Олійник Іван

Науковий керівник: док. пед. наук, професор Садовий М.І.

Кіровоградський державний педагогічний університет

імені Володимира Винниченка

Анотація: В статті розглядається питання формування екологічної компетентності у майбутніх учителів фізики під час проведення навчальних екскурсій, приділена увага висвітленню питань альтернативних джерел енергії, як основи енергетики майбутнього.

Ключові слова: екологічна компетентність, підготовка вчителів фізики, альтернативні джерел енергії, навчальні екскурсії.

Постановка проблеми. На межі ХХ і ХХІ століть екологія перетворилася на одну з найважливіших міждисциплінарних синтетичних наук, а проблема взаємодії людського суспільства та біосфери стала головною проблемою сучасності. Напередодні третього тисячоліття перед людством постала потреба суворо зіставляти й узгоджувати свою повсякденну діяльність із фундаментальними законами загального розвитку життя на Землі. У цій ситуації надзвичайно важливо для кожного бути у всеозброєнні екологічними знаннями [4].

О. В. Брайон, М. М. Мусієнко, М.І. Садовий, В. В. Серебряков актуальність проблеми вбачають також у тому, що в суспільстві, на жаль, переважає екологічна неосвіченість, тоді як життя вимагає науково обґрунтованих підходів та конкретних дій у справі раціонального використання природних ресурсів, охорони природи та примноження її багатств.

Використання нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії є визначальним показником причетності будь-якої держави до світової екологічної тенденції. Основними причинами такої оцінки є передбачуване вичерпання запасів органічних видів палива. При цьому перед людством постає проблема пошуків нових альтернативних екологічно безпечних джерел енергії, що в свою чергу ставить нові вимоги до змісту природничої освіти, зокрема її фізичної компоненти. Це, перш за все, пов’язано з тим, що фізика є основою сучасного науково-технічного прогресу і найбільшою мірою, серед природничих дисциплін, окреслює тенденції розвитку техніки і технологій. Саме це й є визначає необхідність формування у майбутніх учителів фізики екологічної компетентності.

Мета статті полягає у висвітленні методики формування екологічної компетентності у майбутніх учителів фізики.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблемою удосконалення методики навчання майбутніх учителів фізики займаються П. С. Атаманчук, С.П.Величко, О. І. Іваницький, О. А. Коновал, М. Т. Мартинюк, М. І. Садовий, В. П. Сергієнко, М. І. Шут та ін. Питанням екологічної освіти у навчально-виховному процесі з фізики займалися О. В.Брайон, О. О.Колонькова, Н. В.Куриленко, М. М.Мусієнко, О. Л.Пруцакова, Н. А.Пустовіт, Л. Д.Руденко, М. І.Садовий, В. В.Серебряков, В. Д.Шарко, С. В.Шмалєй та ін. Але при цьому належної уваги процесу формування екологічної компетентності у майбутніх учителів фізики в педагогічних вищих навчальних закадах (ВНЗ) приділено не було.

Виклад основного матеріалу. У попередніх дослідженнях нами доведена ефективність формування екологічної компетентності на перших курсах навчання студентів спеціальності: 014 Середня освіта (Фізика) при вивченні спецкурсу «Концепція сучасної наукової картини світу» [2], де однією із тем є «Природничо-наукові основи сучасних технологій, енергетики й екології». В процесі подальшої підготовки майбутніх учителів фізики базовими дисциплінами є загальна фізика, теоретична фізика та методика навчання фізики. Саме ці навчальні предмети найбільшою мірою визначають формування предметної (фахової) компетентності при підготовці майбутніх фахівців спеціальності: 014 Середня освіта (Фізика). При цьому не дивлячись на вимоги сьогодення та у зв’язку з обмеженістю годин на їх вивчення належної уваги формуванню екологічної компетентності приділено не було, хоча, як показують проведені нами дослідження [2; 3], окремі елементи екологічної освіти у змісті цих дисциплін присутні.

Нами встановлена тенденція збільшення годин на самостійну та індивідуальну роботу студентів [6]. У цьому зв’язку, на нашу думку, доречним є виділення частини зазначеного часу для проведення навчальних екскурсій, під час яких студенти у безпосередній близькості матимуть змогу ознайомитися з різними аспектами екології, розширити свої знання про альтернативні джерела енергії, фізичні основи їх функціонування, що у підсумку забезпечить підвищить рівень їх екологічної компетентності.

Не дивлячись на актуальність проблеми єдиного підходу до визначення екологічної компетентності немає. Так кожен з дослідників, хто займався цією проблемою, по різному підходив до визначення даного поняття. Ми у своєму дослідженні дотримуємося визначення запропонованого Н. В. Куриленко та В. Д. Шарко [1]: набута у процесі навчання інтегративна характеристика учня (студента), що визначає його готовність та здатність до екологічної діяльності, і ґрунтується на знаннях, уміннях, досвіді, ціннісних орієнтаціях, які формуються в процесі вивчення природничих дисциплін, серед яких одне з провідних місць займає фізика.

Саме формування цієї інтегративної характеристики і повинні, на нашу думку, забезпечувати навчальні екскурсії з елементами екологічного змісту.

Як показують дослідження [5] відмінність екскурсії від уроку як форми організації навчання полягає в тому, що вона не може бути жорстко обмежена в часі, і головний її зміст – сприймання учнями предметів і явищ у природній обстановці.

Як приклад об’єкту для навчальної екскурсії з фізики щодо ознайомлення з альтернативними джерелами енергії ми пропонуємо сонячну електростанцію (СЕС) в с. Іванівка Новоукраїнського району Кіровоградської області. СЕС була побудована у селі Іванівка ще у 2012 році фермером Сергієм Борисовичем Омельяненком [6]. Вона стала джерелом екологічно чистої енергії для Новоукраїнського району. Потужність станції становить 1,3 МВт. Вона складається з понад п’яти тисяч полікристалічних сонячних модулів, по 250 Вт кожен. Модулі розташовані на металоконструкціях («столах») і під’єднанні до 40 інверторів. Електроенергія обліковується лічильниками. За площею станція займає 2,7 гектара землі. Близько 30 % використаних матеріалів та обладнання – місцевого виробництва. Сума вкладених у будівництво інвестицій близько 25 млн. грн. За 3 роки експлуатації сонячних батарей вдалося майже повністю її окупити, продаючи вироблену електроенергію споживачам. Сьогодні сонячна енергетика стає актуальною як ніколи. Глобальні проблеми з енергоносіями, залежність нашої держави від імпортних вуглеводнів, все це змушує шукати нові джерела енергії, вкладати гроші у СЕС за зеленим тарифом.

Інформація про дану електростанцію знайшла своє відображення у змісті одного з сучасних шкільних підручників з фізики для 8 класу (автори: М. І. Шут, М. Т. Мартинюк, Л. Ю. Благодаренко).

Перед початком такої екскурсії студентів слід ознайомити з загальною інформацією щодо геліоенергетики. Зокрема, що нині геліоенергетичними програми зацікавилися вчені більш ніж в 70 країнах світу. Створюються пристрої для безпосереднього перетворення сонячної енергії у електричну. З розвитком напівпровідникових технологій сконструйовані сонячні батареї, які є енергетичним засобом з «сонячним приводом». На таких батареях працюють геліовелосіпеди, геліомопеди, моторні човни, яхти, автомобілі, сонцеліт і дирижаблі, космічні об’єкти. Сонцемобілі розвивають швидкість звичайних автомобілів. Сучасні сонячні батареї на яскравому сонячному світлі на площі 1 м² забезпечують потужність 100 – 200 Вт. Вони є надійними і довговічними в експлуатації. З розвитком технологій їх собівартість зменшується, хоч залишається ще високою. Починаючи з 2000 р. щорічні темпи зростання сонячної енергетики складають 43 %. У 2013 р. потужність агрегатів сонячних електростанцій зросла на 37 ГВт. У Європейському союзі за аналогічний період на сонячних станціях потужність зросла на 80 ГВт. У Китаї потужність СЕС у 2013 р. склала 91 ГВт [7]. Низька інтенсивність сонячного випромінювання є основною перешкодою ефективного її використання і потребує великих площ для сонячних колекторів батарей. Тому алюмінієві чи напівпровіднокові колектори потрібно розміщувати на великій площі.

Для досягнення максимальної ефективності від заходу студентам перед екскурсією слід роздати завдання щодо змісту досліджуваних об’єктів. Безпосередньо перед заходом складають його план і проводять інструктаж. При цьому студентам дають вказівки, які слід провести самостійні спостереження і яку виконати роботу. Результати роботи студентів можуть бути представлені у вигляді доповіді, реферату, статті, або стати елементом кваліфікаційної роботи. Але за підсумками екскурсії зі змістом проведених індивідуальних досліджень та спостережень студентів слід ознайомити всіх студентів, які прийняли участь в екскурсії.

Висновки. Процес формування екологічної компетентності майбутніх учителів фізики має бути неперервним процесом на всіх етапах становлення компетентного фахівця з вищою освітою починаючи з моменту вступу до педагогічного ВНЗ. Для забезпечення формування на належному рівні екологічної компетентності у майбутніх учителів фізики досить ефективними є навчальні екскурсії з фізики, які дають змогу студентам розширити знання з екологічних проблем, дізнатися про альтернативні джерела енергії та фізичні основи їх функціонування.

Перспективи подальших пошуків у зазначеному напрямку пов’язані з розробкою та удосконаленням методики формування екологічної компетентності у майбутніх учителів фізики як під час аудиторної роботи, так і підчас самостійної та індивідуальної роботи.

Список літератури:

1. Куриленко Н. В. Формування екологічної компетентності учнів основної школи у процесі навчання фізики: дис. ... канд. пед. наук: 13.00.02 / Куриленко Наталія Валентинівна. – Херсон, 2015. – 316 с.
2. Олійник І. М. Формування екологічної компетентності майбутніх учителів фізики при вивченні сучасної наукової картини світу / І. М. Олійник, М. І. Садовий // Фізика. Технології. Навчання: [зб. наук. пр. студ. і молод. наук.] – Кіровоград: ПП «ЦОП «Авангард», 2016. – Вип. 14. – С. 89-93.
3. Олійник І. М. Вивчення наукової спадщини І. Є. Тамма та формування екологічної компетентності у майбутніх учителів фізики / І. М. Олійник, М. І. Садовий, О. М. Трифонова // Наукові записки; Відп. за вип.: М.І. Садовий. – Серія: Проблеми методики фізико-математичної і технологічної освіти. – Кіровоград: РВВ КДПУ ім. В. Винниченка, 2015. – Вип. 8, Ч. 1. – С. 42-46.
4. Садовий М. І. Нетрадиційна енергетика та навколишнє середовище / М. І. Садовий, О. М. Трифонова. – Кіровоград: РВВ КДПУ ім. В. Винниченка, 2015. – 52 с.
5. ФіцулаМ. М. Педагогіка: [навч. посібн. для студ. вищ. пед. закл. осв.] / М. М.Фіцула. – [3-тє вид., перероб. і доп.] – Тернопіль: Навчальна книга-Богдан, 2005. – 232с.
6. http://ldf-kr.at.ua/news/2016-02-09-63.
7. Звіт про стан світової ядерної галузі. Виконавче резюме та висновки. – 2014. – Режим доступу: http://necu.org.ua/wp-content/uploads/stan-atomnoi-energetyky-zvit-shnaydera.pdf