Компьютерные модели решения экологических задач в электронных таблицах, на языке Visual Basic и на калькуляторе

Приложение 1

ИНФОРМАЦИЯ к сведению

Приложение 2

Схема сгорания каменного углы

Пояснительная записка к дидактической игре

Автор: Васильева Светлана Иосифовна

Полное название образовательного учреждения: муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Ангоянская средняя общеобразовательная школа» Северо-Байкальского района Республики Бурятия

Название игры: «Компьютерные модели решения экологических задач на языке VisualBasic, в электронных таблицах и на калькуляторе». Форма проведения – конференция.

Предмет (указать предмет) или внеклассное мероприятие: информатика, экология

Номинация: «Дидактические игры для учащихся 8-11 классов»

Возрастная группа: 8-11 класс

Цель создания: игра создана как заключительное мероприятие сбора и обработки информации об экологии посёлка – экологическая конференция с уклоном на решение задач с применением компьютерных технологий.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, таблицы, карточки.

Содержание игры (краткая аннотация): формат игры – деловая игра. Участвуют школьники с 8 по 11 класс. Идея игры: в посёлке котельная и очистные сооружения готовятся отметить 25-летие введения в эксплуатацию. Возникает вопрос: не наносится ли ущерб окружающей среде выбросами от сгорания каменного угля, от сброса использованных  вод в реку. Кроме того, увеличилась по объёму вырубка леса вокруг посёлка. Учащиеся задолго до конференции получили задания: изучить процесс сгорания каменного угля (экскурсия на котельную – 8 класс); восстановление воды после сброса в неё опасных примесей (9 класс);  может ли процесс добычи рыбы в водоёме быть неплановым (11 класс);  подбор материала на экологическую тематику и подготовка его к печати (11 класс).  Проведение конференции планируется группой учителей естественно-математического цикла с привлечением старших школьников. В работе конференции принимают участие: Общественный обвинитель, Эколог,  Санитарный надзор, Конструкторское бюро во главе с главным инженером, Вычислительный центр, Пресс-центр.

Задания участникам игры во время её проведения

Общественный обвинитель – ведущий конференции. Подбирает вопросы согласно тематике.

Эколог - готовит историческую справку об экологии, её связях с другими предметами.

Пресс-центр - подбирает материал по Экологии и по итогам конференции выпускает бюллетень.

Санитарный надзор - освещает вопросы: загрязнённый воздух опасен для всего живого углекислым газом, сернистым газом, окислами азота, золой. Восстановление воды после сброса в неё вредных примесей.

Конструкторское бюро - проводит защиту проекта «Котельная».

Вычислительный центр - освещает вопросы о  роль компьютеров в решении экологических задач, показывает, как строится модель решения задачи и её уточнение;   каковы перспективы? Возможен ли прогноз чрезвычайных ситуаций.

Методические рекомендации по реализации игры: данную игру можно проводить на одном учебном занятии, а можно разбить на несколько – по уровню сложности задач (например, в один день рассмотреть отчёты по котельной и очистным сооружениям, на следующий – задачи об улове рыбы, заготовке древесины).  Для проведения игры необходимо выбрать ведущего (в нашем случае – это общественный обвинитель); итоги конференции озвучивает  пресс-центр (выпуск бюллетеня) и  заключительное слово берёт учитель.

Список литературы

1.                 Н.Д.Угринович.  Информатика 8, 9. Базовый курс. М, БИНОМ 2007.

2.                 Н.Д.Угринович. Информатика и информационные технологии 10 – 11. М, БИНОМ 2005

3.                 Н.Г.Волчёнков. Программирование на Visual Basic 6. М., ИНФРА-М 2002

4.                 А.Г.Гейн. Основы информатики и вычислительной деятельности.

5.                 А.А.Зубрилин. Конструирование игр по информатике. Ж. «Информатика и образование» № 6 – 2008.

6.                 Г.Д.Шопина. Деловая игра. Ж. «Информатика и образование» № 5 – 2003.

7.                 О.Н.Польщикова. Деловая игра на уроках информатики. Библиотека журнала «Информатика и образование»  2006.

8.                 И.Абдуллаев. Математические задачи с микрокалькулятором. М., Просвещение 1990

9.                 С.Н.Саутин. Мир компьютеров и химическая технология.

10.            Б.Китанович. Планета и цивилизация в опасности.

Приложение 3

Приложение 4

Разгадайте ребус

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Характеристика сброса возвратных сточных вод в реку Верхняя Ангара, п. Ангоя

      Лимит сброса возвратных сточных вод в водный объём – 102.8 м³/год;

      Характеристика и категория возвратных вод – хозяйственно-бытовые сточные воды со сбросом в реку Верхняя Ангара;

      Способы очистки возвратных вод – биологические очистные сооружения мощностью 400 м³/сут.;

      Состав очистных сооружений – приёмная камера, решётки с дробилками, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, фильтры с гравийно-песчаной загрузкой.

Приложение 8

Приложение 9

Таблица значений «Концентрация»

Приложение 10

Экология и другие науки

Приложение 11

Бюллетень об итогах конференции

            Ежегодно в нашей Ангоянской школе проходят экологические конференции. К ним мы готовимся целый год: получаем маршрутные листы с заданиями, проводим экскурсии, экспертные замеры загрязнения снега, воды, встречаемся с людьми, выпускаем  листовки, готовим отчёт о проделанной работе. Нынешняя конференция посвящена решению экологических задач c использованием различных компьютерных программ.  Учащиеся 8 класса подготовили полную информацию о работе котельной, её системе защиты от выбросов в окружающую среду.       Девятиклассники подобрали материал об истории экологии, её связях с другими дисциплинами. Старшеклассники обработали собранный материал о котельной и очистных сооружениях в виде решения экологических задач. В ходе конференции, мы узнали, что котельная нашего посёлка считается наиболее благоприятной в смысле выбросов от сгорания каменного угля в атмосферу, а вот в системе очистки сточных вод есть проблемы. Об этом говорилось в ходе работы конференции,  и вычислительный центр представил доказательства как решение задач.

         Информация к размышлению. Легковой автомашине для сжигания 1 кг бензина требуется 2,5 кг кислорода. В среднем в год автомобиль проезжает  10 тыс. км и сжигает 10 тонн бензина, расходуя 35 тонн кислорода и выбрасывая в атмосферу 160 тонн выхлопных газов, в которых обнаружено около 200 различных веществ:

    800 кг оксида углерода;

    40 кг оксидов азота;

    200 кг углеводородов;

    Если бензин этилированный, то ещё и 3,5 кг ядовитого свинца.

    Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет вы атмосферу 5 – 8 кг резиновой пыли ежегодно!

         Нетрудно посчитать, сколько вредных выбросов мы с вами «потребляем» даже в нашей маленькой Ангое, где население составляет менее тысячи человек.  Опять же для справки: 1 га леса выделяет в год 200 кг кислорода. На сколько времени хватит 20 га лесопосадок, если не будет производиться вырубка? Сопоставить эти две последние информации, стоит задуматься о сохранности леса, особенно вблизи населённых пунктов!

         Итак, практически, во всех экологических проблемах присутствует человеческий фактор.      Хотелось бы напомнить такую историю. «В феврале 1968 года итальянский промышленник А.Печчеи в письме, обращённом к знакомым из мира бизнеса, науки и техники выразил своё мнение о создавшемся положении  в мире и призвал всех заинтересованных принять участие в поисках решения вопроса. Это явилось поводом к тому, что 30 учёных, бизнесменов, политиков, в основном из развитых стран, собрались в Риме и образовали общество, которое вскоре стало известно под названием «Римский клуб». Здесь и родилась идея о проведении одного необычного исследования: с помощью компьютера создать искусственную модель мира, которая дала бы возможность провести глобальный анализ состояния и предсказать возможные направления развития и будущее человечества».

         Идея очень хорошая. Почему бы жителям посёлка, района, Республики не собраться и не рассмотреть свои действия, которые идут вразрез с экологией? Лес вырубается – реки мелеют, а то и пересыхают совсем. Лес вырубается – главенствуют в населённых пунктах ветра, которых раньше не было. Для вывоза мусора  выделена машина, и всё равно в посёлке грязно, потому,  что некоторые люди приносят на эстакаду пакеты, мешки с мусором, да здесь и оставляют. Если не собаки, то ветер сделают своё дело – разноцветные пакеты, бумага, бытовые отходы «украшают» улицы. Хочется крикнуть громко-громко:

«Люди, одумайтесь! Оставьте посёлок чистым и красивым

для себя и потомков ваших!»

МБОУ «Ангоянская средняя общеобразовательная школа»

Внеклассное мероприятие

«Компьютерные модели решения экологических задач

в электронных таблицах,

 на языке Visual Basic и на калькуляторе»

Форма проведения: деловая игра - конференция

Тема: «Компьютерные модели решения экологических задач
                      в электронных таблицах,  на языке Visual Basic и на калькуляторе»

Цели игры:

Дидактическая: закрепить знания учащихся по теме «Моделирование и формализация» различными возможностями компьютера.

Воспитательные: приобретение учащимися навыков общения при совместной работе; активизация их творческого мышления; усиление личностной заинтересованности учеников; привитие навыков самообразования и самовоспитания.

Развивающая: развивать творческое мышление, умение анализировать, умение грамотно выражать свои мысли, умение обоснованно убеждать других.

Игровая: «вжиться» в предложенную роль,  выступать в роли обвинителя и защитника, выпустить бюллетень с призывом бережно относиться к окружающей среде.

Имитационная модель

В посёлке котельная и очистные сооружения готовятся отметить 25-летие введения в эксплуатацию. Возникает вопрос: не наносится ли ущерб окружающей среде выбросами от сгорания каменного угля, от сброса использованных  вод в реку. Кроме того, увеличилась по объёму вырубка леса вокруг посёлка. Учащиеся задолго до конференции получили задания: изучить процесс сгорания каменного угля (экскурсия на котельную – 8 класс); восстановление воды после сброса в неё опасных примесей (9 класс);  может ли процесс добычи рыбы в водоёме быть неплановым (11 класс);  подбор материала на экологическую тематику и подготовка его к печати (11 класс).  Проведение конференции планируется группой учителей естественно-математического цикла с привлечением старших школьников. В работе конференции принимают участие: Общественный обвинитель, Эколог,  Санитарный надзор, Конструкторское бюро во главе с главным инженером, Вычислительный центр, Пресс-центр.

Оборудование: компьютеры, мультимедийный проектор, принтер,
                                       калькуляторы, карточки-инструкции,
                                       информационные таблицы,

Задания

Общественный обвинитель – ведущий конференции. Подбирает вопросы согласно тематике.

Эколог -  готовит историческую справку об экологии, её связях с другими предметами.

Пресс-центр - подбирает материал по Экологии и по итогам конференции выпускает бюллетень.

Санитарный надзор -  освещает вопросы: загрязнённый воздух опасен для всего живого углекислым газом, сернистым газом, окислами азота, золой. Восстановление воды после сброса в неё вредных примесей.

Конструкторское бюро во гласе с главным инженером - проводит защиту проекта «Котельная».

Вычислительный центр - освещает вопросы о  роль компьютеров в решении экологических задач, показывает, как строится модель решения задачи и её уточнение;   каковы перспективы? Возможен ли прогноз чрезвычайных ситуаций.

Введение

Учитель: Занятие сегодня у нас необычное – итоговое по сбору и обработке информации об охране окружающей среды. 25 лет назад были пущены в эксплуатацию котельная п.Ангоя и очистные сооружения.  Так ли всё хорошо в деятельности этих организаций, дающих нам тепло и воду? Классам предстоит защитить свою работу,  и мы её предлагаем провести в форме деловой игры. И хотя наш посёлок небольшой, но попытаемся увидеть глобальную проблему человечества – как сохранить природу чистой (сл.2 - 3).

Представляю участников встречи:

1.                 Представители общественности – главные обвинители: Горбунова Анастасия и Самсонов Пётр.

2.                 Главный инженер и конструкторское бюро -   Романов Александр, Рябоконь Роман и Кодин Дмитрий.

3.                 Эколог – Тарасова Мария.

4.                 Санитарный надзор – Казанова Ксения,  Мамедов Сергей, Капралов Виталий.

5.                 Вычислительный центр – Донских Антонина, Золтуев Вадим, Казымова Сабина.

6.                 Пресс-центр – Кадырова Саманта, Стёпочкина Виктория

I.                  Проект «Котельная»

Общественность: Проблема обеспечения чистоты среды обитания приобрела глобальный характер. К сожалению, химические заводы являются одними из наиболее интенсивных источников загрязнения воздушного и водного бассейнов. Как известно атмосфера, окружающая землю, подразделяется на три зоны: нижнюю – тропосферу, среднюю – стратосферу и верхнюю – ионосферу. В тропосфере сосредоточено прмерно80% массы воздуха. От качественного состава этого слоя зависят многие жизненно важные параметры, как для человека, животных так и для растительного мира.

         Тропосферу чаще называют биосферой земли – это область существования живого вещества. Так определил биосферу академик В.И.Вернадский. В биосферу проникают промышленные отходы, излишки удобрений, радиоактивные вещества, тёплые воды действующих электростанций, шум и вибрация излучений различного рода, воздействия которых на живые существа изучены ещё не полностью.

         С  лика земли за последние 100 лет исчезли сотни видов животных, на грани исчезновения находятся ещё около 1000 видов. Биосфера постепенно начинает терять способность к самовосстановлению и очень нуждается в помощи человека. Люди же не всегда осознают, какой ущерб они наносят живой природе. Уничтожение только 2,3 кв.м зелёной площади означает, что один человек на земном шаре лишается воздуха. Как представитель общественности, выражаю обеспокоенность к снижению способности самовосстановления биосферы вокруг п.Ангоя. Ведь уже почти четверть века в котельная использует  каменный уголь, при сгорании которого большое количество опасных выбросов оседает и на почве, и в атмосфере, воздухом которой мы дышим. Не сказывается ли это на нашем здоровье? (сл.4)

Эколог. Позвольте напомнить вам историческую справку. В 1306 году одного гражданина Лондона судили за то, что он жёг в городе  уголь и тем самым загрязнял воздух. Это было первое наказание за экологическое нарушение (сл.5).

В это же время в Сербии правил король Милутин. Тогда процветало горное дело, была известна плавка и переработка металла. Однако, каких-либо защитных мер, направленных на сохранение здоровья человека, не предусматривалось. С тех пор сернистый газ стал постепенно отравлять атмосферу.

Установлено, что человек может прожить 5 недель без пищи, 5 дней без воды, но всего 5 минут без воздуха. Если учесть, что в среднем за 24 часа мы расходуем около 1 кг пищи и 2,5 л воды, становится ясно, насколько важен такой потребляемый элемент, как воздух. Посмотрите (обращается к плакатам, закреплённым на стенах): ежегодно в земную атмосферу выбрасывается около260-270 млн. т углекислого газа, около 70 т различных углеводородов, около 175 т двуокиси серы, 60 млн.т окислов азота. Только энергетические установки выбрасывают в среднем в год около 250 млн.т пепла (Приложение 1 - сл.5)

Главный инженер. Да, действительно. При сгорании каменный уголь выделяет вредные вещества: углекислый газ, окислы азота, сернистый газ, золу. Но он даёт и огромное количество тепла, необходимого для нормальной жизнедеятельности не только человека. И газы ведь не просто выбрасываются в воздух – они обязательно фильтруются. Познакомьтесь со схемой сгорания каменного угля. Слово конструктору.

Конструктор. (Использует схему сгорания каменного угля – приложение 2 - сл.6)

Котлоагрегат – соединение нескольких устройств в одно целое. Сюда подаётся размельчённый каменный уголь, здесь начинается процесс сгорания.

По дымоходу газовоздушная смесь поступает в экономайзер – аппарат для предварительного подогрева питательной воды, поступающей в котёл. То что вода поступает в котёл уже при температуре 140°, позволяет довести её температуру до 3800°. Здесь начинается очистка уходящих газов (отделяется от воды кислород и другие примеси).

Далее газовоздушная смесь проходит через золоуловитель, затем дымосос, обеспеченные специальными фильтрами, максимально очищающими горячий воздух. Через выход к дымовой трубе очищенные газы выбрасываются наружу.

Общественный обвинитель. У меня вопрос к конструкторскому бюро: как долго могут использоваться фильтры?

Конструктор. При правильной эксплуатации 3 – 5 лет.

Общественный обвинитель. Схема как будто рассеяла наши сомнения. И все-таки, знаете ли вы, чем опасны все эти вредные вещества?

Санитарный надзор. 1. Повышение содержания углекислого газа в атмосфере создаёт так называемый парниковый эффект: атмосфера пропускает солнечную радиацию, но в обратном направлении теплового излучения не происходит. Это ведёт к повышению температуры на поверхности земли. Кроме того, углекислый газ губителен для человека. Предельная норма его содержания в воздухе 0,03%. Повышение до 1% вызывает головокружение, отравление дыхательных путей.

2. Окислы азота возбуждают слизистую оболочку (глаз, носа, дыхательных путей). Если выпали кислотные дожди, то о наличии окислов азота свидетельствует тот факт, что листья становятся коричневыми. С таянием снегов, льдов это вредное вещество попадает в почву.

3. Сернистый газ очень вреден.  Накопление его в воздухе вызывает тоже кислотный дождь. Соединяясь с водой, этот газ образует серную кислоту. Кислотные дожди ещё больше вредят растительному миру – полностью теряются на деревьях листья. Плохо действует на кожу человека, вызывает раздражение.

4.Зола имеет в своём составе ядовитые металлы: калий и натрий. Оседая в дыхательных путях, вызывает заболевание органов дыхания: астму, рак лёгких и др. Зола для растений в больших дозах – яд. Если выброс золы сопровождается дождём, то образуется щёлочь КОН (гидрооксид калия) – ядовитое токсичное вещество.

Общественный обвинитель. А как обстоит дело в нашей котельной с выбросами и загрязнениями? Кто-нибудь проводил экспертизу? И каков КПД котельной?  (сл.7)

Главный инженер. Отвечу на последний вопрос. При нормальной работе насосов, фильтров, при выполнении названных температурных режимов, КПД довольно высок – 80%. Это значит, что при сгорании 30 т угля в сутки 25,8 т будут использованы для обогрева зданий, воды. Потери составят 4,2 т. Это достаточно низкий показатель. Наша задача - добиться КПД больше 90 %.

Вычислительный центр. 1. Действительно, обработка данных показала, что КПД в отдельные кварталы составляет 92%. А приземная концентрация вредных веществ гораздо ниже допустимых норм.  Можно считать, что в экологическом отношении наша котельная чистая. Кстати, по результатам вредных выбросов три котельных Бурятии (в том числе нашу) освобождают от оплаты за вредные выбросы. Это очень хороший показатель.

2. Наш ВЦ провёл расчёты, чтобы узнать, сколько вредных веществ выбрасывается в атмосферу. Нами проведены расчёты скорости выброса вредных веществ и количество приземной концентрации за 2013 год. (сл.8 - гиперссылка):

Приземная концентрация вычисляется по формуле

,

 где A – климатологический параметр, который различен для разных времён года и местности. Самое минимальное значение для нашей местности 51, а максимальное – 733.

М – количество вредных веществ, выбрасываемое в атмосферу, г/см³.

F – параметр,  характеризующий оседание примесей.

Н – высота трубы источника выброса (м).

V – объём газовоздушной смеси, выбрасываемой в атмосферу в единицу времени(м³/с).

Т – Т₁ – разность между температурой выбрасываемой смеси и воздуха.

Коэффициент m, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси загрязнения, рассчитывается по формуле:

, где ,       ,где W- средняя скорость газовоздушной смеси на выходе из устья трубы (м/с), D – диаметр отверстия трубы (м).

Чтобы вручную не вводить значения концентрации С, помещаем их в таблицу. Программа это предусматривает.

Данные таблицы говорят сами за себя: Больше всего выбросы дает окись углерода (гораздо больше предельной нормы) -  сравним с ежегодными выбросами (приложение 3). Достаточно много вредных выбросов.

I.1.  Слово просит Пресс-центр.

    У нас разновозрастная категория участников. Хочу предложить игру – разгадать ребус. Вычислите, используя калькулятор. Перевернув калькулятор, замените число буквой или буквами. Впишите под соответствующую цифру (сл.8) – приложение 4 (каждый участник конференции имеет карточки с текстом ребуса,  инструкцию по заполнению и калькуляторы).

1.                 27² : 81.

2.                 2.3 * 5.7 -11.41.

3.                 54.8 : 2 – 27.4.

4.                 (68 * 5 – 170) : 100.

5.                 5³ + 19 *3.3 – 85.69997.

6.                 8.343 : 27 + 1.4

Предлагаю работу провести более рационально: примеры 1, 2 считают ученики 9 класса, 3 и 4 – 8 класса, 5 – 10 класс  и 6 – выпускники.

I.2. Оглашение результатов решения и заполнение ребусов (таблички с ребусами и примерами у каждого участника конференции). (сл.9 - 10) – читается «Ода воде» (приложение 5) .

II.              Задача о планировании улова

Общественность: Кстати о Байкале. Наша река питает его своими водами. Рыба на нерест заходит. На наш взгляд нельзя умалчивать проблему бесхозяйственного отлова рыбы, особенно омуля,  в нерестовый период. Спустя десятилетия такой замечательной рыбы не останется не только в реках, но и в Байкале.

Вычислительный центр. Пока компьютерные модели научились отвечать на вопрос типа «если – то». Это значит, что задаётся некоторый сценарий экологической политики и возможные последствия. Например: (обращается к слайдам 11 - 12 )

1.                 При равенстве численности популяции в текущем и следующем годах улов рыбы приведёт к гибели популяции. Значит, модель необходимо уточнить, для чего определить величину допустимого улова с учётом количества взрослой рыбы, количества мальков и начальной величины популяции. Но и эти расчёты приводят к сокращению популяции! Значит, не всё учтено.

2.                 Необходимо определить величину допустимого улова с учётом падения рождаемости из-за природных условий и человеческого фактора. Уточнённая модель позволяет произвести расчёты допустимого улова с сохранением популяции и её прироста. (сл.12 – гиперссылка)

III.            Экологическая задача 2 – о загрязнении воды.

Общественный обвинитель. И всё-то у вас хорошо: выбросы котельной не превышают норму, с уловом рыбы разобрались. Но ведь очистные сооружения отработанную воду спускают в ту же реку. Ведётся ли здесь какой контроль?

Санитарный надзор. Конечно. Всякое подобное сооружение оснащено системой очистки и фильтрации. В определённое время отправляется вода, подлежащая сливу в реку, на анализы. Да и работники надзорных органов без предупреждения посещают заводы, фабрики с проверками на предмет сохранности окружающей среды. Строго следим за соблюдением норм допустимых концентраций. Для справки: загрязнение вод подразделяется на коммунально-хозяйственные, промышленные и атмосферные  (Приложение 6).   Коммунальные отходы образуются при приготовлении пищи, мытье посуды, уборки помещения и т.д. Такая вода содержит:  углерод,  азот, фосфор, серу, железо, кальций, магний, натрий, титан, олово, цинк и другие элементы, а также различные микроорганизмы. (Приложение 6 - сл.13)

Вычислительный центр. Мы тоже изучали этот вопрос и предлагаем вашему вниманию следующую задачу (сл.14 - 16).

Задача 2. На берегу реки Верхняя Ангара расположено очистное сооружение. Предположим, что в работе системы очистки произошёл сбой и неочищенные воды устремились в реку, т.е. концентрация вредных веществ резко увеличилась. С течением времени эта концентрация уменьшается. Необходимо определить, каков будет уровень загрязнения реки через сутки, двое и т.д. до тех пор, пока концентрация не станет меньше предельно допустимой.  

Обратимся к таблице:

Здесь С – концентрация вредных веществ в мг/л., D (мг/л) – предельно допустимая концентрация. Показывает, сколько миллиграммов вредных веществ может находиться в 1 литре воды, чтобы жизнь организмов была возможна. К – коэффициент. Специалистами-экологами установлена закономерность: концентрация примесей С уменьшается в К раз за сутки. Для каждого региона с учётом наличия реки, высоты местности над уровнем моря, типа примесей устанавливается К > 1.

Модель решения данной задачи такова (сл.14):

Исходные данные C, D, K

Результат – концентрация С по истечению суток, двух, трёх и т.д.

Аргументы C, D, K

Результаты  N – номер суток; С  (С :=С / К (новая концентрация получается из старой, уменьшенной в К раз))

Перейдём к алгоритму.

 Алг  Концентрация (вещ C, D, K, цел N)

         арг  C, D, K

         рез С, N

 нач  N : = 0

        запросить C, D, K

        пока  C > D

                C : = C / K

                Сообщить C, N

            кц

кон

IV.           Задача 3 – о заготовке древесины.

Общественный обвинитель. Хочется поговорить об интенсивной вырубке леса вокруг посёлка. На климат это уже сказывается: ветра практически постоянно, чего не было лет 7-8 назад, до вырубки леса. Решаются ли задачи такого плана?

Вычислительный центр. И такие задачи нам известны.  Леспромхоз ведёт заготовку деловой древесины. Её первоначальный объём на территории леспромхоза был равен 120 тыс. м³. Ежегодный естественный прирост составляет 5,5%. Годовой план заготовки древесины 9500 м³. Какой объём деловой древесины на данной территории будет через год, через два и т.д., пока этот объём не станет меньше минимально допустимого значения 23000 м³?  Попробуем порассуждать вместе (сл.17).

По условию задачи естественно считать, что процент прироста древесины остаётся неизменным в течение всего рассматриваемого периода, т.е., мы пренебрегаем зависимостью прироста от климатических разных лет (влажности, температуры и т.д.). Кроме того, считаем, что каждая рубка леса производится с интервалом в год, причём первая рубка была сделана непосредственно перед определением начального количества древесины на участке.

Исходные данные: первоначальный объём древесины L,  коэффициент естественного прироста К, годовой план заготовок Р и минимально допустимый объём древесины М.

Результат: последовательность значений объёма древесины через год, два года и т.д.

Связь между исходными данными и результатом: L₀ = L, L_n+1 = (1 + K)* L_n – P, где n – количество прошедших лет.(сл.17-гиперссылка, сл.18 – исполнение пролграммы)

V.                О прогнозах

Общественный обвинитель. Обращаюсь к вычислительному центру. Можно ли прогнозировать экологические процессы?

Вычислительный центр. 1. Средняя экологическая модель включает в себя несколько десятков искомых величин и описывает самые разнообразные явления – от производства фитопланктона и динамики лесного покрова до круговорота воды и циклов углерода, кислорода и водорода. Появилась возможность определить экологические тенденции как результат той или иной хозяйственной деятельности, обозначить опасные ситуации (сл.19). Например, с помощью ЭВМ подсчитано, что если изъять 30% стока сибирских рек и направить их в Среднюю Азию, то в Европе заметно понизится температура. А если забрать 50% стока, то изменится экологическая ниша и новая растительность появится там, где её раньше не было и быть не могло. Вправе ли человек так поступать? (Приложение 8).  Нашим ВЦ произведены расчёты нормализации уровня загрязнения воды. После разового слива отходов от химзавода концентрация вредных веществ нормализуется (обращается к таблице Приложение 8): свинец – на 52 сутки, мышьяк – на 95-е сутки, а фтор – на 511-е сутки. И это при  условии, что в течение 1,5 лет слива не будет! Есть о чём задуматься руководителям таких предприятий!

2.Учёные-экологи предполагали, что к 2010 году будет возможно решить задачу удаления из атмосферы вредных веществ. Но это так и осталось предположением. Хотя общая экологическая программа  принята и частично реализуется с 2011 года. Надо заметить, что достаточно точно предсказываются землетрясения и другие чрезвычайные ситуации. И нельзя забывать о вмешательстве человека в экологические процессы! Ведь наука ЭКОЛОГИЯ очень тесно взаимодействует с большим количеством различных направлений: (Приложение 10 - сл.20)

VI.            Завершая оаботу…

Пресс-центр. Нам предлагалось по окончании конференции выпустить бюллетень – обращение к жителям посёлка, района, Республики. Вот что у нас получилось (демонстрирует через проектор свою работу на фоне песни  «Ангоянский вальс». Слова и музыка учителя технологии МБОУ АСОШ Качина А.Ю., исполяет Качин А.Ю.).  (Приложение 11 - слайд 21 - 24 )

Учитель. Вот и подошла к завершению наша конференция. Вы все очень хорошо потрудились, представили серьёзные отчёты. Каждая группа участников показала навыки владения компьютерами в «своей области»: 8 класс – Word и калькулятор; 9 класс – графику, Word и Excel; 10 класс – графику, Word, алгоритмизацию  и Excel; 11 класс- моделирование, алгоритмизацию и программирование.  И нами сегодня рассматривались решения экологических задач, в основном,  на местном материале. « Вычислительным центром» была предложена задача об улове рыбы в триаде:  модель, алгоритм, программа. Тем самым как бы подчеркнули ребята, что иначе диалог между исследователем и ЭВМ будет малоэффективным и медленным.

Компьютерные модели, как правило, отвечают на вопросы «Если – то» (сл.25). Это значит, что задаётся некоторый сценарий экологической политики и определяются возможные последствия. Значит, можно определить экологическую тенденцию, как это и было продемонстрировано сегодня.  Хочется надеяться, что из вас вырастут рачительные хозяева, бережно и заботливо относящиеся к  своей родной Земле.

 ЛИТЕРАТУРА

1.                 Н.Д.Угринович.  Информати 8, 9. Базовый курс. М, БИНОМ 2007.

2.                 Н.Д.Угринович. Информатика и информационные технологии 10 – 11. М, БИНОМ 2005

3.                 Н.Г.Волчёнков. Программирование на Visual Basic 6. М., ИНФРА-М 2002

4.                 А.Г.Гейн. Основы информатики и вычислительной деятельности.

5.                 А.А.Зубрилин. Конструирование игр по информатике. Ж. «Информатика и образование» № 6 – 2008.

6.                 Г.Д.Шопина. Деловая игра. Ж. «Информатика и образование» № 5 – 2003.

7.                 О.Н.Польщикова. Деловая игра на уроках информатики. Библиотека журнала «Информатика и образование»  2006.

8.                 И.Абдуллаев. Математические задачи с микрокалькулятором. М., Просвещение 1990

9.                 С.Н.Саутин. Мир компьютеров и химическая технология.

10.            Б.Китанович. Планета и цивилизация в опасности.

Бюллетень об итогах конференции

            Ежегодно в нашей Ангоянской школе проходят экологические конференции. К ним мы готовимся целый год: получаем маршрутные листы с заданиями, проводим экскурсии, экспертные замеры загрязнения снега, воды, встречаемся с людьми, выпускаем  листовки, готовим отчёт о проделанной работе. Нынешняя конференция посвящена решению экологических задач c использованием различных компьютерных программ.  Учащиеся 8 класса подготовили полную информацию о работе котельной, её системе защиты от выбросов в окружающую среду.             Девятиклассники подобрали материал об истории экологии, её связях с другими дисциплинами. Старшеклассники обработали собранный материал о котельной и очистных сооружениях в виде решения экологических задач. В ходе конференции, мы узнали, что котельная нашего посёлка считается наиболее благоприятной в смысле выбросов от сгорания каменного угля в атмосферу, а вот в системе очистки сточных вод есть проблемы. Об этом говорилось в ходе работы конференции,  и вычислительный центр представил доказательства как решение задач.

            Информация к размышлению. Легковой автомашине для сжигания 1 кг бензина требуется 2,5 кг кислорода. В среднем в год автомобиль проезжает  10 тыс. км и сжигает 10 тонн бензина, расходуя 35 тонн кислорода и выбрасывая в атмосферу 160 тонн выхлопных газов, в которых обнаружено около 200 различных веществ:

      800 кг оксида углерода;

      40 кг оксидов азота;

      200 кг углеводородов;

      Если бензин этилированный, то ещё и 3,5 кг ядовитого свинца.

      Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет вы атмосферу 5 – 8 кг резиновой пыли ежегодно!

            Нетрудно посчитать, сколько вредных выбросов мы с вами «потребляем» даже в нашей маленькой Ангое, где население составляет менее тысячи человек.  Опять же для справки: 1 га леса выделяет в год 200 кг кислорода. На сколько времени хватит 20 га лесопосадок, если не будет производиться вырубка? Сопоставить эти две последние информации, стоит задуматься о сохранности леса, особенно вблизи населённых пунктов!

            Итак, практически, во всех экологических проблемах присутствует человеческий фактор.             Хотелось бы напомнить такую историю. «В феврале 1968 года итальянский промышленник А.Печчеи в письме, обращённом к знакомым из мира бизнеса, науки и техники выразил своё мнение о создавшемся положении  в мире и призвал всех заинтересованных принять участие в поисках решения вопроса. Это явилось поводом к тому, что 30 учёных, бизнесменов, политиков, в основном из развитых стран, собрались в Риме и образовали общество, которое вскоре стало известно под названием «Римский клуб». Здесь и родилась идея о проведении одного необычного исследования: с помощью компьютера создать искусственную модель мира, которая дала бы возможность провести глобальный анализ состояния и предсказать возможные направления развития и будущее человечества».

            Идея очень хорошая. Почему бы жителям посёлка, района, Республики не собраться и не рассмотреть свои действия, которые идут вразрез с экологией? Лес вырубается – реки мелеют, а то и пересыхают совсем. Лес вырубается – главенствуют в населённых пунктах ветра, которых раньше не было. Для вывоза мусора  выделена машина, и всё равно в посёлке грязно, потому,  что некоторые люди приносят на эстакаду пакеты, мешки с мусором, да здесь и оставляют. Если не собаки, то ветер сделают своё дело – разноцветные пакеты, бумага, бытовые отходы «украшают» улицы. Хочется крикнуть громко-громко: «Люди, одумайтесь! Оставьте посёлок чистым и красивым для себя и потомков ваших!»