Методика организации экологических исследований

Авторский коллектив:
Шпичко Владимир Николаевич
учитель физики ГОУ СОШ №444
Родионова Марина Александровна
учитель географии
ГОУ Измайловская гимназия №1508
Учебно-методическое пособие
по организации исследовательской деятельности учащихся в средней и старшей школе
Практикум «Мониторинг окружающей среды»
для общеобразовательных учреждений
Методика и практика интегративного изучения учебных предметов
на основе исследовательской деятельности учащихся
с применением новых информационно- коммуникационных технологий
Москва 2009
Образование есть то,
что остается после того,
когда забывается все, чему нас учили.
Эйнштейн Альберт (Einstein, Albert)
Немецкий физик
Пояснительная записка
Учебно-методическое пособие содержит информацию для учителя об особенностях
учебной экологической практики, ее содержании, цели и задачах, основных методах,
технологиях и формах работы с детьми.
Мониторинг - (по определению Ю.А. Израэля) - система наблюдений, оценки и
прогноза, позволяющая выявить изменения состояния окружающей среды под влиянием
антропогенных измерений. Осуществление мониторинга предполагает теоретическое
знание естественных процессов в биосфере, охватывает наблюдение за источниками и
факторами антропогенного воздействия, в результате проведения исследований должны
выявляться критические ситуации, выделяться критические факторы воздействия и
наиболее поверженные к изменениям элементы биосферы.
Практикум - учебное пособие с практическими заданиями, упражнениями,
лабораторными работами, помогающее освоить учебную дисциплину практически.
Данный практикум, с применением в исследовательской деятельности информационнокоммуникационных технологий, позволит расширить круг экспериментальной
деятельности учителя и ученика – может являться практическим дополнением к учебному
курсу «Экология Москвы и устойчивое развитие» для 10 классов средних
общеобразовательных школ в разделе «Экологический мониторинг» и использоваться в
работе объединений дополнительного образования.
Возраст учащихся
Ученики 5-10 классов
Цель:
Сформировать представление научного подхода к исследованию явлений природы с
использованием новых информационно-коммуникационных технологий.
Задачи:
1. Повысить мотивацию учащихся к исследовательской деятельности.
2. Сформировать у учащихся навыки проведения исследования, которые
обеспечивают формирование способностей к самостоятельному усвоению новых
знаний.
2
3. Реализовать индивидуальную образовательную траекторию учащегося при
поведении исследовательской работы.
4. Сформировать у учащихся готовность самостоятельно, творчески осваивать и
апробировать новые способы деятельности в любой области культуры.
Актуальность:
Разработан стандарт образования в части «Общие учебные умения, навыки и способы
деятельности», но способы его реализации отсутствуют. Данное учебное пособиеразработка системы обучения, гарантирующая формирование у учащихся приемов
учебной деятельности (ОУУН) на основе системной организации исследовательской
деятельности.
В основе разработки пособия заложена концепция развивающего обучения
В.В.Давыдова. Исследовательская деятельность позволяет формировать у учащихся новые
мотивы на основе уже существующих потребностей и интересов. Ученики, в процессе
исследовательской деятельности, усваивают принципы и способы учебной деятельности,
решают учебные задачи сами ищут подходы к их решению, при этом происходит
формирование личностных качеств, общечеловеческих ценностей и отношения к
окружающему миру.
Исследовательская деятельность на уроке и во внеурочное время - одна из форм
организации процесса обучения. Прое́кт — это уникальная деятельность, имеющая начало
и конец во времени, направленная на достижение определённого результата, по готовым
алгоритмам и схемам действия. Проектно-исследовательская деятельность связана с
открытием новых для учащегося явлений, связей, закономерностей. Отличается от
исследовательской наличием проблемы, цели, плана действий. Исследовательская
деятельность не имеет четко поставленных проблем, целей и задач, временных
ориентиров и жестко оговоренных границ охвата исследованием той или иной области.
Исследовательский метод очень важен в обучении и рассматривается как один из
основных путей познания (И.Я.Лернер, М.Н. Скаткин).
Особенностью практикума является использование при проведении исследований
информационно-коммуникационных технологий, которые выводят на новый
качественный уровень полученные результаты исследований, реализовывают принцип
наглядности, повышают интерес учащихся к исследовательской деятельности,
способствует формированию навыков научного анализа явлений природы.
3
Создание и развитие информационного общества (ИО) предполагает широкое применение
информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании, что определяется
рядом факторов:
-внедрение ИКТ в образование существенным образом ускоряет передачу знаний и
накопленного технологического и социального опыта человечества не только от
поколения к поколению, но и от одного человека другому.
-современные ИКТ, повышая качество обучения и образования, позволяют человеку
успешнее и быстрее адаптироваться к окружающей среде и происходящим социальным
изменениям. Это дает каждому человеку возможность получать необходимые знания как
сегодня, так и в будущем постиндустриальном обществе.
-активное и эффективное внедрение этих технологий в образование является важным
фактором создания системы образования, отвечающей требованиям ИО и процессу
реформирования традиционной системы образования в свете требований современного
индустриального общества. Информационные технологии - представление в электронном
виде, обработка и хранение информации, но не обязательно ее передача. ИКТ-серия
действий и технологий, возникающих благодаря объединению ИТ и коммуникационных
технологий. Коммуникационная технология- передача информации посредством общения.
Цифровая лаборатория – новое поколение естественно-научных лабораторий – мы
используем, как оборудование для проведения широкого спектра исследований,
демонстраций, лабораторных работ. Автоматизация сбора и обработки данных от
датчиков, анализ и обработка осуществляется с помощью компьютера Nova5000,
экономит время учащихся, позволяет сосредоточить внимание на сути исследования.
Важная особенность лаборатории - получение данных, недоступных в традиционных
учебных экспериментах. Например, датчик освещенности может зарегистрировать
световой поток, приходящийся на единицу освещяемой поверхности (Лк), что позволяет
точно установить, соответствует ли нормам освещенность помещения. Считается, что ухо
человека воспринимает звуки в диапазоне от 16 Гц до 20 000 Гц. Вредное воздействие на
здоровье человека оказывают ультразвуки и инфразвуки, датчик звука может их
зарегистрировать, предупредив об опасности. Компьютер Nova и датчики: температуры,
влажности и освещенности, регистрируют данные, которые в полевых условиях
позволяют повести комплексный анализ погоды данной местности. Информация
сохраняется в виде графиков, таблиц и ее удобно в дальнейшем использовать при
проведении анализа исследования и составления отчета.
Сегодня очень важно вооружить учащегося не столько знаниями, сколько способами
овладения ими. При проведении предлагаемых работ формируются универсальные
4
умения и навыки, которые позволяют ученику применять свои знания в нестандартных
ситуациях.
Ожидаемыми результатами обучения являются: повышение эффективности учебного
процесса, формирование элементов экологической культуры, формируется ИКТграмотность, формирование исследовательских умений и осуществление развития
творческой личности ученика.
Новизна:
Формируется понятие научного способа познания при проведении исследовательской
деятельности с помощью информационно-коммуникационных технологий.
Рекомендации по организации практикума:
Лабораторные работы практикума можно использовать как в ходе урока, так и в работе
объединений дополнительного образования. Успех исследования неотделим от своего
носителя – педагога, вопрос о его личности как совокупности творческих, педагогических,
психологических и коммуникативных качеств, приобретает наиболее важное значение.
Сегодня, в современном постиндустриальном информационном обществе ученику
необходимы ИКТ-компетентные учителя. Техническое оснащение школ может внести
корректировки в проведение исследований, при этом возможны потери в качестве
результатов, но это не помешает формированию универсальных исследовательских
умений и навыков.
Цифровые лаборатории работают в школах Москвы и некоторых регионах России
более семи лет, за это время стали привычными, необходимыми. Это оборудование и
программное обеспечение для сбора и анализа данных естественнонаучных
экспериментов. Широкий спектр цифровых датчиков используют учителя и ученики на
уроках физики, химии и биологии, географии. Это датчики расстояния и силы,
температуры и давления, тока, напряжения, освещенности, звука, магнитного поля, а
также кислорода, кислотности, частоты сердечных сокращений, дыхания, влажности и
другие.
Изменяется место цифровых лабораторий в учебном процессе. Раньше данное
оборудование предназначалось только для ученического эксперимента (лабораторные
работы, практикум, полевые исследования), теперь это и мощный инструмент для
проведения демонстраций. Если в начале на КПК можно было только регистрировать
данные и визуально их анализировать, то теперь программа анализа и обработки данных
установлена прямо на КПК, что позволяет ученикам выполнять сложную математическую
5
обработку результатов измерений. Соединение КПК с измерительным интерфейсом с
помощью беспроводной связи снимает пространственные ограничения при проведении
опытов.
Цифровые лаборатории нового поколения на базе компьютера для ученика NOVA5000
– это качественный скачок в становлении современной естественнонаучной лаборатории.
Данный компьютер мобилен (1,1 кг.), ОС Windows-СЕ 5.0, имеет встроенный
измерительный интерфейс для подключения до 4 цифровых датчиков. Ученик создает на
нем с помощью стандартных офисных программ (Word, Excel, Power Point) творческие
работы и отчеты о своей деятельности, хранит фотографии, данные экспериментов, с
помощью мультимедиа проектора представляет свои работы классу, выходит в Интернет,
используя беспроводную связь WiFi. В естественнонаучной лаборатории это существенно
расширяет спектр видов индивидуальной и групповой деятельности учеников.
На уроке, как правило, демонстрируются работы с помощью цифровой лаборатории,
которые могут вызвать интерес у всех учащихся, привлечь к работе других учащихся и
которые укладываются в тему урока физики, географии, биологии, химии. К компьютеру
Nova подключаются датчики, необходимые для проведения эксперимента и проводится
работа в демонстрационном режиме, выводя результаты исследований на экран через
мультимедийный проектор в виде графиков и таблиц. Можно использовать цифровую
лабораторию в работе отдельной группы учащихся, а также с целым классом при
проведении фронтальной лабораторной работы, при этом рекомендуем обучить
консультантов из учеников, которые в ходе урока будут помогать учителю. Результаты
общих работ на уроке оформляются в виде таблицы и вывешиваются в классе.
Во внеурочной деятельности исследования проводятся с учащимися, которые
приходят на объединение дополнительного образования. Продумывается ход
эксперимента, готовится необходимое оборудование (в том числе компьютер Nova c
необходимыми датчиками), проводятся неоднократные замеры, сохраняются результаты,
анализируются, оформляются работы на Nova, или на ноутбуке, или настольном ПК в
программах Word, Excel, Power Point. Исследования проводятся на качественно новом
уровне: регистрируется не только конечный результат, но и весь процесс изменения
параметров. Информация сохраняется в виде графика и при необходимости ее можно
продемонстрировать еще раз. Режим измерений может быть и очень кратким (сотые доли
секунды), и долгосрочным (несколько дней). Лаборатория мобильна и невелика по
размерам, легка в эксплуатации и заменяет ряд сложных измерительных приборов,
поэтому удобно ее использовать при проведении экскурсий в парк или во время походов.
Экскурсия проводится после уроков (иногда во время сдвоенных уроков географии) или в
6
выходной день с группой учащихся по предварительной с ними договоренности. Заранее
намечается план работы на этот выход, подбирается необходимое оборудование (датчики,
карманный компьютер, емкости для проб воды или снега, фотоаппарат, компасы, рулетка)
и обговаривается время выхода и работа каждого участника в группе. В парке по ходу
маршрута может измеряться и записываться, например, с помощью компьютера Nova и
датчиков температура воздуха, температура воды в естественных водоемах, температура
снега. Можно взять пробы воды и почвы в разных точках маршрута, собрать образцы
растений и минералов, сфотографировать интересные на ваш взгляд места и самих
участников за работой. Если для работы необходимо, можно с собой взять ноутбук, дискиопределители, цифровой микроскоп и проводить изучение природы в полевых условиях.
Для проведения практики в походе нужно заранее продумать программу
исследований, в зависимости от того куда, когда и на какое время запланирован поход.
Затем нужно договориться с ребятами и распределить обязанности, кто за какие
исследования отвечает, желательно чтобы эти ребята уже умели работать с
соответствующим исследовательским оборудованием (например, с датчиками и
компьютером Nova). После этого нужно продумать и составить список оборудования, с
которым будут проводиться исследования и нужно, чтобы это оборудование не было
тяжелым и громоздким, так как его в походе придется нести на себе. Если поход
многодневный, то нужно еще продумать условия работы этого оборудования, т.е. не
испортится ли в плохих погодных условиях, как менять или заряжать источники питания
(например, с помощью солнечных батарей). На маршруте нужно следить за графиком
выполнения работ, так как в походе возникает много отвлекающих моментов, а также за
сбором и хранением полученных исследовательских материалов. В этом плане, конечно,
очень удобны карманные компьютеры в комплекте с датчиками. Они автоматически
записывают и запоминают полученные данные в цифровом виде, фиксируют дату и время
проведения опыта, позволяют вести сопроводительные записи. После похода весь
полученный материал нужно немедленно разобрать, данные с карманных компьютеров
перекачать на стационарный компьютер (иначе они могут просто пропасть при разрядке
карманных компьютеров). Следующий этап работы это составление отчета по
проведенным исследованиям. Обычно после похода бывает много фотографий, поэтому
отчет можно делать сразу в виде презентаций, а самые интересные результаты и
фотографии можно поместить на стенде, повесить в школе и даже разместить на
школьном сайте в Интернете.
Данная система работы объединения позволяет охватить большое количество
учащихся в школе и привить им вкус к исследовательскому подходу изучения
7
окружающей среды. Дети, которые участвуют во всех направлениях работы, становятся
маленькими исследователями и выступают потом на различных конференциях, семинарах
и выставках. Цифровые лаборатории помогают работать с информацией на качественно
новом уровне, позволяют измерить, увидеть, записать особенности процессов,
протекающих в природе и попробовать понять окружающий нас мир. Комплексный
подход к решению задачи ученикам помогает увидеть природу, как единое целое, не
ограниченное рамками школьных предметов. В результате экспериментальной работы
повышается уровень знаний за счет активной деятельности учащихся, в
исследовательских проектах раскрывается творческий потенциал учеников. Навыки,
полученные ими в работе, помогают в стремлении к знаниям в школе, и мы надеемся, что
и не только в школе.
Используемое оборудование:
Рулетка, весы, персональный компьютер (для обработки и оформления результатов),
автоматический тонометр, цифровой микроскоп, цифровой фотоаппарат, бинокуляр,
ноутбук, атласы-определители (диски), цифровая лаборатория: портативный компьютер
Nova с набором датчиков.. В комплекте физических датчиков: Датчик напряжения 25 В,
Датчик тока 2,5А,Датчик тока 250мА, Микрофонный датчик 2В, Датчик
освещенности 0300лк, Датчик давления 0700кПа, Датчик силы 50Н, Датчик индукции
магнитного поля, Датчик расстояния с блоком питания 0-6м, Датчик температуры –
10+110 В комплекте биохимических датчиков: Датчик освещенности 0300лк, Датчик
влажности 0-100% , рН-метр 0-14рН, Датчик дыхания 315л/мин, Датчик кислорода,
Датчик частоты сердечных сокращений, Колориметр (датчик цвета), Датчик температуры
-10-110
Основные методы и формы работы с детьми
Для изучения предметов естественно - научного цикла очень важен исследовательский
метод. Основная задача учителя - научить ученика самостоятельно проводить
исследование, применять знания в новых нестандартных ситуациях, находить причины и
следствия процессов, происходящих в городской среде, уметь прогнозировать, а для этого
надо сформировать исследовательские умения учащегося. Это сложно и требует большого
времени. Применяются общенаучные методы – опыт, эксперимент, наблюдение,
моделирование, анализ, обобщение, классификация.
8
Основными формами обучения является беседа и игра (теоретические занятия),
экскурсионная и самостоятельная исследовательская работа (экспедиции в парк, лес,
многодневные экспедиции в экологический полевой учебный центр «Экосистема»,
дальние походы) в рамках работы объединения дополнительного образования
«Мониторинг окружающей среды».
При организации исследовательской деятельности применяются приемы (ОУУН):
1. Организационные: оформление тетрадей, рисунков, таблиц, практических работ,
контурных карт, распределение обязанностей в группе, алгоритмизация
(последовательность) выполнения работы.
2. Коммуникативные: работа в паре и группе.
3. Информационные: поиск и отбор информации.
4. Интеллектуальные: описание, анализ, сопоставление, сравнение, обобщение,
формулирование выводов, составление алгоритма работы, установление причинноследственных связей, классифицирование, выделение опорных слов, составление
таблиц, схем, рисунков, решение задач.
5. Рефлексивные: самооценка, самоанализ, самоконтроль, взаимный контроль,
оценивание работы других.
Для формирования ОУУН можно использовать алгоритм формирования понятия:
1. Определение понятия
2. Эмпирическая отработка понятия (описание, наблюдение)
3. Теоретический уровень (объяснение)
4. Проект
5. Реализация
Выделяют три уровня организации исследовательской деятельности.
1. Уровень развития и становления исследовательской деятельности учащихся.
Организация совместной с учителем исследовательской деятельности
учащихся по изучению и решению проблем с частичным переносом
прежних знаний в новы ситуации. Мотивационно - целевой компонент
реализуется учителем с опорой на предшествующий опыт учеников.
Полусамостоятельная деятельность учащегося. Учитель- организатор,
координатор, помощник.
9
2. Уровень организации учебной деятельности – исследовательский. Проводится
организация самостоятельной исследовательской деятельности
учащихся по изучению проблем, активизация поисковой деятельности
учащихся. Мотивационно - целевой компонент реализуется совместно
с учителем. Деятельность ученика - самостоятельная
исследовательская, учитель-организатор (координатор действий).
3. Уровень - творческий. Организация самостоятельной исследовательской
деятельности учащихся творческого характера по решению проблем.
Ценностно-мотивационный компонент реализуется учеником
полностью. Творчески самостоятельная деятельность учащихся.
Учитель прилагает лишь характер общих усилий.
Экологическая исследовательская работа должна стать одной из наиболее
перспективных и массовых форм практической деятельности школьников. Темы
экологических исследований для учащихся следует подбирать, исходя из реалий
современной жизни. Самостоятельная исследовательская работа включает: постановку
целей и задач исследования, выбор методики, планирование исследования, сбор материала
(используя цифровую лабораторию), его первичную обработку, анализ и осмысление
полученных данных, написание отчета, его защиту на учебно- исследовательской
конференции. Формой подведения итогов по темам является документ или компьютерная
презентация, включающая анализ проведенного исследования, графики, диаграммы, фото
и видео материалы.
План организации учебной деятельности
Этап
Особенность
1 этап
Учащиеся изучают литературу, занимаются
Подготовительный
сбором предварительных данных об
Деятель-
Деятель-
ность
ность
ученика
учителя
+
+
+
+
объекте изучения, подбирают методики и
необходимое оборудование, заводят
дневники. На этом этапе проводится
обучение работе с датчиками цифровой
лаборатории ''Архимед’’ и электронным
микроскопом Digital Blue.
2 этап
В процессе исследований учащиеся
10
Экспериментальный
проводят системные наблюдения, сбор
информации, делают описание объекта
деятельности, апробируют новые
технологии, методики, создают
собственное исследование. Материалы
сохраняются и обрабатываются на
компьютере Nova, с использованием
электронного микроскопа Digital Blue.
3 этап
Обрабатываются образцы экспедиционных
Камеральный
материалов, материалов поисковой
+
+
+
+
+
+
+
-
+
-
деятельности, определяется видовой
состав, создаются коллекции. Работа с фото
и видео информацией, с презентациями,
атласами-определителями, цифровым
микроскопом проводится на ноутбуке.
4 этап
Проводится работа по выявлению
Аналитический
причинно- следственных связей,
закономерностей,
проблем, составляются рекомендации,
предложения.
5 этап
Составляется отчет об исследовательской
Отчетный
работе, используя компьютерные
технологии (Microsoft PowerPoint,
программы цифровых лабораторий,
обработка фото и видео материалов).
На основе полученных материалов
готовятся доклады на конференции,
оформляются
творческие работы на конкурсы.
6 этап
Этот этап предусматривает ознакомление с
Информационный
полученными результатами других
учащихся и учителей на уроках и
конференциях.
7 этап
- участие с докладами на научно-
11
Практический
практических конференциях
- пропаганда полученных знаний
- участие в практических делах по
очищению местности др.
Тематический план практикума
Экологический мониторинг обеспечивает постоянную оценку экологических условий
среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных,
микроорганизмов и т. д.), а также оценку состояния и функциональной ценности
экосистем.
При проведении учебного экологического мониторинга обычно организуется
систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей
природной среды.
1. Атмосфера: химический и радионуклеидный состав газовой и аэрозольной фазы
воздушной сферы; твёрдые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и
радионуклеидный состав; тепловое и влажностное загрязнение атмосферы.
2. Гидросфера: химический и радионуклеидный состав среды поверхностных вод
(реки, озёра, водохранилища и т. д.), грунтовых вод; взвесей и донных отложений в
природных водостоках и водоёмах; тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод.
3. Почва: химический и радионуклеидный состав деятельного слоя почвы.
4. Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий;
растительного покрова; почвенных зооценозов; наземных сообществ; домашних и диких
животных, птиц, насекомых; водных растений, планктона, рыб.
5. Урбанизированная среда: химический и радиационный фон воздушной среды
населённых пунктов; химический и радионуклеидный состав продуктов питания,
питьевой воды и т. д.
6. Население: характерные демографические параметры (численность и плотность,
рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врождённых
уродств и аномалий); социально-экономические факторы.
Объекты
№ п/п
Тема
природной среды
Атмосфера
1.
Измерение параметров микроклимата в гимназии
2.
Измерение параметров микроклимата на территории
школьного микрорайона
3.
Измерение атмосферного давления
12
4.
Моделирование процесса изменения влажности воздуха
5.
Оценка качества питьевой воды
6.
Физико-химические свойства природных вод
7.
Влияние солености воды на ее температуру замерзания
8.
Определение степени кислотности почв
9.
Изучение тепловых свойств воды и почвы
10.
Оценка экологического состояния реки по макрозообентосу
11
Определение видового состава деревьев средней полосы
12.
Магнитное поле Земли
Урбанизированная
13.
Измерение освещенности в помещениях школы
среда
14.
Влияние проветривания на микроклимат учебного
Гидросфера
Почва
Биота
помещения
15.
Измерение колебаний освещенности
16.
Определение шумовой загрязненности вдоль транспортных
магистралей и в школе
Население
17.
Мониторинг физического развития детей
18.
Сравнение характеристик ламп накаливания и
энергосберегающих ламп
Содержание
1. Измерение параметров микроклимата в помещении образовательного учреждения
Изучение микроклимата помещения
Практическая часть:
-проведение работы по измерению параметров микроклимата в учебном помещении.
2. Измерение параметров микроклимата на территории школьного микрорайона
Значение зеленых насаждений. Роль автотранспорта в загрязнении воздуха. Влияние
мелких форм рельефа, экспозиции склонов, почвенно-грунтовых особенностей, характера
растительного покрова на формирование микроклимата пришкольного участка.
Практическая часть:
-проведение работы на местности измерения параметров микроклимата на пришкольном
участке в теплый и холодный периоды.
3. Измерение атмосферного давления
Изучение свойств атмосферы Земли. Взаимосвязь параметров: температура, влажность,
давление, освещенность.
13
Практическая часть:
-Измерение давления, температуры, влажности, освещенности в естественных условиях в
течение длительного периода времени.
4. Моделирование процесса изменения влажности воздуха в атмосфере
Изучение относительной влажности воздуха, влияния на живые организмы. Процесс
образования облаков.
Практическая часть:
-измерение температуры и влажности внутри емкостей при охлаждении и нагревании.
5. Оценка качества питьевой воды
Проблема чистой воды.
Практическая часть:
- физико-химические свойства питьевой воды
6. Физико-химические свойства природных вод
Проблема чистой воды. Прозрачность, цветность, мутность воды, их биологической
значение.
Практическая часть:
- физико-химические свойства природных вод
7. Влияние солености воды на ее температуру замерзания
Изучение процесса плавления и кристаллизации соленой воды
Практическая часть:
- измерение проводимости, температуры замерзания воды
8. Определение степени кислотности почв
Загрязнение почв в городе.
Практическая часть:
- определение степени кислотности почв
9. Сравнение тепловых свойств воды и почвы
Изучение и сравнение тепловых свойств жидкостей и почвы.
Практическая часть:
-измерение температуры и количества теплоты при нагревании и охлаждении жидкостей и
твердых тел.
10. Оценка экологического состояния реки по макрозообентосу
Основные загрязнители водоемов города, где проводится мониторинг. Водные
зооиндикаторы.
Практическая часть:
14
-зооиндикационное исследование водоема
11. Определение видового состава деревьев средней полосы
Изучение экосистемы смешанного леса.
Практическая часть:
-Определение видового состава смешанного леса по листьям
-Смена природных сообшеств
12. Магнитное поле Земли
Изучение магнитного поля Земли, его влияния на живые организмы
Практическая часть:
-регистрирование магнитного поля Земли, определение наклона силовых линий
13. Измерение освещенности в помещениях школы.
Исследование соответствия параметров освещенности санитарно-гигиеническим нормам в
теплый период.
Практическая часть:
-проведение работы по исследованию соответствия параметров освещенности санитарногигиеническим нормам.
14. Влияние проветривания на микроклимат учебного помещения.
Исследование соответствия параметров влажности, температуры санитарногигиеническим нормам в теплый или холодный период.
Практическая часть:
-проведение работы по исследованию соответствия параметров микроклимата санитарногигиеническим нормам.
15. Измерение колебаний освещенности
Изучение особенностей естественного и искусственного освещения
-проведение работы по регистрации колебаний освещенности
16. Определение шумовой загрязненности вдоль транспортных магистралей и в школе
Одним из важнейших физических видов загрязнения окружающей среды является
акустический шум. Шум представляет собой сочетание звуков в области частот от 16 до
20000 Гц, воспринимаемых ухом человека.
Практическая часть:
- измерения шума микрофонным датчиком.
17. Мониторинг физического развития детей
Факторы, влияющие на здоровье человека. Здоровье и окружающая среда.
Практическая часть:
-мониторинг физического развития детей
15
18. Сравнение характеристик ламп накаливания и энергосберегающих ламп
Освещенность ламп накаливания и энергосберегающих ламп.
Практическая часть:
-измерения, показывающие какое количество света дают лампы с разной мощностью и
соответствует ли этот показатель рекламе.
Методические материалы
Тема №1 «Измерение параметров микроклимата в гимназии»
Цель: Проверить соответствие параметров влажности, температуры и освещенности
санитарно-гигиеническим нормам.
Теоретические основы:
Микроклимат помещения - состояние внутренней среды помещения, оказывающее
воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и
ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.
Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой,
имеет большое значение для жизнедеятельности человека.
При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек
подвергается большему охлаждению.
При высокой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача резко сокращается,
что ведёт к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы.
Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена. Так, при
работе в горячих цехах оптимальное влияние на теплообмен и самочувствие оказывает
относительная влажность воздуха 20%.
Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является
относительная влажность воздуха 40-60%.
Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют
вентиляцию, кондиционирование воздуха и др
Для того, чтобы зрение не ухудшалось, оптимальная освещенность должна быть не менее
300 люкс.
ГОСТ 30494-96 «Параметры микроклимата»
период
температура
температура
влажность
влажность
освещенность
16
оптимальная
Теплый
допустимая
оптимальная допустимая
22-25 гр.
20-28 гр.
60-30%
65%
более 300 лк
20-22 гр.
18-24 гр.
45-30 %
60%
более 300лк
(более 8 гр.)
Холодный
(менее–5гр.)
Оборудование:

Компьютер Nova

Датчики освещенности, температуры, влажности.
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчики
Установка параметров измерения

частота - Вручную

длительность – 500 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Провести калибровку датчика освещенности по показаниям люксметра, с
целью точных измерений абсолютных значений освещенности.
2. Провести измерения: у окна, у доски, у стены, в центре кабинета.
Желательно проводить измерения в течение одного дня после уроков и в
темное время суток. Изучаются учебные помещения, в которых
проводятся занятия.
3. Записать в виде комментария порядок помещений, в которых
выполнялись измерения.
4. Сохранить результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Открыть файл опыта на КПК или ПК.
2. Экспортировать полученные данные в электронные таблицы.
17
3. Отсортировать полученные данные по номерам кабинетов или по
возрастанию (убыванию) параметров, постройте гистограмму по
полученным данным.
4. Распечатать таблицы с названиями помещений и соответствующими
значениями параметров, или постройте их в тетради, используя табличные
данные. Выделить в таблицах названия помещений, обладающими
наибольшими и наименьшими значениями, а также помещений, в которых
значения не достигают необходимой нормы.
5. Сделайте выводы.
Тема №2 «Измерение параметров микроклимата на территории школьного
микрорайона»
Цель работы:
Определить особенности влияния почвенного покрова на микроклимат территории
макрорайона школы.
Теоретические основы:
В пределах территории школьного микрорайона под влиянием местных условий (мелких
форм рельефа, экспозиции склонов, почвенно-грунтовых особенностей, характера
растительного покрова), создаются особые условия, получившие название микроклимата.
Для проведения наблюдений необходимо измерение температуры и влажности на двух
уровнях:
- в приземном слое на высоте 0-20см
- на высоте человеческого роста 150-200 см
При всех температурных измерениях датчик температуры должен находиться в тени. Как
правило, в приземном слое более высокая влажность, зато температура на 2-5 градусов
ниже. В городе на передний план выдвигается мощный антропогенный фактор. Основные
компоненты: асфальтированная поверхность почвы, каменные, бетонные стены зданий,
оживленные транспортные магистрали. В качестве возможных вариантов можно
предложить сравнение микроклиматических наблюдений в деревянных и каменных
домах; у внешней стороны многоэтажных здания и в его дворе; непосредственно у стен
здания школы с учетом их экспозиции. Интересно и поучительно для учащихся провести
микроклиматические наблюдения в разных фитоценотических условий: лес, луг,
засеянный агроценоз ит.д. В этих условиях особенно четко прослеживается влияние
растительности на микроклимат приземного слоя воздуха.
18
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

датчик влажности

датчик температуры
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчики
Установка параметров измерения

частота – вручную

длительность – 100 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Провести калибровку датчиков температуры и влажности по показаниям комнатного
термометра и психрометра, с целью точных измерений абсолютных значений.
1. Проведите измерения в точках, выбранных в соответствии с планом территории
школьного участка и/или прилегающего парка.
2. Запишите в виде комментария наибольшие/наименьшие значения.
3. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Экспортируйте полученные данные в электронные таблицы.
3. Отсортируйте полученные данные по точкам территории или по возрастанию
(убыванию) температуры и влажности, постройте гистограмму по полученным
данным.
4. Распечатайте таблицы с названиями точек и соответствующими значениями
температуры и влажности, или постройте их в тетради, используя табличные данные.
Выделите в таблицах названия точек территории, обладающими наибольшими и
19
наименьшими значениями температуры и влажности. Распечатанные или построенные
вручную таблицы можно поместить здесь.
5. На каких участках территории параметры температуры и влажности отличались
друг от друга? Почему?
6. Как и почему отличаются параметры температуры и влажности в приземном слое и
на высоте человеческого роста?
7. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Какие фитоцинотические условия вы знаете?
2. Как они могут влиять на на микроклимат территории?
3. Что является антропогенным фактором? Как он влияет на микроклимат
территории?
Тема №3 «Измерение атмосферного давления»
Цель работы:
Измерить атмосферное давление и проследить изменения в течение длительного времени.
Теоретические основы работы:
Ещё в глубокой древности человек замечал, что воздух оказывает давление на наземные
предметы, особенно во время бурь и ураганов. Он пользовался этим давлением, заставляя
ветер двигать парусные суда, вращать крылья ветряных мельниц. Однако долго не
удавалось доказать, что воздух имеет вес. Только в XVII веке был поставлен опыт,
доказавший весомость воздуха. Поводом к этому послужило случайное обстоятельство.
В Италии в 1640 году герцог Тосканский задумал устроить фонтан на террасе своего
дворца. Воду для этого фонтана должны были накачивать из соседнего озера, но вода не
шла выше 32 футов (10.3м). Герцог обратился за разъяснениями к Галилею, тогда уже
глубокому старцу. Великий ученый был смущен и не нашелся сразу, как объяснить это
явление. И только ученик Галилея, Торричелли после долгих опытов, доказал, что воздух
имеет вес, и давление атмосферы уравновешивается столбом воды в 32 фута, или 10.3м.
20
Он пошел в своих исследованиях ещё дальше и в 1643 году изобрел прибор для измерения
атмосферного давления – барометр.
Итак, на 1 см² земной поверхности воздух оказывает давление, равное 1.033 кг. Такое
давление на 1 см² испытывают все предметы, находящиеся на Земле, а также и
человеческое тело. Если принять площадь поверхности тела человека в среднем равной
около 15000см², то, очевидно, что она находится под давлением порядка 15500 кг. Почему
же человек не испытывает никаких неудобств и не чувствует этой тяжести? А происходит
это потому, что давление распределяется равномерно по всей поверхности тела и внешнее
давление уравновешивается внутренним давлением воздуха, наполняющим все наши
органы. Организм человека (да и не только он, а еще многих представителей фауны)
приспособлен к атмосферному давлению, при нём развились все органы, и только при нём
они могут нормально функционировать. При систематической и долгой тренировке
человек может приспособиться и жить при пониженном давлении.
Атмосферное давление можно измерять в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.), а
также в миллибарах (мб), но в настоящее время за единицу атмосферного давления в
системе СИ принят Паскаль и гектоПаскаль (гПа). ГектоПаскаль численно равен
миллибару (мб). Атмосферное давление равное 760мм.рт.ст.=1013.25гПа=1013.25мбар.
принято считать нормальным. ( На уровне моря)
Давление с высотой меняется. С подъемом на 12 метров понижается на 1 мм. рт. ст.
На самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой местности,
обычное, т.е. характерное давление не должно вызывать особого ухудшения
самочувствия, а происходит сбой чаще всего при резких непериодических колебаниях
атмосферного давления, и как правило ≥2-3 мм.рт.ст./3 часа. В этих случаях даже у
практически здоровых людей падает работоспособность, ощущается тяжесть в теле,
появляется головная боль. Повлиять на погоду мы не в состоянии. Но вот помочь своему
организму пережить этот тяжелый период совсем несложно.
При прогнозе значительного ухудшения погодных условий, а значит резких перепадов
атмосферного давления, прежде всего следует не паниковать, успокоиться, максимально
снизить физическую нагрузку, а для тех у кого адаптационные реакции протекают
довольно сложно, необходимо посоветоваться с врачом о назначении соответствующих
лекарственных средств.
Для Москвы нормальное атмосферное давление-748-750 мм.рт.ст.
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,
21

Измерительный Интерфейс,

Датчик давления

Датчик температуры

Датчик влажности

Датчик освещенности
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчики
Установка параметров измерения
частота – раз в 10 минут
длительность – непрерывно
Порядок проведения эксперимента
1. Заранее узнать прогноз погоды на изучаемые дни и выделить участки дня с
большими колебаниями давления. Вручную построить график.
2. Организовать экспериментальную группу (по желанию и согласованию с
родителями.) Внимательно следить за самочувствием группы и отмечать, если
появляются, признаки нездоровья и время.
3. В природных условиях включить установку для проведения длительного
эксперимента. Зарегистрировать изменение параметров давления, температуры,
влажности, освещенности. Можно проводить измерения в ходе многодневной
поездки.
4. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Сохраните график изменения исследуемых параметров.
3. Сопоставьте графики изменения 4 исследуемых параметров, сделайте выводы.
4.
Проанализируйте колебания и выделите участки, где давление менялось более 2
мм.рт.ст. за 3 часа.
5. Сопоставьте графики прогноза изменения давления с полученными данными, а
также с самочувствием экспериментальной группы. Сделайте вывод.
22
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Что такое атмосферное давление?
2. От чего зависит изменение давления? Может ли солнечная активность
быть связана с изменениями давления и влиять на природу Земли?
3. Может ли человек ощущать колебания давления? Какие проявления? Почему?
Тема № 4 «Моделирование процесса изменения влажности воздуха»
Цель: Установить факторы, от которых может зависеть относительная влажность воздуха.
Теоретические основы:
Влажность воздуха - содержание водяного пара в воздухе; одна из наиболее
существенных характеристик погоды и климата. Влажность воздуха характеризуется
абсолютной и относительной влажностью, дефицитом влажности, упругостью водяного
пара, удельной влажностью, точкой росы.
Абсолютная влажность воздуха - количество водяного пара в единице объема воздуха.
Абсолютная влажность выражается либо в г/куб.м, либо в единицах давления воздуха,
показывающих то давление, которое производил бы пар, если бы он один занимал объем
всего воздуха. Абсолютная влажность может колебаться от 0.1 (в высоких широтах) до 30
г/куб.м (в экваториальных областях). лат.Absolutus - полный, безусловный
Относительная влажность, отношение абсолютной влажности воздуха в данный момент к
максимально возможной(насыщенный пар) при данной температуре (выражается в %).
При увеличении температуры количество водяного пара в единице объема возрастает.
Основным прибором для измерения относительной влажности является психрометрприбор, состоящий из 2 термометров: сухого и обернутого мокрой тряпочкой. Показания
сухого термометра выше, чем влажного. И по разности показаний, используя
специальную таблицу, находят относительную влажность.
Оборудование:

Компьютер Nova

2 датчика температуры, 2 датчика влажности.

Стеклянные емкости (полиэтиленовые пакеты)
23
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчики
Установка параметров измерения

частота – 1 замер в секунду

длительность – 500 замеров
Порядок проведения эксперимента
5. Поместить датчики влажности и температуры в 2 стеклянных сосуда
(пакета), находящихся на столе.
6. Провести пробные замеры и убедиться, что они одинаковые. В противном
случае провести калибровку.
7. Запустить новый опыт и, не прерывая измерений, поместить один сосуд
(пакет) в горячую воду, другой - в холодную.
8. Проводить измерения в течение нескольких минут.
9. Сохранить результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
6. Открыть файл опыта на КПК или ПК.
7. Проанализировать полученные графики изменений температуры и
влажности воздуха в каждом из сосудов (пакетов).
8. Выделить
на
графиках
максимальные
и
минимальные
значения
температуры и влажности, запишите полученные данные в таблицу.
9. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Как изменится абсолютная влажность в комнате при увеличении температуры?
2. Почему изменяется относительная влажность при изменении температуры в
замкнутом помещении?
3. Что такое насыщенный пар?
4. Какова будет разность показаний двух термометров психрометра, при 100%
влажности?
5. Опишите процесс образования облаков.
24
Тема № 5 « Оценка качества питьевой воды»
Цель работы:
Оценить качество воды до и после очистки.
Теоретические основы работы:
Физико-химическими показателями воды являются: водородный показатель (рН) и
жесткость воды. Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию рН около 7. Другим
важным показателем является общая жесткость воды. Она обусловлена, главным образом,
присутствием растворенных соединений кальция и магния в воде. Жесткостью воды
связана ее проводимость. Чем больше ионов растворено в воде, тем выше ее
проводимость. Проводимость воды можно измерять специальным датчиком. В другом
случае с помощью датчиков напряжения и тока можно рассчитать электрическое
сопротивление воды налитой в специальную кювету. Очистка питьевой воды может
производиться фильтрованием через бытовой фильтр, либо замораживанием и удалением
центральной мутной части льда, которая содержит основное количество примесей,
входящих в воду. При удалении примесей удаляются ионы металлов, содержащиеся в
воде, и проводимость становится меньше.
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

Датчик рН

Датчик проводимости
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчики
Установка параметров измерения

частота – вручную

длительность – 100 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Взять пробу водопроводной воды.
2. Измерить величину рН и проводимость соответствующими датчиками.
25
3. Заморозьте образец воды в морозилке холодильника.
4. Удалите центральную мутную часть льда, растопить оставшийся лед. Доведите
температуру полученной воды до прежней комнатной и повторно проведите измерения
рН и проводимости.
5. Пропустите водопроводную воду через бытовой фильтр и проведите измерения рН и
проводимости отфильтрованной воды.
6. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Экспортируйте полученные данные в электронные таблицы.
3. Отсортируйте полученные данные по возрастанию (убыванию) проводимости и рН,
постройте гистограмму по полученным данным.
4. Распечатайте таблицы с соответствующими значениями проводимости и рН, или
постройте их в тетради, используя табличные данные. Выделите в таблицах
наибольшие и наименьшие значения проводимости и рН.
Распечатанные или построенные вручную таблицы можно поместить здесь.
5. Как замораживание и фильтрование влияет на рН и проводимость воды?
6. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Чем обусловлена проводимость воды? От чего она зависит?
2. От чего зависит величина рН воды?
3. Почему изменяется проводимость воды при замораживании и фильтровании?
4. Как связано качество воды с величиной рН и проводимостью?
Тема №6 « Физико-химические свойства природных вод»
Цель работы:
Оценить качество воды по физико-химическим свойствам.
Теоретические основы работы:
Вода, самое распространенное соединение в природе не бывает абсолютно чистой.
26
Природная вода содержит многочисленные растворенные вещества: соли, кислоты,
щелочи, газы и нерастворимые частицы минерального и органического происхождения.
Свойства и качество воды зависит от состава и концентрации содержащихся в ней
веществ. Наиболее чистая природная вода - дождевая, но и она содержит примеси и
растворенные вещества (до 50 мг/л).
Прозрачность и цвет воды зависят от различных факторов: количества взвешенных
частиц, микроорганизмов и содержания химических веществ. Мерой прозрачности может
служить высота столба воды (в см), при которой можно различить на белой бумаге
стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм.
Показатель рН воды регламентируется в пределах 6,5-8,5 единиц. Проводимость
водопроводной воды 0,1-0,3 мСм.
Количество растворенного кислорода в воде имеет большое значение для оценки
состояния водоема, его снижение указывает на резкое изменение биологических
процессов в водоеме, а также на его загрязнение. Концентрация кислорода, растворенного
в водоемах санитарного водопользования, в пробе, отобранной до 12 часов дня должна
быть не менее 4 мг/л.
Данная работа может являться дополнением к работе «Оценка экологического состояния
реки по макрозообентосу».
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

Датчик рН

Датчик проводимости

Датчик температуры

Датчик кислорода

Колориметр
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчики
Установка параметров измерения

частота – вручную
27

длительность – 100 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Измерьте датчиком температуру воды в разных точках водоема.
2. Отберите пробы воды в этих точках.
3. С помощью датчиков проводимости, рН и кислорода определите соответствующие
параметры отобранных проб воды.
4. Налейте исследуемую воду в специальную кювету и поместите ее в колориметр.
Используя светофильтры различного цвета определите цветность воды, сравнивая ее с
чистой дистиллированной водой.
5. С помощью стеклянной мензурки определите прозрачность воды.
6. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Экспортируйте полученные данные в электронные таблицы.
3. Отсортируйте полученные данные по возрастанию (убыванию) проводимости, рН,
температуры и растворенного кислорода. Постройте гистограммы по полученным
данным.
4. Распечатайте таблицы с соответствующими значениями проводимости, рН,
температуры, растворенного кислорода и прозрачности или постройте их в тетради,
используя табличные данные. Выделите в таблицах наибольшие и наименьшие
значения. Распечатанные или построенные вручную таблицы можно поместить здесь.
5. Сравните величины рН и проводимости природной воды с водопроводной.
6. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Чем обусловлена проводимость воды? От чего она зависит?
2. От чего зависит величина рН воды?
3. Что влияет на прозрачность воды?
4. Как связано качество воды с величиной рН и проводимостью?
5. Какое значение имеет количество растворенного кислорода
28
для жизнедеятельности организмов?
6. Как связаны данные физико- химические свойства с качеством воды
в водоеме?
Тема №7 «Влияние солености воды на ее температуру замерзания»
Цель работы:
Установить зависимость температуры замерзания от насыщенности раствора солями.
Теоретические основы:
Соленость - количественная характеристика растворенных в воде солей. Промилле означает одну тысячную часть величины, т.е. количество солей в граммах на 1000 грамм
раствора. Морская вода Мирового океана – сравнительно однородный раствор различных
солей. Основные соли - ионы натрия, магния, кальция. Количество растворенных солей
отличается в разных частях мирового океана. Средняя соленость воды океана - 35
промилле. Самое соленое море – Красное, его соленость 42 промилле. Морская вода,
имеющая среднюю соленость, замерзает при температуре (-2) градуса по Цельсию.
Пресная вода (в отсутствии солей) замерзает при температуре 0 градусов по Цельсию.
С соленостью воды связана ее электропроводность: чем больше солей растворено в воде,
тем больше свободных ионов (частицы, имеющие электрический заряд, представляют
собой атом с недостающими или лишними электронами) и тем лучше она проводит
электрический ток, т.е. больше ее проводимость.
Оборудование:

Компьютер Nova

датчик проводимости

датчик температуры

5 литровых пластиковых бутылок с водой
Монтаж экспериментальной установки
Подключить датчики
Установка параметров измерения

частота – вручную

длительность – непрерывно
29
Порядок проведения эксперимента
1. Растворить в каждой из бутылок с дистиллированной водой 10,20,30,40 грамм
морской соли, что соответствует 10,20,30,40 промилле. В одной бутылку соль не
добавляйте.
2. Измерьте в каждой из бутылок датчиком проводимости электропроводность
воды при одинаковой комнатной температуре.
3. Поместите 5 бутылок в морозильную камеру холодильника с температурой
заведомо ниже температуры замерзания и дождитесь полного замерзания воды
во всех 5 бутылках.
4. Достаньте 5 бутылок из морозильной камеры и дождитесь полного плавления
льда в каждой из бутылок, фиксируя при этом датчиком ее температуру и время
плавления.
5. Сохранить результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
2. Открыть файл опыта на КПК или ПК.
3. Полученные
значения
температуры
плавления
(она
же
замерзания),
проводимости и солености занесите в таблицу.
4. Постройте графики зависимости температуры замерзания от солености и
проводимости от солености.
5. Проанализируйте полученные данные о зависимости температуры замерзания и
проводимости от солености воды.
6.
Сделать выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Как влияет соленость воды на природные процессы в океане? Приведите
примеры.
2. Как сформировалась соленость океанов?
3. Почему области Мирового океана имеют разную соленость?
4. Как связана соленость воды с проводимостью?
Тема №8 «Определение степени кислотности почв»
Цель работы:
30
Определить актуальную (активную) кислотность почвенного раствора.
Теоретические основы работы:
Актуальная кислотность почвы оказывает большое влияние на корневую систему и
развитие растения и почвенные микроорганизмы. В природных условиях рН
почвенного раствора колеблется от 3 до 10. Чаще всего кислотность не выходит за
пределы 4-8.
рН
Степень кислотности почв
Менее 4,5
Сильнокислые
4,5-5,0
Среднекислые
5,1-5,5
Слабокислые
5,6-6,0
Близкие к нейтральным
6,1-7,0
Нейтральные
Более 7,1
Щелочные
Отбор почвенных образцов лучше проводить в весенний или осенний период. На
практике для отбора почвенных образцов часто используют метод конверта. Почву
отбирают с глубины 0-10 см, на пашне с глубины 0-20см, в лесу- из лесной
подстилки.
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

Датчик рН
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчик
Установка параметров измерения

частота - Вручную

длительность – 100 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
31
1. Проведите отбор почв с разных участков.
2. Поместите в пробирку или колбу 2 гр. почвы, добавьте 10 мл дистиллированной воды.
Полученную суспензию хорошо встряхнуть и дать отстояться осадку. В надосадочную
жидкость внести датчик рН. Полученную суспензию хорошо встряхнуть и дать
отстояться осадку. В надосадочную жидкость внести датчик рН и провести измерения.
3. Повторить измерения с другими пробами почв.
4. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Экспортируйте полученные данные в электронные таблицы.
3. Отсортируйте полученные данные по районам отбора проб, возрастанию (убыванию)
кислотности, постройте гистограмму по полученным данным.
4. Распечатайте таблицы с полученными данными или постройте их в тетради, используя
табличные данные. Выделите в таблицах районы, обладающие наибольшими и
наименьшими значениями кислотности.
5. Распечатанные или построенные вручную таблицы можно поместить здесь.
6. В каких районах кислотность почв наибольшая (наименьшая) и почему?
7. В каких районах кислотность почв нейтральная? Почему?
8. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Какие факторы влияют на формирование кислотности почв?
2. Как кислотность почвы влияет на жизнедеятельность организмов?
3.Почвы кокой степени кислотности занимают наибольшую площадь в России?
Тема №9 «Изучение тепловых свойств воды и почвы»
Цель работы:
Сравнить тепловые свойства воды и почвы.
Теоретические основы работы
Удельная теплоемкость-это величина, показывающая, какое количество тепла нужно
передать телу, чтобы нагреть его на 1 градус.
32
Вода имеет одну из самых больших удельных теплоемкостей (4200 Дж/кг*град.). Поэтому
требуется много тепла, чтобы нагреть ее до заданной температуры. А при охлаждении она
будет остывать медленнее, чем другие тела и отдавать много тепла в окружающую среду.
Оборудование:
 датчики температуры(3)

стаканы из тонкого стекла

электроплитка
Установка параметров измерений
 частота – каждую секунду

длительность – 500 замеров
Порядок проведения эксперимента
1. Налейте в два одинаковых стаканчика по 50 грамм воды и растительного масла. В
отдельный стакан насыпьте песок или почву ( 50 г).
2. Поместите в каждый из стаканчиков датчик температуры и проведите начальные
измерения температуры, убедившись, что она одинаковая.
3. Поставьте стаканчики, вместе с датчиками, на горячую электроплитку. Начните
опыт по измерению температуры в течение нескольких минут.
4. Снимите стаканчики с плитки и поставьте охлаждаться на стол, продолжая
измерение температуры.
Сохраните результаты измерений.
5.
Обработка и анализ результатов
1. Открыть файл на КПК или ПК.
2.
Отметьте на их трех графиках максимальные значения температуры и конечные
температуры, после нескольких минут охлаждения.
3.
Занесите полученные данные в таблицу.
4.
Сравните полученные температуры и сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты ЛР
1. Какое вещество нагрелось в опыте больше всего, какое меньше и почему?
2. Какие природные явления связаны с тепловыми особенностями воды?
3. Как происходит охлаждение воды, по сравнению с другими веществами и почему?
4. Чем объясняется мягкий морской климат побережий?
33
Тема №10 «Оценка экологического состояния реки по макрозообентосу»
Цель работы: Определить степень загрязненности пресного водоема средней полосы
России с помощью исследования состава животных - индикаторов, обитающих в
придонном слое.
Теоретические основы работы:
Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды. Главная идея
биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся в водоеме
условия среды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны – выпадают, заменяясь
новыми видами с иными потребностями.
Бентос- совокупность организмов, обитающих на грунте и в грунте морских и
континентальных водоемов. Различают растительный (фитобентос) и животный
(зообентос): 1.Животные, моллюски, многощетинковые черви, живущие в толще грунта
(инфауна) 2.Передвигающиеся (ракообразные) по поверхности грунта (онфауна)
3.Прекрепляющиеся (губки) к субстрату (эпифауна) 4.Плавающие вблизи дна
(нектобентос) придонные рыбы.
В зависимости от размера организма, животных подразделяют:
Макробентос: от5-10 мм и крупнее
Мейобентос: 0,5 мм-5мм
Микробентос: менее 0,5 мм
Для оценки качества воды по показателям зообентоса можно использовать метод расчета,
разработанный Ф. Вудивиссом в 1964 году.
Этапы исследования:
1. Выбор точек отбора проб.
Производится в местах с наиболее благоприятными кислородными условиями.
2. Применяя скребок, производится лов животных придонного слоя.
3. С помощью лупы, бинокуляра или цифрового микроскопа по таблице производится
определение вида животного.
4. По таблице индикаторных групп Вудивисса можно определить общее число групп в
пробе.
34
5. По рабочей шкале можно определить биотический индекс водоема, который
показывает качество воды, служащей средой обитания для выловленных животных.
6. После изучения, животных выпустить в водоем.
Справочные данные по данной методике представлены на цифровых дисках Московского
полевого учебного центра «Экосистема».
Оборудование:

Средства для отлова донных животных

Цифровой микроскоп

Определитель видов животных

Таблица индикаторных груп
Порядок проведения эксперимента
1. Отлов животных придонного слоя в выбранных точках.
2. С помощью цифрового микроскопа и таблиц определение вида животного,
фотографирование.
3. По таблице индикаторных групп Вудивисса определение общего числа групп в пробе.
4. По рабочей шкале определение биотического индекса водоема, который показывает
качество воды, служащей средой обитания для выловленных животных.
5. После изучения, животных выпустить в водоем.
Обработка и анализ результатов
1. Составление таблицы-характеристики видового состава водоема.
2. Составление презентации с полученными фото и видео материалами на цифровом
микроскопе.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. От чего зависит видовой состав водоема?
2. Какие животные являются индикаторами чистоты водоема?
3. Какие животные живут в загрязненной воде?
4. Какие факторы влияют на величину биотического индекса Вудивисса?
Тема №11 «Определение видового состава деревьев средней полосы»
Цель работы:
35
Определить и описать видовой состав древесной растительности изучаемого участка
леса.
Оборудование:

Фотоаппарат

Атлас-определитель растений (диск)

Цветные карандаши

Ноутбук
Порядок проведения экскурсии:
1. Учитель объединяет участников экскурсии в группы, в которых есть фотограф,
корреспондент, краеведы и обеспечивает их необходимым оборудованием.
2. Учитель приводит учеников в ближайший парк, по дороге проводит беседу о видовом
составе древесной растительности данного участка леса.
3. Первая остановка
Задание: Каждая группа выбирает себе место наблюдения, закрывает глаза и
вслушивается в звуки, вдыхают запахи, пробуют определить на ощупь, какие предметы
окружают их. После этого открыть глаза и записать свои ощущения.
4. По мере движения учащиеся собирают листья преобладающих деревьев. Учитель
отбирает для каждой группы по 5 разных листьев.
5. Вторая остановка
Задание: Составить палитру цветов листьев предложенных деревьев,
зарисовать форму листа с осенними цветовыми изменениями,
с помощью атласа-определителя деревянистых растений средней полосы
России в весеннее-летний период (например, диск Московского полевого
учебного Центра «Экосистема») определить вид растения по листьям.
6.
Продолжая движение по парку, можно выйти к реке, где учитель обращает
внимание на изменение цветовой гаммы, видового состава растительности. Ученики
собирают листья, не встречавшиеся ранее, и определяют преобладающие виды
деревянистых растений по атласу-определителю.
7. Третья остановка
Перекус, экологические игры (затрагивая проблемы парка), рисуем эскизы «Духа
осеннего леса». Учитель предлагает сочинить стихи-прикосновения, фотографии по
прогулке скопировать на ноутбук для последующего оформления компьютерной
презентации, природный материал собрать на обратном пути для конструкции «духа».
36
Домашнее задание для групп:
Рассказ в творческой форме о восприятии осеннего леса
Природный материал подготовить для работы
Вопросы для итогового контроля:
1. Какие осенние явления вы наблюдали в ходе экскурсии?
2. Как менялся видовой состав деревянистых растений в ходе экскурсии?
Почему?
3. Предложите, как улучшить экологическое состояние парка?
Тема №12 «Магнитное поле Земли»
Цель работы: Зарегистрировать магнитное поле Земли; определить наклон силовых
линий.
Теоретические основы:
Большинство планет Солнечной системы в той или иной степени обладают магнитными
полями. В земной коре и в верхних слоях атмосферы двигаются электрические заряды это электрический ток, который создает вокруг себя магнитное поле. Центр магнитного
поля смещен относительно центра Земли в направлении на 18° с.ш. и 147,8° в. д. Ось этого
диполя наклонена к оси вращения Земли на 11,5°. На такой же угол геомагнитные полюса
отстоят от соответствующих географических полюсов. При этом южный геомагнитный
полюс находится в северном полушарии. В настоящее время он расположен недалеко
от северного географического полюса Земли в Северной Гренландии. Северный
магнитный полюс находится в Антарктиде. Магниты притягиваются разноименными
полюсами. Земля и стрелка компаса - магниты. Указывая на север, стрелка показывает на
северный географический, но южный магнитный полюс. Указывая на юг, стрелка компаса
показывает южный географический, но на северный магнитный полюс.
37
Приборы и материалы: компас, транспортир, уровень и отвес, лист бумаги, липкая
лента, датчик индукции магнитного поля, соединительный провод для датчика, Nova.
Монтаж экспериментальной установки.
1. Проверьте горизонтальность поверхности стола с помощью уровня и выровняйте
её, если это необходимо.
2. Укрепите отвес для ориентирования вертикального вращения датчика.
3. Закрепите лист бумаги на столе липкой лентой и отметьте центр вращения.
4. Установите переключатель на датчике магнитного поля в положение ±0,5 мТл.
5. Подсоедините датчик Nova.
6. Включите Nova и запустите программу MultiLab.
Настройка параметров измерений:
частота измерений – 10 замеров/с;
число замеров – бесконечно.
Порядок проведения эксперимента
1. Начните регистрацию данных.
2. Поверните датчик магнитного поля на полный оборот в горизонтальной плоскости.
Найдите положение, в котором сигнал максимальный и отметьте его на листе бумаги.
Сравните отмеченное положение с положением магнитной стрелки.
3. Установите датчик в вертикальной плоскости, проходящей через отмеченное
положение. Поверните его на полный оборот, ориентируясь по отвесу.
38
4. Измерьте транспортиром угол наклона датчика к горизонту при максимальном
значении индукции магнитного поля Земли.
5. Остановите регистрацию данных.
Анализ результатов эксперимента
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Сохраните и проанализируйте полученные графики проявления магнитного поля
Земли.
3. Какое направление имеет магнитное поле Земли в измеряемой точке?
- Какое направление магнитного поля показывает стрелка компаса?
- Как будет расположен датчик лежащий на столе, когда он показывает максимальное значение магнитного поля.
- Сделайте вывод о существовании магнитного поля Земли и о его особенностях.
Вопросы для защиты лабораторной работы
1. Причины возникновения магнитного поля Земли?
2. Совпадает ли ось вращения Земли с осью магнитного поля Земли?
3. Можно ли идя по направлению стрелки компаса на север достичь Северного
географического полюса? Объясните ответ.
4. Как магнитное поле влияет на природу Земли?
5. Чувствует ли человек и животные магнитное поле Земли?
Тема №13 « Измерение освещенности в помещениях школы»
Цель работы:
Проверить вместе с учащимися соответствие параметров освещенности школьных
кабинетов санитарно-гигиеническим нормам.
Теоретические основы работы:
ГОСТ 30494-96 «Параметры микроклимата»
период
Теплый
освещенность
более 300 лк
(более 8 гр.)
Холодный
более 300 лк
(менее -5 гр.)
39
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

Датчик освещенности
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчик
Установка параметров измерения

частота - Вручную

длительность – 100 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
6. Провести калибровку датчика освещенности по показаниям люксметра, с целью
точных измерений абсолютных значений освещенности.
7. Проведите измерения освещенности: у окна, у доски, у стены, в центре кабинета.
Желательно проводить измерения в течение одного дня после уроков и в темное время
суток. Изучаются учебные помещения, в которых проводятся занятия.
8. Запишите в виде комментария порядок помещений, в которых выполнялись
измерения.
9. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
7. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
8. Экспортируйте полученные данные в электронные таблицы.
9. Отсортируйте полученные данные по номерам кабинетов или по возрастанию
(убыванию) освещенности, постройте гистограмму по полученным данным.
10. Распечатайте таблицы с названиями помещений и соответствующими
значениями освещенности, или постройте их в тетради, используя табличные
данные. Выделите в таблицах названия помещений, обладающими наибольшими
и наименьшими значениями освещенности, а также помещений, в которых
значения не достигают необходимой нормы.
Распечатанные или построенные вручную таблицы можно поместить здесь.
5. В каких помещениях освещенность наибольшая (наименьшая) и почему?
6. В каких помещениях освещенность выше (ниже) нормы?
7. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
40
1. Какие нормы освещенности школьных помещений?
2. Как влияет освещенность на самочувствие человека?
3. Предложите, как улучшить экологическую обстановку в наиболее
неблагоприятный помещениях.
Тема № 14 «Влияние проветривания на микроклимат учебного помещения»
Цель работы:
Проверить вместе с учащимися соответствие параметров влажности и температуры
санитарно-гигиеническим нормам в классе в течение урока.
Теоретические основы работы:
ГОСТ 30494-96 «Параметры микроклимата»
период
Теплый
температура
температура
влажность
влажность
оптимальная
допустимая
оптимальная
допустимая
22-25 гр.
20-28 гр.
60-30%
65%
20-22 гр.
18-24 гр.
45-30 %
60%
(более 8 гр.)
Холодный
(менее -5 гр.)
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

датчик влажности

датчик температуры
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчики
Установка параметров измерения

частота – каждую минуту

длительность – 100 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Провести калибровку датчиков температуры и влажности по показаниям комнатного
термометра и психрометра, с целью точных измерений абсолютных значений.
2. Проведите измерения в течение урока и получите графики изменения температуры и
влажности. Изучаются учебные помещения, в которых проводятся занятия.
41
3. После звонка откройте окна и проветрите помещение, продолжая проводить
измерения.
4. Запишите в виде комментария наибольшие/наименьшие значения.
5. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Проанализируйте полученные графики изменения температуры и влажности.
Выясните особенности изменения параметров в течение урока. Определите,
соответствуют ли изменения санитарно-гигиеническим нормам.
3. Распечатанный или построенный график можно поместить здесь.
4. На каком этапе урока параметры температуры и влажности находились в норме?
Почему?
5. При каких условиях параметры оказались ниже нормы? Почему?
6. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты:
1. Какие нормы температуры и влажности школьных помещений?
2. Как влияет температура и влажность на самочувствие человека?
3. Предложите, как улучшить экологическую обстановку на уроке.
Тема №15 «Измерение колебаний освещенности»
Цель: Проверить соответствие освещенности жилища санитарно-гигиеническим нормам.
Теоретические основы:
Микроклимат помещения - состояние внутренней среды помещения, оказывающее
воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и
ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха, освещенностью.
Для того, чтобы зрение не ухудшалось, оптимальная освещенность должна быть не менее
300 люкс. В естественных условиях колебаний освещенности нет.
Оборудование:

Компьютер Nova

Датчик освещенности
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчик
42
Установка параметров измерения

частота - Вручную

длительность – 500 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Провести калибровку датчика освещенности по показаниям люксметра, с
целью точных измерений абсолютных значений освещенности.
2. Провести измерения: естественного освещения, ламп накаливания и
энергосберегающих ламп, освещенность экранов мониторов. Желательно
проводить измерения в темное время суток. Изучаются все источники
света в квартире.
3. Записать в виде комментария порядок объектов исследования.
4. Сохранить результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Открыть файл опыта на КПК или ПК.
2. Сохранить полученные графики, проанализировав их.
3. Отсортировать полученные данные по увеличению освещенности и по
увеличению колебаний освещенности, постройте гистограмму по
полученным данным.
4. Распечатать гистограмму.
5. Сделать выводы.
Тема №16 «Определение шумовой загрязненности вдоль транспортных магистралей
и в школе»
Цель работы:
Оценить уровень шума по амплитуде и частоте на разных участках исследуемой
территории.
Теоретические основы работы:
43
Одним из важнейших физических видов загрязнения окружающей среды является
акустический шум. Шум представляет собой сочетание звуков в области частот от 16 до
20000 Гц, воспринимаемых ухом человека. Его источником являются всевозможные
движущиеся объекты. Исследованиями установлено, что шуму принадлежит 2 место
после химического загрязнения окружающей среды. Шум оказывает влияние на слух,
центральную нервную систему и сердечно- сосудистую систему. Люди, подверженные
действию шума, быстро утомляются, у них часто бывает одышка, боли в сердце,
неустойчивость кровяного давления и другие заболевания. Особенно вредное влияние на
организм оказывают импульсные и инфразвуковые источники звуков с частотой ниже 16
Гц. Эти шумы присущи производству, транспорту и бытовым условиям проживания
людей.
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

Датчик микрофонный
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчик
Установка параметров измерения

частота – 100 замеров в секунду(10.000 в секунду)

длительность – 10.000 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через
10000 замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Проведите измерения шума микрофонным датчиком в школьном коридоре (на
перемене), на транспортных магистралях вблизи школы и в метро.
2. Показания датчика записывать в течение нескольких секунд на разной частоте.
3. Запишите в виде комментария названия исследуемых территорий.
4. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Получите результат в виде графика.
44
3. Используя «Мастер анализа» в программе Мультилаб, определите среднюю амплитуду
звуковых колебаний и частотную характеристику данных колебаний. Распечатанные
графики можно разместить здесь.
4. На каких территориях амплитуда звуковых колебаний наибольшая (наименьшая) и
почему?
5. Какие частоты звуковых колебаний являются основными для данных территорий?
6. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Какое действие оказывает сильный шум на самочувствие человека?
2. Шум какой частоты считается наиболее вредным?
3. Предложите, как уменьшить шумовое загрязнение в школе?
Тема №17 «Мониторинг физического развития детей»
Цель работы:
Оценить уровень физического развития школьников.
Теоретические основы работы:
Для оценки влияния факторов окружающей среды на состояние здоровья человека
используют оценку функционального состояния организма. Одним из важных показателей
здоровья является физическое развитие человека. В первую очередь оно оценивается с
использованием антропометрии по состоянию опорно - двигательной системы,
дыхательной системы и сердечно-сосудистой системы.
Коэффициент Робинсона отвечает за характеристику состояния регуляции сердечнососудистой системы. Он высчитывается по формуле:
(пульс * верхнее арт. давление)
100
Коэффициент Кетле отвечает за характеристику гармоничности физического развития и
телосложения. Этот показатель можно высчитать по формуле:
(вес)/(рост)/(рост*10000)
45
Коэффициент Скибинского отвечает за характеристику функциональной возможности
системы дыхания.
Находится по формуле: (ёмкость лёгких * задерж. дыхания) /(пульс)
Коэффициент Руфье характеризует реакцию сердечно-сосудистой системы
на физическую нагрузку.
Формула:(4*(Р1+Р2+Р3)-200)/10
Средние
Робинсона
Кетле
Скибинского
Руфье
80-100
21-22
1000-1800
9-12
значения коэф.
12-13 лет
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

Датчик дыхания

Датчик ЧСС

Весы

Измерительная лента

Секундомер

Тонометр
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчики
Установка параметров измерения

частота – 10 замеров в секунду

длительность – 2000 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через
2000 замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Проведите измерения: рост (в см), вес человека (в кг).
2. Измерьте артериальное давление.
3. На обычном вдохе измерьте время задержки дыхания (в секундах).
46
4. Сделайте глубокий вдох и полный выдох через датчик дыхания со скоростью 40-50
литров в минуту. Получите график скорости выдоха от времени.
5. С помощью датчика ЧСС получите график зависимости частоты пульса в спокойном
состоянии, во время дозированной нагрузки (30 приседаний), через 15 секунд после
отдыха и через минуту после отдыха (Р1, Р2, Р3).
6. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта с датчиком дыхания на КПК или ПК.
2. Получите результат в виде графика.
3. Используя «Мастер анализа» в программе Мультилаб, определите площадь под этим
графиком получите величину жизненной емкости легких (ЖЕЛ) (в см. куб.).
4. Откройте файл опыта с датчиком ЧСС.
5. Получите результат в виде графика.
6. По графику определите число сердечных сокращений за 15 секунд в спокойном
состоянии (Р1), число сердечных сокращений через 15 секунд после отдыха (Р2), число
сердечных сокращений через минуту после отдыха(Р3).
7. Распечатанные графики можно разместить здесь.
8. По приведенным формулам рассчитайте индексы Робинсона, Кетле, Скибинского,
Руфье.
9. Сравнить полученные результаты со средними показателями для данного возраста.
10. Сделайте выводы об уровне физического развития исследуемых школьников.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Какие факторы могут влиять на уровень физического развития?
2. Как повысить свой уровень физического развития?
3. Какое влияние уровень физического развития школьников может оказать на
демографическую ситуацию в Москве?
Тема №18 «Сравнение характеристик ламп накаливания и энергосберегающих ламп»
Цель работы:
47
Сравнить физические параметры ламп накаливания и энергосберегающих ламп.
Теоретические основы работы:
Энергосберегающая лампа дает такую же освещенность как лампа накаливания, но
потребляет при этом меньшую электрическую мощность (по паспортным данным
производителя в 5-6 раз). Срок службы таких ламп в несколько раз больше. Практические
измерения показывают, что лампа с указанной мощностью дает света в несколько раз
меньше.
Оборудование:

Карманный Компьютер (КПК) и/или ПК,

Измерительный Интерфейс,

Датчик освещенности
Монтаж экспериментальной установки
Подключите датчик
Установка параметров измерения

частота – 500 замеров в секунду

длительность – 500 замеров (эксперимент можно остановить ранее, чем через 100
замеров)
Порядок проведения эксперимента
1. Подберите две лампы дающие одинаковую освещенность (по паспорту). Включите их
по-очереди в один осветительный прибор.
2. Проведите измерения освещенности для первой и второй лампы. Желательно
проводить измерения в течение одного дня после уроков и в темное время суток.
3. Получить график изменения освещенности от времени.
4. Сохраните результат эксперимента.
Обработка и анализ результатов
1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.
2. Проанализируйте полученные графики освещенности. Определите среднюю
освещенность и амплитуду колебаний освещенности для каждой лампочки.
48
3. Сравните полученные результаты и определите мощность энергосберегающей лампы,
дающей такую же освещенность, как лампа накаливания.
4. Оцените и сравните характер изменения освещенности от времени для ламп двух
типов.
5. Распечатанный или построенный график можно поместить здесь.
6. Чем отличается освещенность ламп переменного тока от освещенности естественных
источников?
7. Почему выгоднее использовать энергосберегающие лампы?
8. Какова реальная экономия электроэнергии для энергосберегающей лампы данного
типа?
9. Сделайте выводы.
Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:
1. Почему энергосберегающие лампы потребляют меньшую мощность при той
же освещенности?
2. Какие особенности работы у энергосберегающих ламп?
3. Сколько энергии сберегает энергосберегающая лампа в течение года?
Библиография:
1. География в современной школе. Сборник научно-методических материалов под
ред. Яковлевой М.ОАО «Московские учебники»,2009, 55с, 149 с.
2. Сборник нормативных документов для образовательных учреждений Российской
Федерации, реализующих программы общего образования: Федеральный
компонент государственного стандарта общего образования; Федеральный
базисный учебный план. М: Дрофа, 2004
3. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения. М., 1986
4. Лернер И. Л. Проблемное обучение.- М., 1974 г.- с.267
5. Школьный экологический мониторинг под ред. Т.Я. Ашихминой - рекомендовано
Министерством образования РФ в качестве учебно-методического пособия для
учителей и учащихся, М.,АГАР,2000.
6. Экологический практикум школьника Алексеев С.В. и др. - учебное пособие для
учащихся, победитель конкурса по созданию учебной литературы нового
49
поколения для средней школы, проводимого Министерством образования РФ,
Самара, "Учебная литература", 2005.
7. Здоровье человека и окружающая среда Мансурова С.Е., Шклярова О.А. элективный курс, М., 2007, апробирован и активно используется учителями ряда
школ в урочной и внеурочной деятельности.
8. Изучение экологии в школе Петунин О.В. - лабораторный практикум, Владимир,
ВКТ, 2007.
9. Мониторинг и коррекция физического здоровья школьников Поляков С.Д. и др.методическое пособие, М., 2006.
10. Методические материалы учебного полевого экологического центра «Экосистема»
Боголюбов А.С.
11. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие. - М.:
Народное образование,1998.-256 с.
12. Г.А. Ягодин, М.В. Аргунова, Д.В. Моргун, Т.А. Плюснина Методические
рекомендации к курсу «Экология Москвы и устойчивое развитие» для 10 классов
средних общеобразовательных школ, М., «Московские учебники»,2007,37 с.
50