Қазақ жерінің қазіргі экологиялық жағдайы, атап айтқанда, Аралдай айдай теңізіміздің аянышты халі. Балқаштың басына төңген қатерлі қауіп, Семей өңірінің 40 жылдан астам уақыт ядролық жарылыстан жазықсыз «жарылуы» тек қазақ халкі ғана емес, бүкіл дүние жүзінің халықтарын қатты алаңдатып отыр. Ал тың және тыңайған жерлердің топырағының тозуы кімді болса да күйіндірері ссөзсіз. Жеріміздің, табиғатымыздың апатқа ұшырағаны- бұл біздің экологиялық біліміміздің жоқтығынан.

Бұл жерде физика ғылымының да , оның оқыту пәнініннде, атқарар міндеті зор.

Физика тек қана табиғатта өтіп жатқан құбылыстар мен процестерді оқытатын пән емес. Ол, сонымен қатар өз зерттеулерімен /танымдық тәжірибелерді іске асыра отырып/ табиғаттағы құбылыстар мен процестердің тікелей өзіне де, өтуіне де ыкпал жасай алады. Ал қателессең, қауіп тудыруы да мүмкін. Мысалы, амотдық жарылыстар, ядролық сынаулар, сутегі бомбаларын жер астында, су бетінде жару,т.б. физикалық құбылыстар қауіпті апат әкелетіні белгілі. Мысалы, Черноблдағы атом электростанциясының жарылысының жарасы қашан жазыларын кім білсін. Сондықтан жастарымызға экологиялық білім беруіміз керек.

Енді осы экологиялық білімді қалай беру керек? Физика сабағында оны қалай іске асыруға болады? Оны іске асырудың жолы іздестірілуде,жетілдіру жолдары қарастырылуда. Алдымен оқушыларды бұл мәселеге қызықтыру қажет. Екінші, тиянақты білім беру керек. Үшінші, оларды бұл жолда белсенді күрескер етіп қалыптастыру керек. Төртінші, бұл мәселенің белсенді бастаушысы және ұйымдастырушысы болуы тиіс.

Физиканы оқытуда оқушыларды ауыл өөмірінен әбден танымал мысалдар келтіре отырып, физикалық құбылыстарды экологиялық ұғымдармен ұштастыра ұйретуге болады. Физикалық құбылыстар мысалда ең танымал, ең көп тарағандарын көрсету, әсіресе, төменгі класстарда қажет-ақ. Мысалы, 7класста «Булану мен қатаю » тақырыбын өткенде, оқушыларға елімізді қоршаған ортада бұл құбылыстардың алатын орнын, өмір-тіршілігіндегі қажеттілігін айта келіп, физикалық құбылыстарды экологиямен байланыстыра оқытуға болады. Экология ол- ауа атмосферасынан бастап, байтақ даламыз, сол даламызда өтетін табиғи тіршілік, топырақтағы, тіпті ормандағы, көлдердегі сулардағы кездесетін өсімдіктер, жан-жануарлар, өсімдіктер.

Оқушыларға экологияны физикалық құбылыстармен байланыстырғанда олар өзара байланыста, бірімен-бірі өзектесіп жатқан өзгерістер екенін ұғындыру қажет.

Физикалық құбылыстар: жұтылу, жылудың берілуі тіршіліктің ішкі қозғалатын күші десе де болады. Мысалы, күннің жылуы, жердегі тіршілікке тигізетін ықпалын қарапайым қарастырсақ мынаны байқаймыз. Егер жел қарды сайларға апарып тастаса, онда көктемгі күннің жылуы жер бетінде қалған жұқа қар қабатын және мұздықтарды тез ерітеді де, топырақ мезгілінен бұрын жыли бастайды. Сөйтіп, топырақта қалған азын-аулақ ылғалды буландырып жібереді. Ал жауған қар жер бетінде біркелкі қалың болып жатса, онда қардың еруі баяу жүреді, бұл жағдайда қар суы жерге сіңе беред, топырақтың температурасы дабаяу көтеріледі,жердің ылғалы да баяу буланады. Олай болса, ауыл оқушылары қар тоқтау ісіне белсене қатысуы тиіс. Бұл да экологияға, оны тұрақтандыруға өз үлесін қосу деп білуі керек. Қатып қалған топырақ жібіп, қайта қатқан кезде өсімдіктердің тамыры көбінесе жұлынып кетеді де, осының салдарынан олар өліп қалады. Қар тоқтатылған жағдайда бұл болмайды.

Оқушыларға экологиялық білімді физиканың барлық тараулары мен тақырыпшаларында жүзеге асырып отыруға болады. Мұны дәлелдеу үшін тікелей нақты мысалға көшейік. 7-класста булану мен ылғалдылық тақырыбын өткенде экологиялық білім беріледі делік. Булану топырақтың ылғалдығын азайтады. Топырақтың буланғыштығы деп оның булану арқылы өз ылғалдығын жоғалтуын айтады. Буланғыштықтың сыртқы себептеріне температура, ылғалдық, жел күші, т.б. ықпалын тигізеді. Мысалы, түстік беткейлер көп буланады, ал терістік беткейлер аз буланады. Ауаның салыстырмалы ылғалдығы төмендесе, ол булануды тездетеді. Ауа ашық, тынық түндерде топырақтың беті қатты қатты салқындап кетеді, соның әсерінен топыраққа жақын ауа қабаты да салқындайды. Егер бұл булану күшті болса, онда ауадағы су булары қанығады да, шық пен қырау түрінде қайтадан жерге түседі. Сөйтіп, оқушылар өздері жақсы білетін қырау пайда болады.

Мұның бәрін айтып отырғанымыз, осындай табиғи физикалық құбылыстар жаратылыстық өзгерістерді жүргізуші күш. Бұл физикалық құбылыстар табиғаттағы айналымдар, бүкіл сол ортаның экологиядық ахуалын жасайды.

Көктемде қатқақ суықтар шаруа жайға зиян келтіретін болғандықтан, оны алдын ала болжап білудің зор маңызы бар. Алдын ала білу үшін шық нүктесі бойынша оқушылар білетін құбылысты қарастыру керек. Су булары конденсацияланған кезде бу құралтын жылу бөлініп шығады. Бұл жылу ауаны жылытуға кетеді, температураның бұдан былайға төмендеуі тоқтатылады. Сондықтан, температура әдетте, шық нүктесінен төмен түспейді. Демек, кешкілікте жүргізілген бақылаулар шық нүктесі 0 ̊С-ден жоғары жатқандығын көрсетсе, онда түнде қатқақ суық болмайды деп болжанады. Ал шық нүктесі 0 ̊С-ден төмен жатса, онда түнде суықтың болуы сөссіз. Сөйтіп, оқушылар табиғи процестің тікелей зерттеушісі бола алады.

Мұнда екі бірдей ұтыс бар, біріншісі оқушыларды зерттеу жұмысына жұмылдырсақ, екіншісі экологиялық білім алады. Бұл ретте халықтық бақылаулардың нәтижелерін келтіруге болады. Мысалы, халық бақылаулары ауа массасының қозғалысы ауа райының қандай болатынын-күннің суытатынын, жылитынын, жауын-шашын болатын-болмайтынын, ылғалдықтың азаятынын не көбейетінін, т.б. білдіреді. Сөйтіп, біз, үшіншіден оқушыларды халық мұрасын қадір тұтуға да үйретеміз. Мысалы, оңтүстік-шығыстан соққан жел көбіне жылы және құрғақ ауа ағынын алып келеді, егер ол жел көктемде ай тарлықтай ұсақ соғатын болса, онда көктем құрғақ болады. Жел, әдетте, біркелкі соқпай, дүркін-дүркін ұйытқып соғуы да мүмкін, бұл соққан жердің ойлы-қырлы болуынан, әрі жер бетінің жеке-бөліктерінің біркелкі жылынбауынан болады. Булану мен желді сипаттаудың экологияға қандай қатысы бар деген жаңсақ пікір айтылып қалуы мүмкін. Олардың экологияға тікелей қатысы бар. Қазақтың «тау мен тасты жел бұзар» деген мақалы бар. Ал тау мен тастың бұзылуы экологиялық процесс қой.

Шынында, жел тау-тасқа емес, ағаштардың формасына әсер етеді, жел ылғи бір бағыттан соғатын жерлердегі ағаштардың да басы бір жаққа қисайып тұрады. Айналасы ашық, жерде өскен және барлық жағынан жел соғатын ағаш биіктеген сайын оның дінінің ені кішірейе береді, яғни түп жағы жуан, ұш жағы жіңішке болып өседі. Мұндай ағаштардың ауырлық центрі төмен орналасқан. Олар өте берік болады, тамырлары дакүшті жетілген. Өте қалың отырғызылған ағаштардың діңі ұзын және жіңішке болады, олардың ауырлық центрі жоғары орналасады, сонын салдарынан олар берік болмайды, қопарылғыш келеді. Ең басты орманның және орман алқаптарының тигізетін әсерінен ауа райында болатын өзгерістерді қысқа болсада оқушыларға айтып берген жөн.

Орман сол аймаққа жауатын жауын-шашынның мөлшерін біраө көбейтеді. Өйткені, ылғалдың көбеюі температураның төмендеуіне қосылып, буды қанығу күйіне жақындатады. Орман көбіне суды ағызбай ұстап қалады, орман ағаштары кейіннен бұл суды буландыруды да, орманның үстінен өтетін ауа ағынын ылғандырады. Сөйтіп, орман ылғал жүйесін белсенді реттеп отырады. Қар суларының өзенге ағып кетуіне кедергі жасап, ол су тасқынын бәсендетеді. Мұнымен қатар, орман жазда да су деңгейінің жоғарғы деңгейін қамтамассыз етеді, өзендердің энергетикалық қуатын арттырады. Орман жауын суларының ағынын азайтып,жер қыртысының жоғарғы қабатын жауын-шашын шайып кетуден сақтайды, әр түрлі қір қоқыстың өзенге құйылуын тежейді. Ол өзеннің тозандауын баяулатады. Орман құнарлы кеңістік топырағының қар суымен ағып кетуден де сақтайды. Мысалы, Семей өңірінде Ертіс өзеніне әр жыл сайын 1 га жерден 5-10т құнарлы топырақ ағып кетеді екен. Қөктемде орман қардың еруін баяулатады. Желдің соғу бағытын кесе көлдеңен отырғызылған орман алқабы қар тоқтатуда зор пайда келтіледі. Мұндай танымал табиғи құбылыстарды оқушылар ықылас-ынтамен тыңдап, оны өмірде пайдалануға атсалысатын болады. Орманның ауа райына тигізетін әсері жөнінде келтірілген осы қысқаша мәліметтерден дадалы аудандарда орман ағаштарын егудің қандай маңызы бар екенін анық көреміз. Олай болса, оқушылардың ағаш отырғызуы, ол тек мектеп төңірегінде көгалдандыру емес, ол сонымен бірге экологиялық шараларға ат салысу деп ұғу керек.

Дәл осы сияқты , Архимед заңын 7-класста оқыту кезінде ауыл өмірінен танымал мысал арқылы экология жайлы әңгімелеуге болады. Жер бетіндегі тіршілік ететін көптеген жануарлардың орташа меншікті салмағының судың мекшікті салмағынан айырмасы онша көп емес, сондықтан жануарлардың көпшілігі суда қимылдай жүзеді. Суда тіршілік ететін жануарлар мен өсімдіктердің орташа меншікті салмағы судың мекшікті салмағына біршама жақынырақ, олар судың ішінде ауырлық күшін сезбейді. Сондықтан олардың дене құрылысы берік емес. Балықтың сүйектері айтарлықтай нәзік. Құрлыққа шығарып тастаған кит лезде өліп қалады. Өйткені, нәзік қан тамырлары бүрісіп қалады да, қан айналуы тоқтайды. Кейбір құстар суда еркін жүзеді, себебі, олардың өкпесінде көп ауа бар.

Енді 7 класстағы «Атмосфералық қысым » тақырыбына тікелей экологиялық білім берумен байланыстыруды қаралық. Жылдың атмосфералық қысымы сынап бағанасымен есептегенде Алматыда 690,0 мм, Гурьевта 762,5мм, Қарағандыда 760,0мм. Жүргізілген бақылауда атмосфералық қысым тәулік бойына ауытқып тұратындығы байқалады. Ең жоғары атмосфералық қысымның пайда болу мерзімі таңертенгі 9-10аралығы мен кешкі сағат 21-22 кезеңде болады. Атмосфералық қысымның өзгерісін, желді, бұлттануды, температураны мұқият бақылап отырса, шамамен болсада ауа райының алдынғы өзгерісін болжап отыруға мүмкіндік туады. Қысымның теңдеуі, жауын-шашынның болуы мүмкін екендігін, жазда ауа райының ыстық болуын, қыста жылы болатын көрсетеді. Осыны оқушыларға түсіндіре отырып, өздерінің барометрді бақылап, бұған көздерін жеткізуге болады. Атмосфералық қысымның азды-көпті өзгерісін, адам сезім мүшелерімен сезе алады, ал көптеген жануаолар адамнан да гөрі сезгіш екен. Мысалы, жәндіктердің көбі /шыбындар, соналар, массалар/ ауаның қысымы төмендегенде және бұлыңғыр ауа райы кезінде мазасыздана бастайды. Кейбір үй жануарларының да қысым төмендегенде шамалы тынышсыздана бастайтынын байқауды оқушылардың өздеріне табыстауға болады.

Балшықта және жабысқақ топырақта аяқты алып жүрудің қиындығы да осы атмосфералық қысымға байланысты екен. Ал мұндай жерлермен аша тұяқты жануарлар қиналмай жүреді.

Олар балшықты жермен жүргенде, ашалы тұяқтарының арасы шамалы ашылып, балшықты шетке қарай ығыстырады. Ал аяғын балшықтар суырып алғанда ашалары қайтадан бір-бірімен қабысып тұягын суырып алуды оңайлатады.

"Жалу өткіэгіштікті" өткенде, жылу өткізгіштік физикалық денелердің механикалық, құрылымдық, энергетикалық, т.б. қасиеттеріне тәуелді екенін, қарастырылған физикалық дененің қоршаған ортаға әсерін түсіндіріп, шәкірттердің экологиялық білімін жетілдіре түсуіне болады. Нақты мысал ретінде жауған қарды алайық. Кәдімгі экологиялық күй-жайымызга тікелей әсер ететін қар екінші жағынан физикалық деп есептеледі.

Қар, әсіресе, жаңа жауған үлпілдек қар жылуды өте аз өткікізеді, әрі қар қабатының шағылысу қасиеті өте жоғары - 30-50%. Бетін қар басып жатқан топырақ сыртка жылуды аз шығарады. Қар топырақты суықтан сақтайтын тамаша қорғағыш.

Қар қабаты қыстық дақылдарды үсуден сақтау міндетін де атқарады. Мысалы, бидай суықтан сақталады, әрі ерте піседі, өнімі_де жоғары болады,

Электр құбылыстары тек физикалық құбылыстар емес, біздің экологиямызға тікелей әсер ететін табиғи құбылыстар. Электр өрісін, электрлік құбылыстарды өткенде мынадай мысалдар келтіруге болады. Электр разрядтары көптеген мәдени өсімдіктердің өсіп жетілуіне жағымды әсерін тигізеді. Ол ионданған ауа, жануарлар организміне де пайдалы әсерін тигізетіні анықталып отыр. Атмосферада электр разрядының салдарынан азот тотықтары, аммиак және азон пайда болады, жауын-шашын осы қосылыстарды өзімен бірге топыраққа ала кетеді. Сөйтіп, олар топыраққа келіп сіңеді де, өсімдіктерді керекті азотпен байытады. Аталган заттарға, әсіресе, кар бай.

Сөйтіп, осы табиғи айналым бір жағынан физикалық құбылыс болса, екінші жағынан экологиямызды жүйелеп отыратын процестер екен. Осындай күнделікті кәдуілгі құбылыстар оқушылардың физикалық білім ғана емес, олардың экологиялық білім алуында да үлкен міндет атқарады. Экологияны бізден де, табиғаттан да, физикадан да бөлек қарастыруға болмай.