Хмельницький національний університет
Баран М.А.
В засобах масової інформації вже давно висловлена думка про те, що основною причиною катастрофічної екологічної обстановки на планеті Земля є еволюційно неправильні взаємовідносини людини з природою, які пов’язані з недостатнім розумінням еволюційних процесів у ній та місця людини в світобудові. Тому кожна людина, незалежно від того, в якій галузі господарства, економіки і культури вона працює, повинна мати певний об’єм знань про взаємовідносини суспільства і природи. Лише в цьому випадку вона може ефективно виконувати свої професійні обов’язки.
На сучасному етапі розвитку будь-якого
суспільства одним з найважливіших показників рівня освіти є екологічна
культура. Основною метою екологічної освіти є формування екологічної свідомості
на основі активної життєвої позиції. Пробудження екологічної свідомості
нерозривно пов’язано з усвідомленням людиною своєї ролі на Землі. Людина
повинна запам’ятати, що її власне виживання, існування, як біологічного виду є
лише елементом збереження єдності багатогранних життєвих форм на Землі і не
може не підлягати об’єктивним законам, які керують біосферою. Екологічне
мислення несумісне з пасивною позицією стосовно проблем довкілля. Надбанням
кожного громадянина повинна стати активна природоохоронна життєва позиція. Тому
освіта в галузі охорони довкілля повинна виконувати дві основні задачі –
перконувати учнів та студентів в необхідності охорони довкілля (перший етап) і
озброювати хоча б необхідним мінімумом знань в цій галузі (другий етап).
Проблема екологічної обстановки стоїть
дуже гостро, особливо в технологічно розвинутих країнах. Біосфера має великі
екологічні резерви та значні адаптаційні властивості, однак, вони не безмежні.
Деякі впливи людини на природу призводять до дуже негативних наслідків, з якими
екологічні системи не можуть впоратися. До таких впливів слід віднести
забруднення природного середовища хімічними сполуками, не властивими природі
(їх називають ксенобіотичними речовинами); порушення геохімічних циклів;
нераціональну, надміру інтенсивну експлуатацію природних ресурсів, що підриває
здатність природи до самовідтворення цих ресурсів.
Серед багатьох факторів, які негативно
впливають на біосферу, є електромагнітні поля (ЕМП) техногенного походження. До
них відносяться телевізійні та радіолокаційні станції, побутове обладнання –
мікрохвильові печі, мобільний зв’язок, телевізори і т.д. Хоча численними
дослідами доказана біологічна активність магнітних полів, однак, питання про
механізм біологічної дії магнітного поля залишається предметом дискусій. В обгрунтуванні
Міжнародної наукової програми ВООЗ з біологічної дії ЕМП (1996-2005 рр.)
сказано: "Медичні наслідки, такі, як захворювання раком, зміна в
поведінці, втрата пам’яті, хвороби Паркінсона і Альцгеймера, СНІД, дитячий
синдром раптової смерті та інші стани, в тім числі підвищення рівня самогубств,
є результатом дії ЕМП".
Для реалізації екологічного підходу до
вивчення курсу "Хімія" запропонована програма, яка передбачає
ознайомлення учнів та студентів з
хімічними проблемами екології. Основну увагу зосереджено на тих явищах, які
викликають серйозну стурбованість за стан довкілля та майбутнє цивілізації. До
таких явищ можна віднести глобальне потепління клімату, виснаження озонового
шару, кислотні дощі, накопичення в грунті токсичних металів і пестицидів,
забруднення великих територій радіонуклідами, виснаження природних ресурсів
планети.
В зміст програми закладені наступні
ідеї: а) природа в своєму натуральному
розвитку знаходиться в динамічній рівновазі; б) безпосереднім результатом
взаємодії людини і природи стає зміна хімічного складу компонентів довкілля, що призводить
до зміщення природної
рівноваги;
в) хімічні знання – невід’ємна частина знань про основи охорони природи,
раціональне природокористування і розумне перетворення середовища, яке оточує
людину.
Значення хімії у вирішенні
екологічних проблем надзвичайно велике: вдосконалення апаратури, яка запобігає
забрудненню повітря та води; розробка нових процесів одержання речовин, яка
передбачає зменшення відходів; створення екологічно безпечніших видів палива,
засобів захисту рослин; опріснення води; вирішення проблем, пов’язаних з
радіоактивними відходами.
Оскільки екологічні проблеми мають у
своїй основі переважно хімічну природу і у розв’язанні багатьох із них
використовуються хімічні засоби і методи, знання в галузі хімії виконують
особливу роль: вивчаючи склад, будову і властивості речовин, хімія може дати
відповідь, як себе поводить та чи інша речовина в атмосфері, грунті, водному
середовищі, які впливи виявляє вона і продукти її перетворень на біологічні
системи; розкриваючи механізми біогеохімічних процесів в природному кругообізі
елементів, хімія сприяє вирішенню задач найприроднішого і
"безболісного" входження промислового виробництва в природні цикли,
робить його частиною будь-якої екосистеми; використовуючи різноманітні методики
хіміко-аналітичного контролю стану об’єктів довкілля або якості готової
продукції ряду галузей промисловості (хімічної, нафтохімічної,
мікробіологічної, фармацевтичної), хімія дозволяє одержувати інформацію,
необхідну для наступного прийняття рішень стосовно запобігання потрапляння
шкідливих речовин на підконтрольні об’єкти, очистці цих об’єктів, способах їх
захисту тощо.
Екологічна освіта повинна мати
комплексний міждисциплінарний характер. У зміст всіх навчальних предметів
повинні входити ідеї цільності та гармонії в розвитку людської спільноти і
природи. Широкі можливості в цьому плані відкриваються при викладанні хімії.
Процес хімічної освіти необхідно пов’язувати з питаннями охорони довкілля, враховуючи
глобальний та локальний характер екологічних проблем. Під час занять потрібно
загострювати увагу на таких питаннях:
1.
Сучасні
проблеми біосфери.
2.
Альтернативні
види енергії.
3.
Роль води в
житті людини.
Слід зазначити, що потік інформації, термінів, визначень, формул створює перевантаження під час навчального процесу. Зняти втому та емоційно налаштувати учнів чи студентів на подальше сприйняття навчального матеріалу можуть допомогти приклади з художньої літератури. Твори художньої літератури вдосконалюють образне мислення учня чи студента, виявляють благотворний вплив на здатність висловлювати оригінальні ідеї. Так, при розгляді теми "Вода, її фізико-хімічні властивості" можна привести цитату з твору А. Де Сент-Екзюпері "Планета людей": "Вода! Ти не маєш ні смаку , ні кольору, ні запаху, тебе не опишеш, тобою насолоджуються, не знаючи тебе. Ти не просто необхідна для життя: ти і є життя". Тут можна підкреслити, що властивості води ще далеко не вивчені, вода, як речовина ще містить дуже багато загадок. Лише в останні роки вчені звернули увагу на негативний вплив електромагнітних полів антропогенного походження на біосферу і перш за все на воду [1]. В той же час ті ж магнітні поля можна використовувати для інтенсифікації очистки стічних вод у промисловості з метою охорони довкілля. Так само, лише недавно було звернуто увагу на інформаційні властивості води. Природна питна вода – це складна жива структура, яка проявляє триєдиність існування: речовини, інформації та енергії [2]. Виник навіть термін "пам’ять води". Наприклад, фізико-хімічні властивості свіжоконденсованої води, або після дії на неї магнітного поля (ЕМП) видозмінюються. Релаксація, тобто відновлення попередніх властивостей, відбувається протягом певного відрізку часу. Цим питанням займається новий напрямок екологічної науки – еніологія. Предметом дослідження етології є закономірності енерго-інформаційних взаємодій у природі.
Ще один приклад можна навести з роману Ж.Верна "Таємничий острів", в якому вода розглядається як ефективне паливо майбутнього: "Я впевнений, що настане день і вода замінить паливо; водень і кисень, з яких вона складається, будуть застосовуватися окремо; вони виявляться невичерпним і таким потужним джерелом тепла і світла, що вугіллю до них далеко!". І в дійсності, зараз продовжуються розробки двигунів внутрішнього згоряння, які працюватимуть на водні, та пошуки економічно вигідного добування самого водню.
Одним з ефективних методів формування
екологічних знань та вмінь є розв’язування задач з екологічної проблематики. Це покращує викладання предмету зразу в декількох
напрямках, а власне:
-
подвійна роль
хімії – вона, з одного боку, служить людині, а з другого – призводить до
порушення біогеохімічних процесів при нерозумному використовуванні її досягнень
людиною;
- вплив окремих хімічних елементів та їх сполук на живі організми;
- технологічна недосконалість виробництва, пов’язана з багатостадійністю хімічних процесів, накопиченню відходів, появленню побічних продуктів, потраплянню шкідлиівих речовин в природне середовище.
Доцільно використати задачі, які дають можливість розкрити структуру та функціонування природних систем, виявляти екологічні проблеми, пов’язані з порушенням рівноваги в біосферних процесах та біогеохімічних циклах, виснаженням природних ресурсів і погіршенням довкілля в результаті забруднення його відходами хімічних чи інших виробництв. Наприклад, задача, яка містить поняття гранично допустимих концентрацій (ГДК). ГДК фенолу у місцях водокористування становить 0,001 мг/ л. Розрахуйте, в скільки разів концентрація фенолу перевищуватиме гранично допустиму, якщо у водоймище об’ємом 104 м3 зі стічними водами коксохімічного підприємства було скинуто 47 кг фенолу.
Окрім того, важливо показати можливість вирішення екологічних проблем. Для цього в умови задач необхідно вводити дані про створення технологій, при яких більша частина природних ресурсів, що використовуються в промисловості, перетворюються в корисну продукцію (безвідходні виробництва). Наприклад, така задача. Із 1 м3 відходів деревини (сучки, пеньки, кора, листя тощо) можна одержати 60 л метанолу. Розрахуйте масу 40%-го розчину формаліну, який можна одержати при окисненні спирту такого об’єму (ρ (СН3ОН) = 0,272 г/см).
Необхідно також вносити в навчальний прцес задачі, які сприяють формуванню особистих якостей учнів чи студентів: етичних норм відношення до природи, пізнавального інтересу, вміння варіативно і нестандартно мислити. Такі задачі часто бувають проблемними за змістом і вимагають самостійного пошуку розв’язку. В цьому випадку аналіз екологічної проблеми, відображеної в задачі, не лише сприяє активізації розумової діяльності, розширенню кругозору в екологічних питаннях, але і зумовлює вироблення динамічних розумових дій, відводить від стандартизації та шаблонів, розкриває індивідуальні якості учнів. Можна навести декілька прикладів таких задач.
I. В основі самоочищення водоймищ від органічних забруднень лежить процес їх окиснення. Якщо органічних речовин у водоймищі небагато, то вони окиснюються у воді киснем. Цей процес прискорююється під дією сонячного світла. Сприяють окисненню і мікроорганізми. Існують хімічні методи інтенсифікації прцесу окиснення органічних забруднень у воді. Який із запропонованих нижче реагентів ви виберете для прискорення цього процесу: а) гідроген пероксид; б) хлор або його оксигеновмісні похідні; в) озоно-повітр’яну суміш ? Дайте вмотивовану відповідь.
II. На нафтопереробному заводі негерметичне з’єднання комунікацій іноді призводить до витікання бензину чи іншого нафтопродукту. Наприклад, при витіканні однієї краплі бензину за секунду втрати палива за місяць становлять 130 л, а за рік – 1560 л. Скільки кілометрів міг би пройти автомобіль за місяць і за рік на втраченому паливі, якщо його витрати становлять 15 л на 100 км? Якої шкоди можуть завдати довкіллю втрати нафти та нафтопродуктів в нафтопереробній промисловості?
III. Зберіть нехарчові відходи, накопичені вами за один день. Проаналізуйте їх склад. Складіть прогноз про перетворення цих речовин після потрапляння їх в навколишнє середовище.
Контроль за діяльністю учнів чи студентів при розв’язуванні подібних задач дає уяву про рівень сформованості їх екологічних та хімічних знань і навиків, пізнавальних інтересів, а також про їх інтелектуальний розвиток. Вміння аналізувати екологічні ситуації, моделювати “відгук” природного середовища на природозахисні міроприємства сприяє формуванню здатності особи до конкретних конструктивних дій в галузі охорони та покращення довкілля. Задачі, котрі можна розв’язувати декількома способами, оскільки неоднозначність екологічної ситуації відображена в умові, дозволяє викладачу судити про рівень сформованості екологічної культури учнів чи студентів та корегувати свою педагогічну діяльність в цьому напрямку.
Освіті, безумовно, належить найважливіше місце у формуванні екологічної свідомості учнів та студентів. Таким чином, поряд з вивченням хімії, здійснюється екологічне виховання та освіта, що формує екологічну культуру нації.
Література:
1. Баран Б.А. Фізико-хімічне обгрунтування дії магнітного поля на водні розчини для розробки систем техногенно-екологічної безпеки. Дис. … д-ра хім. наук: 21.06.01. – Хмельницький, 2006. – 326 с.
2. Курик М.В., Курик А.М. Триединство
воды // Квантовая Магия. – 2005. – Т.2. – Вып. 1. – с. 1166-1175.