Электроэнергетика России: выбор электростанции и планирование энергоснабжения региона
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока научиться на основе природных, экономических и экологических факторов выбирать тип электростанции для условного региона России, обосновывать выбор по минимум трём критериям и представлять модель энергоснабжения в паре.
- Определить роль электроэнергетики в хозяйстве России и различия между тепловыми, гидравлическими и атомными электростанциями.
- Проанализировать тематические карты, статистическую таблицу и краткое описание региона, выделить ресурсы, ограничения и потребителей электроэнергии.
- Спроектировать вариант энергоснабжения одного из регионов с учётом надёжности, стоимости, экологических рисков и доступности топлива.
- Развивать навыки сотрудничества, аргументации, самооценки и ответственного отношения к рациональному использованию энергии.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение надёжного и экологически ответственного энергоснабжения для качества жизни населения и развития экономики.
- Проявляют интерес к профессиям, связанным с энергетикой, территориальным планированием, экологией и инженерией.
- Понимают личную ответственность за рациональное использование электроэнергии и сохранение природных ресурсов.
- Развивают готовность принимать обоснованные решения в ситуации выбора между экономическими и экологическими интересами.
Метапредметные
- Извлекают информацию из карт, таблиц, диаграмм и цифровых материалов, сопоставляют несколько источников.
- Формулируют проблему, выдвигают гипотезу, планируют исследование и проверяют решение по заданным критериям.
- Используют математические расчёты для оценки условного энергобаланса и представляют результаты в виде схемы.
- Аргументируют позицию, распределяют роли в паре, учитывают альтернативные решения и корректируют проект после обсуждения.
Предметные
- Знать особенности размещения тепловых, гидравлических и атомных электростанций России и факторы их размещения.
- Уметь объяснять зависимость выбора электростанции от топливно-энергетических ресурсов, рельефа, водности, потребителей и экологической ситуации.
- Уметь сравнивать варианты энергоснабжения региона по мощности, надёжности, стоимости и воздействию на окружающую среду.
- Владеть алгоритмом проектирования энергоснабжения: характеристика территории — выявление потребностей — выбор источников — обоснование — оценка рисков.
- Уметь составлять простую схему энергоснабжения региона и защищать её с опорой на географические данные.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личностный смысл изучения энергетики через связь темы с будущей профессией и развитием регионов.
- Оценивают экологические последствия разных энергетических решений и формируют ответственное отношение к природным ресурсам.
- Проявляют самостоятельность при выборе варианта проекта и готовность отвечать за принятое решение.
- Осознают ценность доказательного, а не интуитивного выбора в общественно значимой проблеме.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель проектирования энергоснабжения и планируют последовательность действий.
- Распределяют время и роли в паре, используют критерии для промежуточной проверки решения.
- Сопоставляют полученный результат с условиями задачи и выявляют несоответствия.
- Вносят коррективы в схему после взаимной оценки и формулируют следующий шаг для улучшения проекта.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные признаки ТЭС, ГЭС и АЭС и классифицируют электростанции по используемому ресурсу.
- Устанавливают причинно-следственные связи между природными условиями, размещением электростанций и расселением населения.
- Моделируют энергоснабжение региона в виде схемы «ресурс — электростанция — сеть — потребитель».
- Проверяют гипотезу с помощью карты, статистики и описания территории, выделяют риски и ограничения.
Коммуникативные УУД
- Распределяют обязанности в паре и согласуют единый вариант проектного решения.
- Задают уточняющие вопросы к условиям задачи и аргументируют выбор источника энергии.
- Представляют результат кратко и логично, используют географические термины и данные.
- Конструктивно оценивают проект другой пары, называют сильную сторону и конкретное направление доработки.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию или интерактивный материал с картой размещения электростанций России, схемами ТЭС, ГЭС и АЭС, а также фотографиями энергетических объектов.
- Распечатать на каждую пару один региональный кейс: «Кольский регион», «Нижнее Поволжье», «Восточная Сибирь» или «Дальний Восток», всего по числу пар класса.
- В каждый кейс включить описание рельефа, климата, водных ресурсов, топлива, численности населения, промышленных потребителей и экологических ограничений.
- Распечатать на каждую пару проектный лист с таблицей критериев: ресурсная обеспеченность, близость к потребителю, надёжность, стоимость, экологический риск.
- Подготовить карточки трёх уровней сложности: базовые — выбор электростанции по готовым данным; повышающие — сравнение двух вариантов; исследовательские — комбинированная энергосистема.
- Подготовить цифровую карту России, электронную статистическую таблицу и интерактивную доску или проектор; предусмотреть бумажный вариант материалов при техническом сбое.
- Вывести на доску алгоритм: «1. Определить потребности региона. 2. Найти ресурсы. 3. Сопоставить ограничения. 4. Выбрать источник. 5. Обосновать и оценить риски».
- Подготовить калькуляторы или разрешить использование встроенного калькулятора на планшете/компьютере; раздать маркеры и листы А3 для схем.
- Заранее проверить доступ к электронным образовательным ресурсам: интерактивной карте энергосистемы, цифровой карте природных ресурсов и открытой статистике по производству электроэнергии.
- Разместить на слайде критерии оценивания проекта и формулу условного энергобаланса: $P_{общ}=P_1+P_2+P_3$.
Ход урока
Методы и формы организации учебной деятельности
- Проблемное обучение: постановка вопроса о выборе электростанции для региона и выявление факторов размещения.
- Эвристическая беседа: обсуждение условий строительства ТЭС, ГЭС и АЭС, преимуществ, ограничений и экологических рисков.
- Работа с картами и статистическими материалами: анализ рельефа, водных ресурсов, месторождений топлива, потребителей и ограничений территории.
- Кейс-метод: изучение регионального описания, выделение ресурсов, потребителей и ограничений, проверка гипотезы по данным.
- Проектирование и моделирование: составление схемы «ресурс — электростанция — сеть — потребитель», выбор основного и резервного источника.
- Сравнение: оценка вариантов энергоснабжения по ресурсной обеспеченности, близости к потребителю, надёжности, стоимости и экологическому риску.
- Практическая работа: выполнение расчётов условного энергобаланса, заполнение таблицы критериев и подготовка обоснованного решения.
- Дифференциация: выполнение базовых, повышающих и исследовательских заданий с учётом уровня готовности учащихся.
- Взаимная экспертиза: обмен проектными листами, приём «две звезды и пожелание», формулирование вопроса или рекомендации.
- Рефлексия и самооценка: приём «Светофор», проверка ответа по чек-листу, фиксация затруднений и дальнейших шагов.
- Формы организации: фронтальная беседа и объяснение, индивидуальная работа с заданиями, работа в парах над кейсом и схемой, групповое обсуждение, взаимопроверка, мини-презентация и защита проектного решения.
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в исследовательскую деятельность и сформулировать практическую значимость темы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране фотографию крупного города, промышленного предприятия и линии электропередачи: "Представьте, что вы входите в проектную группу, которой поручено обеспечить электроэнергией новый региональный центр. От вашего решения зависят работа больницы, транспорта, предприятий и комфорт жителей. Сегодня мы будем не пересказывать материал, а принимать географически обоснованное решение." | Рассматривают изображения, называют потребителей электроэнергии: "Домохозяйства, предприятия, транспорт, социальные объекты". |
2 мин | Учитель задаёт проблемный вопрос: "Можно ли просто построить самую мощную электростанцию? Какие условия необходимо проверить до начала строительства? Запишите в черновике два фактора, которые считаете важными. Затем обсудите их с соседом по парте по приёму "Подумай — обсуди в паре — поделись"." | Индивидуально записывают факторы, обсуждают их в паре и формулируют ответы: "Наличие топлива", "водные ресурсы", "близость к потребителю", "экологическая безопасность". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что выбор электростанции зависит не от одного признака. Теперь проверим, какие знания об электростанциях и ресурсах помогут нам принять решение."
Этап 2. Актуализация знаний и диагностика (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о типах электростанций и факторах их размещения, выявить готовность к практической работе.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель выводит на экран три изображения и предлагает классификацию: "Рассмотрите объекты. Определите, где используется энергия топлива, где энергия движущейся воды, а где энергия ядерного топлива. Не называйте только тип станции — добавьте главный фактор её размещения." | Распределяют изображения по группам и отвечают: "ТЭС использует топливо и тяготеет к топливной базе или крупному потребителю; ГЭС требует полноводной реки и перепада высот; АЭС использует ядерное топливо, требует воды для охлаждения и повышенных мер безопасности". |
2 мин | Учитель предлагает мини-тест на экране: "Отметьте верные утверждения: 1) ГЭС можно размещать в любой точке равнинной реки; 2) ТЭС может работать на газе, угле или мазуте; 3) АЭС не зависит от водных ресурсов; 4) близость к потребителю снижает потери при передаче электроэнергии." После ответов просит объяснить один выбор. | Отмечают утверждения 2 и 4, исправляют первое и третье: "Для ГЭС важны расход воды и перепад высот; АЭС нуждается в охлаждении, поэтому учитывает водный фактор". |
2 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней. Базовая карточка содержит термины, повышающая — таблицу факторов, исследовательская — короткий фрагмент статистики. "Выберите уровень, который позволит вам работать продуктивно. Это не соревнование, а способ получить посильную задачу." | Выбирают карточку, устанавливают соответствия «электростанция — ресурс — фактор размещения», фиксируют результат в проектном листе. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили назначение трёх типов электростанций и увидели, что у каждого есть преимущества и ограничения. Теперь сформулируем задачу, которую предстоит решить проектной группе."
Этап 3. Постановка проблемы и планирование проекта (4 мин)
Цель этапа: сформулировать критерии выбора и спланировать исследовательскую работу пары.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на доске условие: "Региону требуется надёжное энергоснабжение. В нём есть населённый пункт, промышленный объект и социально значимые учреждения. Доступные природные ресурсы и экологические ограничения различаются. Ваша задача — выбрать электростанцию или сочетание источников и объяснить, почему этот вариант лучше альтернативы." Учитель спрашивает: "Какие критерии должны быть обязательными?" | Предлагают критерии и записывают их: "Ресурсная обеспеченность, мощность, надёжность, близость к потребителю, стоимость, экологический риск". |
2 мин | Учитель организует краткий проблемный диалог: "Если в регионе много воды, достаточно ли этого для строительства ГЭС? Если рядом есть уголь, всегда ли ТЭС будет лучшим выбором? Что делать, если один источник экологически выгоден, но нестабилен?" Учитель фиксирует на доске правило: решение должно учитывать несколько факторов. | Формулируют предположения: "Нужно учитывать рельеф и сезонность стока", "важны выбросы и транспортировка топлива", "может потребоваться сочетание источников". Распределяют роли в паре: аналитик данных и проектировщик схемы, затем меняются при необходимости. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Критерии определены, роли распределены. Сейчас каждая пара получит свой региональный кейс и проверит гипотезу не мнением, а данными."
Этап 4. Исследование и моделирование энергоснабжения (12 мин)
Цель этапа: проанализировать условия региона и создать модель энергоснабжения на основе карт, статистики и описания территории.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт кейсы и напоминает алгоритм на доске: "Сначала прочитайте описание региона целиком. Затем подчеркните природные ресурсы одной линией, потребителей — второй, а ограничения — волнистой линией. Не начинайте с выбора станции: сначала соберите доказательства." | В парах читают кейс, выделяют данные и заносят их в таблицу «ресурсы — потребители — ограничения». |
4 мин | Учитель направляет работу вопросами: "Какой ресурс доступен постоянно? Как изменяется потребность в электроэнергии? Есть ли условия для охлаждения оборудования? На каком расстоянии находится потребитель? Какой экологический риск будет наиболее значимым?" При необходимости показывает на цифровой карте рельеф, реки, месторождения и крупные центры. | Сопоставляют описание кейса с электронной картой, находят два подтверждения выбора, формулируют рабочую гипотезу: "Для региона подходит ГЭС, потому что..." или "Нужна комбинация ТЭС и ГЭС, так как...". |
5 мин | Учитель предлагает построить модель: "На листе А3 изобразите цепочку энергоснабжения: источник ресурса — электростанция — линия передачи — потребитель. Рядом укажите два преимущества, один риск и способ его уменьшить. Для оценки мощности используйте условные данные кейса и формулу $P_{общ}=P_1+P_2+P_3$." Учитель консультирует пары разного уровня: базовым помогает вопросами, сильным предлагает проверить альтернативу. | Создают схему энергоснабжения, при необходимости складывают условные мощности, подписывают тип станции, потребителя, преимущества и риски. Сильные пары добавляют резервный источник или сравнение с альтернативой. |
Запись в тетрадях
- Алгоритм выбора электростанции: определить потребность региона; выявить ресурс; оценить близость к потребителю; учесть природные и экологические ограничения; выбрать источник или сочетание источников; обосновать решение.
- Модель энергоснабжения: «ресурс — электростанция — сеть — потребитель».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "У каждой пары уже есть модель и доказательства выбора. Теперь проверим, насколько решение соответствует критериям, и научимся видеть слабое место даже в собственной схеме."
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 5. Первичное закрепление и взаимная экспертиза (7 мин)
Цель этапа: проверить проектные решения через аргументацию и взаимную оценку.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает каждой паре подготовить выступление по формуле: "Мы выбрали... потому что... Это подтверждается данными... Основной риск... Мы уменьшим его так..." На доске видны четыре критерия: географическая обоснованность, полнота модели, учёт риска, ясность аргументации. | Репетируют выступление, распределяют реплики и выбирают два наиболее убедительных доказательства. |
3 мин | Учитель организует взаимную экспертизу: "Обменяйтесь проектными листами с соседней парой. Поставьте один плюс за сильную сторону и запишите один вопрос или совет. Вопрос должен быть предметным: например, почему не выбран резервный источник?" | Изучают проект соседей, пишут «две звезды и пожелание»: отмечают сильную сторону и предлагают конкретную доработку. |
2 мин | Учитель просит две пары кратко представить разные решения и задаёт вопрос: "Какой фактор стал решающим? Изменилось бы ваше решение при росте потребления или снижении водности реки?" | Представляют решения за 40–50 секунд, отвечают: "При росте потребления мы добавили бы резервный источник", "при снижении водности увеличилась бы роль ТЭС или другого стабильного источника". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что в географии может быть несколько допустимых решений, но сильным считается то, которое лучше доказано данными и учитывает последствия. Перейдём к индивидуальной проверке понимания."
Этап 6. Самостоятельная работа с дифференциацией (8 мин)
Цель этапа: индивидуально проверить умение применять критерии выбора электростанции к новой ситуации.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт индивидуальные задания трёх уровней. "Базовый уровень: по описанию определить наиболее подходящий тип станции и назвать два фактора. Повышающий уровень: сравнить ТЭС и ГЭС для одного региона и выбрать лучший вариант. Продвинутый уровень: предложить комбинированную систему и объяснить, как она повысит надёжность. Работайте самостоятельно; критерии ответа — точность, два доказательства и учёт риска." | Индивидуально выполняют выбранное задание. Базовый уровень формулирует выбор, повышающий заполняет сравнительную таблицу, продвинутый составляет схему комбинированной системы. |
3 мин | Учитель выводит эталонные критерии, но не готовый ответ: "Проверьте, есть ли в вашем ответе тип станции, ресурс, потребитель, два географических аргумента и экологическое ограничение. Обведите место, которое нужно уточнить." Учитель проводит выборочную консультацию. | Проверяют работу по чек-листу, подчёркивают аргументы, исправляют неточные формулировки. Образец вывода: "ГЭС выгодна при наличии полноводной реки и перепада высот, но требует оценки затопления территорий". |
Индивидуальное задание к этапу 6.
Ситуация: региону необходимо обеспечить электроэнергией крупный город, промышленное предприятие и социальные объекты. В регионе есть полноводная река, доступ к топливу и экологически уязвимые территории.
Базовый уровень: выберите наиболее подходящий тип электростанции и назовите два фактора размещения.
Повышающий уровень: сравните ТЭС и ГЭС по ресурсной обеспеченности, надёжности, стоимости и экологическому риску; сделайте вывод в 5–7 предложениях.
Продвинутый уровень: предложите комбинированную систему энергоснабжения, укажите основной и резервный источники, потребителей, два преимущества, основной риск и способ его снижения.
Критерии ответа: правильный выбор, не менее двух географических аргументов, учёт экологического ограничения и ясный вывод.
Ситуация: региону необходимо обеспечить электроэнергией крупный город, промышленное предприятие и социальные объекты. В регионе есть полноводная река, доступ к топливу и экологически уязвимые территории.
Базовый уровень: выберите наиболее подходящий тип электростанции и назовите два фактора размещения.
Повышающий уровень: сравните ТЭС и ГЭС по ресурсной обеспеченности, надёжности, стоимости и экологическому риску; сделайте вывод в 5–7 предложениях.
Продвинутый уровень: предложите комбинированную систему энергоснабжения, укажите основной и резервный источники, потребителей, два преимущества, основной риск и способ его снижения.
Критерии ответа: правильный выбор, не менее двух географических аргументов, учёт экологического ограничения и ясный вывод.
Ситуация: Восточная Сибирь обладает полноводными реками, большим гидроэнергетическим потенциалом и запасами угля. Населённые пункты и промышленные узлы расположены на значительном расстоянии друг от друга. Климат суровый, строительство и обслуживание объектов осложняются низкими температурами и удалённостью территорий.
Предприятия и потребители: алюминиевые и другие энергоёмкие промышленные предприятия, горнодобывающие и лесопромышленные организации, железнодорожный транспорт, населённые пункты и вахтовые посёлки. Передача электроэнергии на большие расстояния может приводить к потерям.
Экологические проблемы: затопление земель и изменение речных экосистем при строительстве гидроузлов, нарушение местообитаний, выбросы при сжигании угля, загрязнение воздуха в промышленных центрах и риск повреждения линий электропередачи в суровых погодных условиях.
Задание: предложите комбинированную систему энергоснабжения с основным и резервным источниками. Укажите потребителей, направление передачи энергии, не менее трёх географических аргументов, два преимущества, основной риск и способ его снижения.
Предприятия и потребители: алюминиевые и другие энергоёмкие промышленные предприятия, горнодобывающие и лесопромышленные организации, железнодорожный транспорт, населённые пункты и вахтовые посёлки. Передача электроэнергии на большие расстояния может приводить к потерям.
Экологические проблемы: затопление земель и изменение речных экосистем при строительстве гидроузлов, нарушение местообитаний, выбросы при сжигании угля, загрязнение воздуха в промышленных центрах и риск повреждения линий электропередачи в суровых погодных условиях.
Задание: предложите комбинированную систему энергоснабжения с основным и резервным источниками. Укажите потребителей, направление передачи энергии, не менее трёх географических аргументов, два преимущества, основной риск и способ его снижения.
Вариант 3. Восточная Сибирь
Ситуация: Нижнее Поволжье имеет равнинный рельеф, крупную реку и доступ к природному газу. Регион отличается жарким сухим летом и дефицитом воды в отдельных районах. Электропотребление увеличивается в отопительный период, а также во время орошения сельскохозяйственных земель и работы насосных станций.
Предприятия и потребители: крупный город, химические и машиностроительные заводы, предприятия нефтегазового комплекса, сельскохозяйственные организации, насосные станции и транспортные узлы. Промышленным потребителям необходима бесперебойная подача электроэнергии.
Экологические проблемы: загрязнение воздуха выбросами теплоэлектростанций и промышленных предприятий, дефицит водных ресурсов, риск ухудшения состояния реки, засоление почв на орошаемых землях и высокая уязвимость водных экосистем.
Задание: сравните ТЭС, ГЭС и их сочетание. Выберите наиболее рациональную схему энергоснабжения, приведите не менее трёх аргументов, назовите экологический риск и предложите способ его уменьшения.
Предприятия и потребители: крупный город, химические и машиностроительные заводы, предприятия нефтегазового комплекса, сельскохозяйственные организации, насосные станции и транспортные узлы. Промышленным потребителям необходима бесперебойная подача электроэнергии.
Экологические проблемы: загрязнение воздуха выбросами теплоэлектростанций и промышленных предприятий, дефицит водных ресурсов, риск ухудшения состояния реки, засоление почв на орошаемых землях и высокая уязвимость водных экосистем.
Задание: сравните ТЭС, ГЭС и их сочетание. Выберите наиболее рациональную схему энергоснабжения, приведите не менее трёх аргументов, назовите экологический риск и предложите способ его уменьшения.
Вариант 2. Нижнее Поволжье
Ситуация: Кольский регион расположен на севере европейской части России. Климат суровый, отопительный сезон длительный, а потребность в электроэнергии резко возрастает зимой. На территории есть полноводные реки и значительный гидроэнергетический потенциал, но месторождения органического топлива ограничены, поэтому его доставка требует дополнительных затрат.
Предприятия и потребители: крупный город, горно-металлургические предприятия, обогатительные фабрики, железнодорожный транспорт и портовая инфраструктура. Для них особенно важны стабильность энергоснабжения и резервная мощность.
Экологические проблемы: хрупкие северные экосистемы, загрязнение воздуха в районах промышленной добычи и металлургии, риск нарушения речных экосистем при строительстве гидроузлов, сложность восстановления нарушенных территорий.
Задание: выберите основной и резервный источники электроэнергии. Обоснуйте решение не менее чем тремя географическими аргументами, укажите два преимущества, один основной экологический риск и способ его снижения.
Предприятия и потребители: крупный город, горно-металлургические предприятия, обогатительные фабрики, железнодорожный транспорт и портовая инфраструктура. Для них особенно важны стабильность энергоснабжения и резервная мощность.
Экологические проблемы: хрупкие северные экосистемы, загрязнение воздуха в районах промышленной добычи и металлургии, риск нарушения речных экосистем при строительстве гидроузлов, сложность восстановления нарушенных территорий.
Задание: выберите основной и резервный источники электроэнергии. Обоснуйте решение не менее чем тремя географическими аргументами, укажите два преимущества, один основной экологический риск и способ его снижения.
Вариант 1. Кольский регион
Эталон решения
Алгоритм проверки: 1) назвать потребителя и потребность региона; 2) определить доступный ресурс; 3) сопоставить условия с требованиями электростанции; 4) указать минимум два преимущества; 5) назвать экологический или экономический риск; 6) предложить резерв или способ снижения риска. Например: при наличии полноводной реки, значительного перепада высот и удалённого промышленного потребителя можно выбрать ГЭС, однако необходимо учесть сезонность стока, затопление территорий и строительство линии передачи; для надёжности допустимо предусмотреть резервную ТЭС или другой источник.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Индивидуальная работа показала, что вы умеете переносить алгоритм на новую территорию. Осталось оценить собственный результат, назвать затруднение и зафиксировать, что следует повторить."
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: осмыслить способ действия, оценить качество проектного решения и определить дальнейшую работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит рефлексию «Светофор»: "Покажите зелёную карточку, если можете самостоятельно выбрать электростанцию и обосновать решение; жёлтую — если понимаете алгоритм, но затрудняетесь с оценкой рисков; красную — если нужно повторить различия между станциями. На стикере завершите фразу: «Теперь я умею...»" | Показывают карточку, записывают индивидуальный результат: "Теперь я умею сопоставлять станцию с условиями региона", "Мне нужно повторить факторы размещения АЭС". |
2 мин | Учитель задаёт вопросы для выхода: "Какой критерий оказался самым важным? Почему одного критерия недостаточно? Что изменится в проекте при росте энергопотребления?" | Отвечают: "Нужно учитывать сочетание условий", "при росте потребления нужен резерв или несколько источников", формулируют один вопрос, который осталось выяснить. |
1 мин | Учитель объясняет домашнее задание: "Выберите уровень по готовности. В каждом варианте используйте минимум три географических аргумента и один экологический риск. При желании можно представить результат в цифровой схеме или короткой презентации." | Записывают выбранный уровень задания, уточняют требования к оформлению и срок сдачи. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы работали как проектировщики: анализировали территорию, сравнивали варианты, строили модель и отвечали за решение. На следующем уроке мы рассмотрим территориальные энергосистемы и подробнее обсудим передачу электроэнергии и энергобезопасность."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — выбран тип электростанции или их сочетание, приведены не менее трёх корректных географических аргументов, построена полная модель «ресурс — станция — сеть — потребитель», назван риск и предложен способ его снижения.
- «4» — выбор в целом верный, приведены два географических аргумента, схема содержит основные элементы, но недостаточно полно раскрыт экологический риск или резервный вариант.
- «3» — назван подходящий тип электростанции и приведён хотя бы один верный фактор, однако модель неполная, аргументация односложная или не учтены ограничения территории.
- «Дополнительный балл» — проект содержит сравнение с альтернативой, условный расчёт мощности или обоснованную комбинированную систему энергоснабжения.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о факторах выбора электростанции? | Выявление осознания предметного содержания и связи природных условий с размещением объектов. |
Какие данные оказались решающими для вашего проекта? | Проверка умения выделять существенную информацию из кейса, карты и статистики. |
Какой этап проектирования оказался самым сложным и почему? | Выявление точек затруднения в анализе, моделировании и аргументации. |
Что вы изменили бы в своей модели после замечаний другой пары? | Оценка готовности к коррекции решения и развитию регулятивных УУД. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы рассмотрели электроэнергетику не как перечень электростанций, а как систему решений, зависящих от территории и потребностей людей. Вы убедились, что нельзя выбирать источник энергии только по одному признаку: необходимо учитывать ресурс, потребителя, надёжность и экологические последствия. Типичная ошибка — назвать станцию без доказательства связи с природными условиями региона. На следующем уроке мы продолжим исследование энергосистем и разберём, как передача электроэнергии влияет на размещение производства и развитие территорий."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить сравнительную таблицу ТЭС, ГЭС и АЭС по пяти признакам: используемый ресурс, главный фактор размещения, преимущество, ограничение, экологический риск. Затем для условного региона с крупным городом и промышленным предприятием выбрать один тип станции и привести два аргумента. | Закрепляет признаки типов электростанций и алгоритм выбора; при проверке обратить внимание на точность факторов размещения и связь аргументов с условиями региона. |
Средний (повышающий) | Решить практическую задачу: сравнить два варианта энергоснабжения заданного региона — одну крупную ТЭС или сочетание ГЭС и резервной ТЭС. Составить таблицу критериев, сделать вывод объёмом 5–7 предложений и указать экологический риск каждого варианта. | Развивает сравнительный анализ, работу с критериями и аргументацию; при проверке оценить, учтены ли надёжность, транспортировка топлива, потери передачи и экологические последствия. |
Продвинутый (дополнительный) | Разработать цифровую или бумажную модель энергоснабжения выбранного региона России: показать ресурс, электростанцию, потребителей, направление передачи энергии, резервный источник и два способа снижения экологического риска. Защитить проект в кратком выступлении на 2 минуты. | Формирует исследовательские и проектные умения; при проверке обратить внимание на реалистичность территориального выбора, полноту схемы, использование картографических данных и самостоятельность выводов. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Какой фактор является главным для размещения ГЭС?», «Почему крупную ТЭС не всегда выгодно строить рядом с месторождением топлива?», «Какие два аргумента необходимо привести, чтобы географически обосновать выбор электростанции?», «Зачем региону может понадобиться резервный источник энергии?»
Приложение к уроку
- Определите потребителей и предполагаемую потребность региона в электроэнергии.
- Выделите доступные природные ресурсы и условия их использования.
- Найдите ограничения: экологические, транспортные, климатические и социальные.
- Сравните минимум два варианта энергоснабжения по заданным критериям.
- Выберите основной источник или сочетание источников и приведите не менее трёх аргументов.
- Назовите главный риск и предложите способ его снижения или резервный источник.
- Изобразите схему «ресурс — электростанция — сеть — потребитель» и подготовьте краткую защиту.
Алгоритм работы с кейсом
- Базовый уровень. По описанию региона выберите наиболее подходящий тип электростанции и назовите два фактора размещения.
- Повышающий уровень. Сравните два варианта энергоснабжения региона по ресурсам, надёжности, стоимости и экологическому риску. Обоснуйте выбор в 5–7 предложениях.
- Исследовательский уровень. Разработайте комбинированную энергосистему региона: укажите основной и резервный источники, потребителей, направление передачи энергии, риски и способы их снижения.
Карточки заданий трёх уровней
Тип станции | Ресурс | Главный фактор размещения | Преимущество | Ограничение и экологический риск |
|---|---|---|---|---|
ТЭС | Газ, уголь или мазут | Топливная база, транспорт, близость к потребителю | Гибкость и возможность размещения рядом с крупным потребителем | Выбросы, зависимость от поставок топлива, образование отходов |
ГЭС | Энергия воды | Полноводная река, перепад высот, условия для строительства | Низкие эксплуатационные выбросы и крупная мощность | Затопление территорий, изменение речных экосистем, зависимость от водности |
АЭС | Ядерное топливо | Водные ресурсы для охлаждения, устойчивое основание, безопасность | Большая стабильная мощность и низкие выбросы при работе | Радиационные риски, сложность обращения с отходами, высокие требования к безопасности |
Таблица сравнения электростанций
Регион | Ресурсы и условия | Потребители | Ограничения |
|---|---|---|---|
Кольский регион | Полноводные реки, суровый климат, ограниченные месторождения топлива | Города, горно-металлургические предприятия, портовая инфраструктура | Хрупкие экосистемы, удалённость, сезонные колебания нагрузки |
Нижнее Поволжье | Крупная река, равнинный рельеф, доступность газа | Крупный город, химическая и машиностроительная промышленность, сельское хозяйство | Дефицит воды в отдельных районах, риск загрязнения воздуха |
Восточная Сибирь | Полноводные реки, значительный гидропотенциал, угольные ресурсы | Промышленные узлы, добывающие предприятия, населённые пункты | Удалённость потребителей, суровый климат, риск затопления территорий |
Дальний Восток | Реки, газ и уголь в отдельных районах, большие расстояния | Портовые города, добывающие предприятия, разрозненные населённые пункты | Низкая плотность сети, высокая стоимость строительства, экологическая уязвимость |
Кейсы регионов
Вариант 4. Дальний Восток
Описание региона: Дальний Восток — обширный регион с большими расстояниями между населёнными пунктами, промышленными центрами и источниками топлива. Рельеф преимущественно сложный, климат резко меняется от морского на побережьях до сурового континентального во внутренних районах. В отдельных территориях наблюдаются землетрясения, тайфуны, паводки и сильные морозы. Электроэнергетическая сеть развита неравномерно: крупные центры связаны линиями передачи, а удалённые посёлки могут работать в изолированном режиме. В регионе доступны гидроэнергетические ресурсы рек, природный газ и уголь, но доставка топлива в труднодоступные районы повышает стоимость энергоснабжения.
Предприятия и потребители: портовые города, судоремонтные и рыбоперерабатывающие предприятия, горнодобывающие и золотодобывающие организации, предприятия цветной металлургии, лесопромышленные комплексы, железнодорожный транспорт, объекты связи, больницы, школы и удалённые населённые пункты. Для промышленных предприятий требуется большая мощность, а для социальных объектов и систем связи — бесперебойное энергоснабжение. В изолированных районах особенно важны локальные источники энергии и резервные мощности.
Экологические проблемы: загрязнение воздуха при сжигании угля и мазута, нарушение речных экосистем и местообитаний при строительстве гидроузлов, риск загрязнения морских акваторий в районах портов и добычи, вырубка лесов при прокладке линий электропередачи, накопление отходов горнодобывающих предприятий. Прокладка сетей и строительство станций могут нарушать территории редких видов и природных комплексов. Суровая погода и природные катастрофы повышают риск аварий на линиях передачи.
Задание: предложите схему энергоснабжения Дальнего Востока. Выберите основной и резервный источники для крупного промышленного центра и удалённого населённого пункта. Покажите направление передачи энергии, приведите не менее трёх географических аргументов, укажите два преимущества, основной экологический риск и способ его снижения. Объясните, почему единая схема не подходит для всех районов региона.
Описание региона: Дальний Восток — обширный регион с большими расстояниями между населёнными пунктами, промышленными центрами и источниками топлива. Рельеф преимущественно сложный, климат резко меняется от морского на побережьях до сурового континентального во внутренних районах. В отдельных территориях наблюдаются землетрясения, тайфуны, паводки и сильные морозы. Электроэнергетическая сеть развита неравномерно: крупные центры связаны линиями передачи, а удалённые посёлки могут работать в изолированном режиме. В регионе доступны гидроэнергетические ресурсы рек, природный газ и уголь, но доставка топлива в труднодоступные районы повышает стоимость энергоснабжения.
Предприятия и потребители: портовые города, судоремонтные и рыбоперерабатывающие предприятия, горнодобывающие и золотодобывающие организации, предприятия цветной металлургии, лесопромышленные комплексы, железнодорожный транспорт, объекты связи, больницы, школы и удалённые населённые пункты. Для промышленных предприятий требуется большая мощность, а для социальных объектов и систем связи — бесперебойное энергоснабжение. В изолированных районах особенно важны локальные источники энергии и резервные мощности.
Экологические проблемы: загрязнение воздуха при сжигании угля и мазута, нарушение речных экосистем и местообитаний при строительстве гидроузлов, риск загрязнения морских акваторий в районах портов и добычи, вырубка лесов при прокладке линий электропередачи, накопление отходов горнодобывающих предприятий. Прокладка сетей и строительство станций могут нарушать территории редких видов и природных комплексов. Суровая погода и природные катастрофы повышают риск аварий на линиях передачи.
Задание: предложите схему энергоснабжения Дальнего Востока. Выберите основной и резервный источники для крупного промышленного центра и удалённого населённого пункта. Покажите направление передачи энергии, приведите не менее трёх географических аргументов, укажите два преимущества, основной экологический риск и способ его снижения. Объясните, почему единая схема не подходит для всех районов региона.
Пример выполнения задания: модель энергоснабжения региона
- Кейс 1. Кольский регион. Регион расположен на севере европейской части России. Для него характерны суровый климат, длительный отопительный сезон и значительные сезонные колебания нагрузки. На территории есть полноводные реки, однако месторождения органического топлива ограничены. Основные потребители электроэнергии — города, горно-металлургические предприятия и портовая инфраструктура. При выборе станции необходимо учитывать удалённость региона, хрупкость северных экосистем, сложность строительства и надёжность энергоснабжения в условиях низких температур. Обоснуйте выбор основного источника энергии и предусмотрите резервный вариант.
- Кейс 2. Нижнее Поволжье. Регион имеет равнинный рельеф, крупную реку и доступ к природному газу. Здесь расположены крупный город, предприятия химической и машиностроительной промышленности, а также сельскохозяйственные территории. Электроэнергия требуется круглогодично, но нагрузка возрастает в отопительный период и в сезоны полива. При проектировании необходимо учесть дефицит воды в отдельных районах, риск загрязнения воздуха, близость потребителей и возможность доставки топлива. Сравните варианты ТЭС, ГЭС и их сочетания.
- Кейс 3. Восточная Сибирь. Регион обладает значительным гидроэнергетическим потенциалом, полноводными реками и запасами угля. Потребителями являются промышленные узлы, добывающие предприятия и населённые пункты, расположенные на больших расстояниях друг от друга. Основные проблемы — суровый климат, удалённость потребителей от электростанций, потери при передаче энергии и риск затопления территорий при строительстве гидроузлов. Выберите основной источник или комбинированную систему, оцените необходимость резервной мощности и укажите экологические ограничения.
- Кейс 4. Дальний Восток. Регион отличается большими расстояниями, разрозненными населёнными пунктами и низкой плотностью электросетей. В разных районах доступны реки, газ и уголь. Основные потребители — портовые города, добывающие предприятия и удалённые поселения. Строительство объектов и линий передачи требует больших затрат, а природные экосистемы отличаются высокой уязвимостью. Предложите решение для надёжного энергоснабжения: укажите основной и резервный источники, направление передачи энергии, два географических аргумента и способы снижения экологического риска.
Пример: модель энергоснабжения Восточной Сибири
Полноводная река и гидроэнергетический потенциал → ГЭС → линии электропередачи → промышленные узлы, добывающие предприятия и населённые пункты.
Преимущества: крупная мощность; низкие эксплуатационные выбросы.
Риск: затопление территорий при строительстве гидроузла.
Способ снижения риска: выбрать площадку после экологической экспертизы, минимизировать зону затопления и предусмотреть резервную ТЭС для повышения надёжности энергоснабжения.
Полноводная река и гидроэнергетический потенциал → ГЭС → линии электропередачи → промышленные узлы, добывающие предприятия и населённые пункты.
Преимущества: крупная мощность; низкие эксплуатационные выбросы.
Риск: затопление территорий при строительстве гидроузла.
Способ снижения риска: выбрать площадку после экологической экспертизы, минимизировать зону затопления и предусмотреть резервную ТЭС для повышения надёжности энергоснабжения.
