА
1. Воробьева В. М. и др., Атмосферные загрязнения города Томска и их влияние на здоровье населения, - Томск: изд-во Томск, университета - 1991.
2. Левитман М. Экология - предмет: интересно или нет?: Союз - 1998.
3. Программа "Дыхание города" // Вестник АсЭко №2, - 1998.
4. Суравегина И. Т., Сенкевич В. М., Экология и мир, М: Новая школа, - 1994.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Экологическое расследование "Дыхание города"

Фамилия, имя заполняющего:

Рабочая формула: М = m ^х n

m - количество угарного газа, выбрасываемого одним автомобилем определенного типа (г/км);

n - среднее количество автомобилей определенного типа, проехавших за один час.

Задание 1. Заполни таблицу, используя рабочую формулу.

m
пр. Фрунзе ул. Красноармейская

n М n М

Грузовые
автомобили 89

Легковые
автомобили 24,7

Автобусы
с бензиновыми
двигателями 82,6

Автобусы,
работающие
на газе 25

ВСЕГО: ВСЕГО:

Задание 2. Используя данные рабочей таблицы, нарисуй сравнительные диаграммы.

Выброс угарного газа автомобилями разных типов

выброс угарного газа

газовые
автобусы бензиновые автобусы легковые автомобили грузовые автомобили

Выброс угарного газа на разных улицах

выброс угарного газа

ул. Красноармейская пр. Фрунзе

Задание 3. Произведи необходимые расчеты, ответь на вопросы:

1. На какой из обследованных улиц состояние воздушной среды наиболее благоприятно и почему?

2. Во сколько раз выброс угарного газа на одной улице больше, чем на другой?

3. Если модернизировать все автобусы, работающие на бензине, и перевести их на более экологичный вид топлива - сжатый газ, то во сколько раз уменьшится выброс угарного газа на каждой из улиц?

4. Предположи, что весь автотранспорт перевели на газ и любой тип автомобиля выбрасывает в среднем 25 г/км угарного газа. Как изменится состояние воздушной среды? Рассмотри на примере наиболее загрязненной улицы. Составь сравнительную диаграмму.

выброс угарного газа

до модернизации после модернизации

Сделай выводы об использовании сжатого газа в виде топлива и внеси свои предложения.

Дата заполнения: Подпись:

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Чайнворд "Дыхание города"

1. Атмосфера планеты Земля состоит из этого газа больше, чем наполовину.
2. Процесс, при котором зеленые растения, поглощая воду и углекислый газ, при участии солнечной энергии производят кислород.
3. Источник загрязнения атмосферы (средство передвижения).
4. Газ, необходимый для дыхания человека.
5. Организмы, частично нейтрализующие вредное воздействие загрязненной атмосферы.
6. Устройство в конструкции автомобиля, поглощающее угарны газ.
7. Вид органического топлива.
8. Защитное приспособление, позволяющее дышать в условия загрязненной атмосферы.
9. Более экологичное, по сравнению с бензином, топливо.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ТЕСТ (отметь правильный ответ)

1. Вычислите: 4,5 / 0,09 а) 0,5 б) 50 в) 5
2. Вычислите: -0,3 / 3 а) 10 б) -0,1 в) 0,1
3. Наименьшим из данных отношений является: а) 0,5 / 0,05 б) 5 / 0,05 в) 0,05 / 0,5
4. Отношение 82,5 : 25 показывает, во сколько раз автобус с бензиновым двигателем выбрасывает больше угарного газа, чем автобус, работающий на газе. Это отношение можно проиллюстрировать с помощью диаграммы:
5. После экологического расследования, проведенного учащимися 6 "Б" класса при помощи ТЭСИ, общественность города добилась модернизации части автобусов. Теперь по ул. Красноармейской в час проходит в 3 раза больше газовых автобусов, чем автобусов, работающих на бензине. Это отражено на следующей диаграмме:

Приложение 4

ЭКСПЕРТНАЯ СПРАВКА О СОСТОЯНИИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
ул. Красноармейской и пр. Фрунзе

"----"-------------- 2000 г. учащиеся ------ класса школы №----- провели обследова ние состояния воздушной среды по ул. Красноармейской (от ул. Кирова до ул. Сибирской) и пр. Фрунзе (от ул. Красноармейской до пр. Комсомольского) и получили следующие результаты:

n - количество автомобилей определенного типа; m - выброс угарного газа одним автомобилем определенного типа; M = m ^х n

Количество автомобилей всех типов

Ул. Красноармейская ________ Пр. Фрунзе ________

Сравнительная диаграмма выбросов угарного газа

выброс угарного газа

газовые
автобусы бензиновые автобусы легковые автомобили грузовые автомобили

Сравнительная диаграмма выбросов при условии модернизации двигателей

выброс угарного газа

до модернизации после модернизации

Предложения по улучшению качества воздушной среды:

_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________

Дата заполнения: _____________________________

Ф. И. О. заполняющих:
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

В ЗАЩИТУ ВОЗДУХА

Мы здесь сегодня говорим
О том, что всем знакомо:
Что очень часто мы сорим
На улице и дома.

Что все отходы за порог
Бросаем как попало
И до тех пор, пока здоров,
Забот об этом мало.

Очистка воздуха, похоже,
Всегда обходится дороже,
Чем серый ядовитый дым,
Но ведь дышать-то нужно им!

Где засыхают сосны, ели
И нам недолго до постели.
Так что дешевле заплатить,
Чем всем в больницу угодить.

Итак, ресурсы и здоровье,
Наш отдых, красоту земли
Бездумно ставят под угрозу
Природы славные сыны,

Которых гордость ослепила,
Которым все подай сейчас
И для которых мощь и сила
Важнее воздуха в сто раз.

Вот как дела-то обстоят
На шарике земном.
И надо срочно мир спасать,
В котором мы живем!

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

ГАЗОВЫЙ СОСТАВ АТМОСФЕРЫ

Круговая диаграмма:
78% АЗОТ
21% КИСЛОРОД
1% ДРУГИЕ ГАЗЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

ТЕКСТ СООБЩЕНИЯ

О ПРОБЛЕМАХ АТМОСФЕРЫ

Газовый состав воздуха, которым мы дышим, выглядит так: 78% составляет азот, 21 % - кислород и 1% приходится на другие газы. Но в атмосфере крупных промышленных городов это соотношение часто нарушено. Значительную долю составляют вредные примеси, обусловлен ные выбросами предприятий и автотранспорта. Томск занимает четвертое место в России по количеству автомобилей на душу населения, и доля загрязнения от автотранспорта в Томске более 70 %.

Автотранспорт привносит в атмосферу многие примеси: углеводороды неизвестного состава, бенз(а)пирен, углекислый газ, соединения серы и азота, свинец, угарный газ.

Сегодня мы поговорим о вредном влиянии на организм человека угарного газа. Угарный газ - это яд! В больших дозах он смертелен, а в малых - хронически воздействует на организм. Было выявлено его отрицательное влияние на центральную нервную систему, а также нарушение обменных функций в организме, снижение сопротивляемости организма к вирусным заболеваниям.

Какие существуют способы снижения выбросов угарного газа? В некоторых странах Европы заменяют автомобили электромобилями. Электромобили более дороги в эксплуатации, но жители идут на это, чтобы дышать более чистым воздухом.

В Дании, например, большая часть жителей городов ездит на велосипедах на работу, в магазин - полезно и для здоровья, и для чистоты воздуха.

Во многих странах в конструкции автомобилей предусмотрены специальные устройства - фильтры, которые задерживают часть вредных газов.

В условиях нашего города мы с вами могли бы воспользоваться противогазом, но есть и другие способы снижения выбросов, о которых вы сегодня узнаете, решая задачи.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

ВОПРОСЫ ВИКТОРИНЫ

1. Газ в составе атмосферы, доля которого составляет 78 %? (азот)
2. Погодное явление, способствующее очищению атмосферы? (дождь)
3. Есть ли в составе атмосферы ядовитые газы? (да)
4. Что такое озон? (газ в составе атмосферы, поглощающий ультрафиолетовое излучение)
5. Верхняя граница атмосферы проходит на высоте а) 10 км, б) 130 км, в) 500 км? (500 км)
6. Как называется газ, увеличение концентрации которого ведет к возникновению парникового эффекта? (углекислый газ)
7. Как называется густой туман, состоящий из смеси загрязняющих веществ, часто наблюдаемый в больших промышленных городах? (смог)
8. В каком агрегатном состоянии находится вода в атмосфере? (твердом, жидком, газообразном)
9. Почему дожди называют "кислыми"?

Ю.В. Левашова, Т.М. Мециер детский экологический центр "КЕДР", Томская экологическая студенчес кая инспекция, средняя школа №4