Електронні засоби навчання
| Вид материала | Документы |
- Електронні програмні засоби навчання у педагогічній практиці сучасного вчителя, 58.81kb.
- Програма для загальноосвітніх навчальних закладів всесвітня історія, 626.05kb.
- Електронні засоби навчального призначення світовий досвід й українська освіта // „вища, 179.96kb.
- Методи І засоби навчання, 392.17kb.
- Програма фахового вступного випробування на навчання за освітньо-професійними програмами, 131.7kb.
- Використання мультимедійних технологій в сучасному навчально-виховному процесі, 34.75kb.
- Реферат на цикл наукових праць, 103.17kb.
- Урок засвоєння нових знань, 67.12kb.
- Методи та засо6и тестування, відладки та діагностики зот. Вступ. Мета та задачі курсу, 542.89kb.
- Реферат по курсу «Фармакологія» на тему: «Засоби які впливають на серцево-судину систему», 414.74kb.
1 2
Тема: Экономические и экологические аспекты энергоэффективности жилища. Концепция энергосберегающего дома.Цель: дать знания экономических и экологических аспектов энергоэффективности жилища, концепции энергосберегающего дома
Оборудование: компьютеры, ППЗ «Основы энергоеффективности», проектор (при наличии).
Доминирующим этапом такого занятия может стать усвоение новых знаний. Следует так организовать занятие, чтобы учащиеся могли самостоятельно усваивать знания под руководством преподавателя. Можно провести занятия в форме лекции, беседы, занятия исследовательского типа.
План занятия
1. Организационный этап.
2. Подготовка учащихся к активному сознательному усвоению знаний.
3. Усвоение новых знаний.
4. Закрепление знаний.
5. Информирование учеников о содержании домашнего задания, инструктаж по его выполнению.
Ход занятия
1. Организационный этап
Во время организационного этапа преподаватель приветствует учащихся, отмечает отсутствующих, проверяет готовность учащихся к занятиям, готовность учебного помещения к уроку, организует внимание учащихся.
2. Подготовка учащихся к активному сознательному усвоению знаний
Следующий этап длится недолго. Преподаватель сообщает тему, цель занятия, объясняет место этой темы в курсе и практическую потребность знаний энергосбережения.
— Нужно ли экономить энергию в своем жилище? Почему?
— Какие экономические выгоды приносит энергосбережение в жилище человека?
— Экономите ли вы дома энергию? В чем это заключается? Приведите примеры.
— Каково экологическое значения энергосбережения в быту?
— Что необходимо, чтобы достичь цели занятия?
Преподаватель знакомит учащихся с заданиями занятия:
— ознакомиться с экономическими и экологическими аспектами экономии энергии в жилище;
— изучить концепцию пассивного дома;
— определить основные направления и способы энергосбережения в жилище.
3. Усвоение новых знаний
Преподаватель организует внимание учащихся. В ходе беседы он организует процесс восприятия, осознания, первичного обобщения и систематизации нового для учеников учебного материала.
Беседа преподавателя (мотивация)
Актуальность энергосбережения в жилище
Ни для кого не секрет, что глобальные энергоресурсы ограничены, и проблема их разумного потребления - одна из наиболее актуальных на сегодняшний день. Надо сказать, что она не нова. Уже во время первого значительного энергетического кризиса 1974-75 годов люди стали задумываться о глобальной экономии энергоресурсов. Сегодня же, когда, по экспертным оценкам, запасов основных источников энергии (нефти, газа и угля) в мире осталось примерно на 50 лет, их сохранение стало приоритетной задачей всего цивилизованного человечества. Известно также, что практически половина потребляемой энергии приходится на жилые дома и сооружения. Поэтому одним из самых очевидных методов ресурсосбережения становится строительство энергосберегающих и пассивных зданий.
Украина импортирует 50-55 млрд кубометров газа в год, из которых 29,6 млрд кубометров, потребляется в коммунально-бытовом секторе, в основном для отопления. Только предприятия жилищно-коммунального хозяйства используют 11-14 млрд кубометров газа в год. При этом экспорт украинской электроэнергии текущем году составит 7,406 млрд кВт/ч.
Сегодня большинство зданий в Украине значительно отстают по энергосбережению от европейских стандартов. В Германии обыкновенными домами считаются здания с удельным годовым расходом тепла около 300 кВт ч/м2 в год, а у нас - 400-600 кВт ч/м2 в год. При этом очевидно, что вопрос энергосбережения в жилище гораздо актуальнее в наших условиях, чем в относительно мягком климате большинства западноевропейских стран.
Рассказ преподавателя или ученика (готовится заранее)
Что такое энергосберегающий дом?
Энергосберегающий, или пассивный дом (passive house) - это дом с очень низким энергопотреблением. В идеале он должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры. Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии. Горячее водоснабжение должно осуществляться за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов или солнечных батарей.
Энергосберегающая технология - метод производства продукции с рациональным использованием энергии, который дает возможность одновременно уменьшить энергетическую загрузку на окружающую среду и количество отходов, получаемых при производстве или эксплуатации
Рис. 1. Современное строительство немыслимо без энергосберегающих технологии — методов производства с рациональным использованием энергии
В реальности таких результатов пока удалось добиться в немногих случаях. Однако пассивные дома, которым требуется лишь около 10% обычного энергопотребления, уже получили массовое распространение. Такие впечатляющие успехи достигаются благодаря усиленной теплоизоляции и специально разработанным системам отопления и вентиляции дома. Для классификации подобных зданий удобно применять шкалу, разработанную на «родине» идеи энергосберегающих зданий - в Германии (Таблица 1).
| Таблица 1 | ||
| Индивидуальный жилой дом 140 м 2 общей площади | Годовой расход тепла (квт/час на 1 куб.м в год) | Удельный расход тепла, Вт ч/м кв. |
| Германия | | |
| Старое строение | 300 | 136 |
| Типовой дом 70 -х гг. | 200 | 91 |
| Типовой дом 80 -х гг. | 150 | 68 |
| Дом низкого энергопотребления 90 -х гг. | 0-70 | 14-32 |
| Дом ультранизкого энергопотребления | 30-15 | 14-7 |
| Современный пассивный дом | менее 15 | менее 7 |
Беседа с элементами объяснения
Более 20 лет назад американский исследователь Дэвид Орр разработал концепцию здания, отвечающего самым высоким требованиям экологичности и энергоэффективности.
Основные составляющие пассивного дома таковы:
- применение материалов и конструкций с максимальным сопротивлением теплопередаче для сокращения непродуктивных потерь тепла;
- организация приточно-вытяжной вентиляции с применением рекуператоров, использующих тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, поступающего извне;
- использование природных источников энергии для отопления и горячего водоснабжения (энергии солнца, ветра, термальных подземных источников).
Наибольшим практическим опытом реализации проектов пассивных домов обладают страны Западной Европы, и в первую очередь, Германия. Именно здесь был построен первый в Европе пассивный дом, отличительными признаками которого были:
- непрерывная изолирующая оболочка здания из высокоэффективных теплоизоляционных материалов;
- современные оконные системы;
- механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла уходящего из помещений воздуха;
- грунтовый теплообменник для предварительного подогрева воздуха с использованием тепла грунта
Беседа с элементами объяснения, можно использовать подготовленное учеником сообщение
Немного истории
Первое упоминание о пассивных домах появилось в преддверии энергетического кризиса 74-75 года прошлого века. Экспериментальное энергоэффективное здание было построено в 1972 году в Манчестере (США). Его кубическая форма обеспечивала минимальную поверхность наружных стен при данном объеме, а площадь остекления не превышала 10%. Это позволяло уменьшить потери тепла за счет объемно-планировочного решения. Покрытие плоской кровли было светлым, это уменьшало ее нагрев и соответственно снижало требования к вентиляции в теплое время года. На кровле здания были установлены солнечные коллекторы.
Чуть позднее, в 1973-1979 годах, в финском городе Отаниеми был построен комплекс Econo-house, где кроме объемно-планировочного решения, учитывающего особенности местоположения и климата, была применена особая система вентиляции: воздух нагревался за счет солнечной радиации, тепло которой аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. Также в общую схему теплообмена здания, обеспечивающую энергоэффективность, были включены солнечные коллекторы и геотермальная установка. Форма скатов кровли здания учитывала широту места строительства и углы падения солнечных лучей в различное время года.
Однако впервые полноценную схему оборудования пассивного дома разработали в мае 1988 года доктор Вольфганг Файст, основатель Института пассивного дома в Дармштадте (Германии), и профессор Бо Адамсон из Лундского университета в Швеции. Концепция разрабатывалась в многочисленных исследовательских проектах, финансируемых немецкой землей Гессен. За прошедшие годы были проведены глубокие исследования в этой области, и технология «пассивного дома» значительно усовершенствовалась. На сегодняшний день в странах западной Европы по этой технологии уже построено более 2 тысяч сооружений. Наиболее известные примеры - особняки в городе Ульме, построенные в 2000 г, эксперимент с переоборудованием обыкновенного студенческого общежития в пассивный дом в городе Вуппертале и первое в мире здание, возведенное в 2001 году в Вайце, в котором производится больше энергии, чем расходуется.
В Европе с применением подобных технологий построена так называемая «экодеревня» - район VI1КК1 (Хельсинки, Финляндия). Он представляет собой экологически чистую территорию сельского типа площадью 1132 га. При его строительстве были применены современные системы утилизации и рекуперации тепла: использование обратной воды системы теплоснабжения для напольного отопления, системы естественной вентиляции с дефлекторами новой конструкции, утилизация тепла удаляемого воздуха, использование солнечных коллекторов на системах ГВС, автоматизация систем жизнеобеспечения, использование эффективной теплоизоляции в ограждающих конструкциях.
Рис. 2. Энергосбережение может быть реализовано так же за счет планировочных решений, например, размещения окон большего размера на южной стороне здания
Замеры показали, что энергопотребление в домах не превышает 15 квт/ч на куб.метр в год. Энергосберегающие здания построены в России, строятся в Белоруссии. В Украине пока таких зданий нет.
Беседа с элементами объяснения
Экономическое и экологическое значение энергосбережения в жилище
Энергосберегающие сооружения экономят не только топливо, но и деньги. Оплата коммунальных платежей в Западной Европе сегодня составляет львиную долю расходов населения, и она продолжает расти. Очевидно, что это связано, в первую очередь, с ростом цен на энергоносители. Несмотря на относительную их дешевизну у нас, такая тенденция прослеживается и в Украине. При этом наши здания обладают, в основном, непростительно высоким энергопотреблением, потери при их отоплении огромны. Внедрение энергосберегающих технологий отчасти помогло бы справиться с этими проблемами.
Бесспорна польза пассивных домов и для окружающей среды. Угроза глобального потепления, вызванная избытком антропогенных парниковых газов, давно уже нависает над нашей планетой и осознана многими людьми. При этом известно, что около 40% выбросов С02 в атмосферу образуется при сжигании топлива, используемого именно для отопления зданий! Пассивные дома могут значительно сократить эту цифру.
Сама концепция пассивного дома, в первую очередь, основана на дружественности по отношению к окружающей среде, сотрудничеству с ней. Из-за этого « passive house » часто называют также «экологическими домами» («экодомами»). Подобные здания - наиболее современные и эффективные образцы современной архитектуры. Несомненно, что массовое их распространение может оказать серьёзную помощь в борьбе с наступающим кризисом.
Рис. 3. Использование в жилище возобновляемых источников энергии, т. е. таких, которые постоянно существуют или периодически появляются в окружающей среде в виде потоков энергии Солнца, ветра, тепла Земли и т. д.
Пассивные дома очень комфортны и экологически благоприятны для человека. На сегодняшний день такие сооружения - самые удобные и современные типы зданий. В них автоматически поддерживается оптимальная температура, влажность и чистота воздуха, что превращает жизнь в подобных домах в удовольствие. С учётом того, что люди около 60% своего времени проводят в помещениях, значение таких объектов для поддержания высокого качества жизни трудно переоценить.
Достоверно установлено, что комфортная среда обитания, формируемая в пассивных домах, способствует продлению дееспособного срока жизни человека. Неудивительно, что именно эти особенности пассивных домов стали причиной их быстро растущей популярности в последние годы.
Демонстрация видеофрагмента с объяснением преподавателя
Преподаватель организует внимание учащихся для просмотра видеофрагмента, а затем организует обсуждение.
-- Какова перспектива строительства пассивных домов в Украине?
-- Почему для Украины очень актуальна тема энергосбережения во всех проявлениях жизни ее граждан?
Объяснение учителя
Перспектива строительства пассивных домов в Украине
Надо отметить, что концепция здания, не нуждающегося в мощной системе отопления, уже нашла в нашей стране благодатную почву. В самом деле, низкая энергоэффективность существующих зданий и огромные расходы энергоресурсов на отопление являются для Украины источником множества экономических, политических и социальных проблем. Самая очевидная тому причина - тарифы на все виды энергоресурсов растут гораздо быстрее доходов населения. В связи с этим задача сокращения расходов на отопление становится все более актуальной как для домовладельцев, так и для представителей властей.
При обеспечении дома электроснабжением мы, как потребители, также сталкиваемся с такими проблемами, как нехватка выделенной мощности, недостаточное качество подаваемой электроэнергии. Не секрет, что выделенной мощности электроэнергии всегда не хватает при растущем количестве электроприборов. Вследствие чего происходит превышение потребляемой мощности по сравнению с выделенной. Результат - отключение автоматов, перегоревшие пробки, испорченные бытовые приборы и компьютеры.
Пассивные дома в Украине
Термин «пассивный дом» только начал появляться в украинском строительном лексиконе. Исследования показывают, что при эксплуатации традиционного многоэтажного жилого дома через стены теряется до 40% тепла, через окна - 18%, подвал - 10%, крышу - 18%, вентиляцию - 14%. Поэтому свести теплопотери к минимуму можно только при комплексном подходе к энергосбережению.
Каковы же перспективы использования технологии пассивного дома в Украине?
Они огромны. В отличие от западноевропейских стран у нас более 85% жилого фонда составляют многоэтажные дома. Нужно отметить, что по мнению ученых проще создать многоэтажный (5 и более этажей) энергоэффективный дом, чем малоэтажный, поскольку в многоэтажных домах меньше площадь энергопотерь.
Рис. 4
Определенным сдерживающим фактором в строительстве домов нового типа становится относительная дороговизна при их возведении. В настоящее время стоимость постройки квадратного метра энергосберегающих домов у нас примерно на 8 -10 % больше средних показателей для обычного здания. Разница в цене быстро нивелируется - дополнительные затраты на строительство окупаются уже в течение 7-10 лет. Кроме того, огромное преимущество энергосберегающих домов - возможность практически полной автономности всех систем жизнедеятельности, что позволяет не зависеть от наличия и надежности работы внешних инженерных сетей. Этот фактор в наших условиях часто является определяющим при выборе системы «пассивный дом».
Проблемно-поисковой метод
-- Возможно ли, чтобы дом не только не потреблял энергию, но и еще ее вырабатывал?
Дома «энергия плюс»
От домов с низким энергопотреблением (где за счет повышенной теплоизоляции достигается экономия затрат энергии) пассивный дом эволюционировал в дом добавочной энергии и даже в дом как источник доходов – поистине чудеса энергосбережения! В данном случае установленные на доме модули солнечных батарей или коллекторов производят больше энергии, чем расходуют. «Излишки» электричества поступают в местную электросеть.
Рис. 5. Солнечные батареи могут устанавливаться не только на крыши, но и на стенах, причем угол их наклона будет изменяться в зависимости от высоты солнца над уровнем горизонта
Почему пассивный дом обходится без отопления? Это становится возможным благодаря рациональному использованию источников тепла и энергии самого дома и окружающей его территории. Источников тепла в жилом доме немало - это кухонная плита, работающие бытовые электроприборы, лампы освещения. Выделяют тепло люди и животные. Например, спокойно сидящий человек имеет тепловую мощность 120 ватт. Суммарно эти тепловыделения достигают немалых величин, сравнимых с мощностью систем отопления. С помощью тепловых насосов их можно преобразовывать в электроэнергию и использовать в быту.
4. Закрепление знаний
На этом этапе преподаватель дает задания группам учащихся (по 2—3 человека) отработать с помощью ППЗ вопросы, которые были рассмотрены на занятии.
- Какие дома можно назвать энергосберегающими или пассивными?
- Почему вопрос энергосбережения в жилище важен для Украины?
- За счет чего в пассивном доме происходит экономия энергозатрат?
- Каковы достижения в мире по строительству энергосберегающих домов?
- В чем состоит экономическое значение энергосбережения в жилище?
- В чем состоит экологическое значение энергосбережения в жилище?
- Докажите, что жить в энергосберегающем доме выгодно и полезно.
- Хотели бы вы жить в энергосберегающем доме? Почему?
Через определенное время от каждой группы один ученик выступает с рас сказом или ответом. Другие могут комментировать или справлять ошибки. Преподаватель может оценить уровень первичных знаний без использования теста.
5. Информирование учеников о домашнем задании,
инструктаж по его выполнению
Преподаватель подводит итоги, обращается к целям и задачам, которые были определены в начале урока, анализирует уровень первичного освоения знаний и объясняет учащимся содержание и форму выполнения домашнего задания.
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ
Тема: Повышение энергоэффективности жилища.
Цель: научиться повышать энергоэффективность жилища, используя современные технологи; сформировать потребность к внедрению в повседневную жизнь экономически выгодных энергосберегающих решений.
Оборудование: компьютеры, ППС «Основы энергоэффективности», проектор (при наличии).
Доминирующим этапом такого занятия должно стать приобретение практических умений, основы для формирования навыков, формирования компетенций. Следует так организовать занятия, чтобы ученики могли овладеть знаниями и приобрести умения как самостоятельно, так и под руководством преподавателя. Лабораторно-практическое занятие следует проводить после соответствующей лекции и овладения материалом на репродуктивном уровне.
План занятия
1. Организационный этап.
2. Подготовка учеников к активному осознанному овладению знаниями.
3. Проверка репродуктивного уровня учебных достижений.
4. Приобретение новых знаний, практических умений, формирования навыков.
5. Проверка и оценивание практических знаний и умений.
6. Информирование учеников о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
Ход занятия
1. Организационный этап
Во время организационного этапа преподаватель приветствует учеников, отмечает отсутствующих, проверяет готовность учеников к занятию, готовность учебного помещения, организует внимание учеников.
2. Подготовка учеников к активному осознанному освоению знаний
Следующий этап длится недолго. Преподаватель сообщает тему, цель занятия, поясняет место этой работы в курсе и практическую потребность знаний и умений повышения энергоэффективности жилища.
3. Проверка репродуктивного уровня учебных достижений
Фронтальный опрос
— Что такое энергосбережение или энергоэффективность?
— Каково значение энергосбережения?
— Каковы основные виды тепловых потерь в жилище?
— Какие дома называют пассивными?
— Каким образом можно повысить энергоэффективность собственного жилища?
— Каким образом можно снизить тепловые потери в жилище?
После того, как преподаватель удостоверился, что уровень учебных достижений учеников достаточный, он может переходить к следующему этапу занятия.
4. Освоение новых знаний, формирование практических умений, формирование навыков
Преподаватель открывает с головного компьютера лабораторно-практическую работу № 2 на компьютерах учеников и дает задания ознакомиться с информационной частью «Это нужно знать».
Она состоит из четырех страниц, на которых содержится в концентрированном виде информация, необходимая для непосредственного выполнения работы.
После этого преподаватель предлагает перейти к практической части. Практическая часть состоит из заданий, которые помогают ученику изучить, а учителю — проверить знания.
Задания ученики выполняют самостоятельно. В них предлагается определить по предложенным данным энергопассивное жилище, тепловые потери через различные зоны усредненного здания, определить по характеристикам энергоэффективную лампочку, определить экономичность применения энергоэффективных ламп, энергоэффективность стен, изготовленных из разных материалов.
После выполнения работы ученик должен сделать выводы. В работе предлагается взвод, в который нужно вставить определенные ключевые слова, выбрав их из предложенных.
За виконання лабораторно-практичної роботи учень отримує оцінку. Викладач враховує цю оцінку, відповіді учня, інші роботи цього учня і виставляє до журналу узагальнений бал. Таким чином, основна роль в оцінюванні знань учнів залишається за викладачем.
5. Інформування учнів про домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання
Учитель подводит итоги занятия. Он обращается к заданиям, которые были поставлены перед занятием, обращается к заданиям, которые были поставлены, анализирует уровень усвоения учениками материала и инструктирует их относительно сроков выполнения и оформления домашнего задания.
Лабораторно-практическую работу в составе ППЗ можно использовать на занятиях по закреплению знаний, комбинированных занятиях, занятиях систематизации и обобщения знаний, повторения и т.д.
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА ЗАНЯТТЯ З ОЦІНЮВАННЯ ЗНАНЬ ЗА ДОПОМОГОЮ ТЕСТОВОЇ РОБОТИ
Тема: Экономические и экологические аспекты энергоэффективности жилища. Концепция энергосберегающего дома.
Цель: оценить базовые знания учеников по теме «: Экономические и экологические аспекты энергоэффективности жилища. Концепция энергосберегающего дома».
Оборудование: компьютеры, ППС «Основы энергоеффективности».
Доминирующим этапом такого занятия должна стать проверка уровня учебных достижений учащихся. Занятие проводится после изучения теории и проведения лабораторно-практических робот.
Преподаватель в режиме «конструктор» может задавать время, которое отводится ученикам на выполнение работы. Если преподаватель этого не сделал, то на выполнение работы будет автоматически отведено 40 минут.
Преподаватель может открыть ученику доступ к теории или не открывать. Это дает дополнительные методические возможности по использованию ППС.
План заняття
1. Организационный этап.
2. Подготовка учеников к активной работе.
3. Проверка уровня учебных достижений.
- первый уровень;
- второй уровень;
- третий уровень;
- четвертый уровень.
4. Подведение итогов урока. Информирование учеников о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
Ход занятия
1. Организационный этап
Во время организационного этапа преподаватель приветствует учеников, отмечает отсутствующих, проверяет готовность учеников к занятию, готовность ученого помещения к уроку, организует внимание учеников, рассказывает о порядке проведения работы (сколько времени отводится на выполнение работы, порядок выполнения: от первого до четвертого уровня, дается ли доступ к теоретическому материалу или нет).
2. Подготовка учеников к активному осознанному усвоению знаний
Этот этап длиться недолго. Преподаватель сообщает тему, цель занятия, объясняет, что оценка, которую получит ученик, будет основой для выставления оценки за тему преподавателем.
3. Проверка уровня учебных достижений
Первый уровень состоит из тестовых заданий. Ученику даются вопросы и несколько вариантов ответов, из которых один — правильный.
Второй уровень состоит из тестовых заданий. Ученику также дается вопрос и варианты ответов, из которых несколько правильных.
Третий уровень представлен заданиями с заполнением пропущенных слов. Ученик должен вписать пропущенное слово или число.
Четвертый уровень представлен заданиями по установлению определенного порядка слов в предложенном материале. Такое задание ставит ученика в нестандартную обучающую ситуацию. Для успешного выполнения он должен использовать полученные знания.
После окончания работы ученик может через несколько секунд узнать оценку.
Преподаватель может проанализировать ошибки ученика с помощью журнала.
Эта информация позволит преподавателю сделать педагогический анализ освоения темы как отдельным учеником, так и учебной группой, классом в целом.