B. Влияние технологий на мир природы

Как и влияние технологий на культуру и общество, воздействие технологий на окружающую среду может быть как положительным, так и отрицательным. После промышленной революции и быстрого роста населения увеличились возможности технологий по оказанию серьезного воздействия на окружающую среду. Следовательно, важным аспектом технологической и инженерной грамотности является понимание некоторых ключевых принципов воздействия технологий на природную среду и многих важных усилий, предпринятых людьми для сохранения естественной среды обитания, уменьшения загрязнения воздуха и воды и поддержания здоровая окружающая среда.

Лица, разбирающиеся в технологиях и инженерии, должны быть осведомлены о методах, разработанных для снижения воздействия технологий на окружающую среду. Например, важным шагом в разработке нового продукта является учет жизненного цикла продукта. Такой анализ может начаться с сырья, которое необходимо добыть или вырастить, промышленных процессов и энергии, необходимых для производства продукта, технологий транспортировки, необходимых для его доставки на рынок, и его возможной утилизации, когда продукт больше не нужен.

Другие способы уменьшить воздействие на окружающую среду включают использование коммуникационных технологий, позволяющих людям работать дома, а не физически добираться до работы, использование компьютерных моделей для оптимизации промышленных процессов для сохранения энергии и сокращения отходов, а также расширение использования альтернативных источников энергии, таких как ветер. сила.

При поиске баланса между технологическим развитием и охраной окружающей среды ключевой всеобъемлющий принцип заключается в том, что нужно пытаться, когда это возможно, находить устойчивые решения. Согласно определению Комиссии Брундтланд в 1987 г., устойчивые решения те, которые удовлетворяют потребности настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности.

Ключевые принципы в области воздействия технологий на мир природы которые, как ожидается, должны понимать все учащиеся на возрастающем уровне сложности, следующие:

• Использование технологий может влиять на окружающую среду как положительно, так и отрицательно.
• Некоторые технологические решения противоречат друг другу экологические и экономические проблемы, в то время как другие оказывают положительное влияние как на экономику, так и на окружающую среду.
• Повторное использование, переработка и использование меньшего количества ресурсов могут уменьшить воздействие на окружающую среду.
• Такие ресурсы, как океаны, пресная вода и воздух, которые являются общими для всех, должны быть защищены путем тщательного планирования и регулирования технологических систем.
• Некоторые технологии могут уменьшить негативное воздействие других технологий.
• Устойчивые решения — это те, которые удовлетворяют потребности настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности (Комиссия Брундтланд, 1987).

Ожидается, что на уровне четвертого класса учащиеся будут знать, что иногда технологии могут причинять вред окружающей среде. Например, мусор из пищевых упаковок и пластиковых вилок и ложек, выброшенных на улицы города, может попасть через ливневые стоки в реки и океаны, где они могут нанести вред или убить диких животных. Однако такие негативные последствия можно уменьшить за счет повторного использования или переработки продуктов, а также за счет сокращения количества ресурсов, используемых при производстве продуктов.

Ожидается, что восьмиклассники поймут, что технологические и инженерные решения часто требуют взвешивания конкурирующих приоритетов, а идеальных решений не существует. Например, плотины, построенные для борьбы с наводнениями и производства электроэнергии, оставили дикие районы под водой и повлияли на способность некоторых видов рыб нереститься. Они должны быть в состоянии анализировать такие конфликты и быть в состоянии рекомендовать изменения, которые уменьшат воздействие на окружающую среду. Например, учащиеся могут изучить компромиссы, связанные с использованием бумаги или пластика для перевозки продуктов, или исследовать причины и последствия кислотных дождей для лесов и затраты на снижение этих последствий. Они должны знать, что дизайнеры могут сократить количество отходов, принимая во внимание весь жизненный цикл продукта при проектировании. Например, учащиеся должны иметь возможность обсудить, что может сделать сообщество, когда его свалка близка к заполнению, или найти способы, с помощью которых разработчики новых продуктов могли бы сократить количество отходов, учитывая жизненный цикл продукта.

К 12-му классу учащиеся должны иметь разнообразный опыт использования технологий для снижения воздействия других технологий на окружающую среду, например, использование оборудования для мониторинга окружающей среды.Учащиеся должны уметь анализировать влияние различных технологий на окружающую среду, например, используя данные о воздействии на окружающую среду электростанций, использующих различные виды топлива, для обоснования решений о том, какие типы новых электростанций строить. Учащиеся также должны уметь анализировать сложную деятельность человека, такую ​​как производство энергии, и предлагать устойчивые решения. Учащиеся могут, например, исследовать влияние производства энергии на окружающую среду и подготовить презентацию для совета Организации Объединенных Наций о компромиссах различных решений.

Таблица 2.3 Влияние технологий на цели оценки «Мир природы» для 4, 8 и 12 классов

B. Влияние технологий на мир природы

Четвероклассники должны знать, что использование технологий может повлиять на окружающую среду, что окружающая среда влияет на технологии и что повторное использование и переработка продуктов позволяет избежать нанесения ущерба окружающей среде. Восьмиклассники должны быть в состоянии исследовать влияние альтернативных решений на окружающую среду, отслеживая жизненный цикл продуктов и рассматривая компромиссы, связанные с различными технологиями. Двенадцатиклассники должны знать, что технологии, используемые для мониторинга изменений окружающей среды, могут помочь в принятии решений, и они также должны быть в состоянии исследовать сложные глобальные проблемы и вырабатывать инновационные устойчивые решения.

Студенты знают, что:

Т.4.5: Использование технологий может повлиять на окружающую среду, включая землю, воду, воздух, растения и животных. Окружающая среда также влияет на технологии, предоставляя источники энергии и сырья.

Студенты знают, что:

Т.8.5: Некоторые технологические решения предполагают компромисс между экологическими и экономическими потребностями, в то время как другие оказывают положительное влияние как на экономику, так и на окружающую среду.

Студенты знают, что:

Т.12.5: Многие технологии были разработаны, чтобы оказывать положительное влияние на окружающую среду и отслеживать изменения окружающей среды с течением времени, чтобы предоставить доказательства для принятия обоснованных решений.

Т.4.6: Повторное использование и переработка материалов может сэкономить деньги, сохраняя при этом природные ресурсы и предотвращая ущерб окружающей среде.

Т.8.6: Ресурсы, такие как океаны, пресная вода и воздух, которые необходимы для жизни и являются общими для всех, защищены регулирующими технологиями в таких областях, как транспорт, энергетика и утилизация отходов.

Т.12.6: При разработке и модификации любой технологической системы необходимо учитывать, как работа системы повлияет на природные ресурсы и экосистемы.

Студенты могут:

Т.4.7: Определите влияние конкретной технологии на окружающую среду и определите, что можно сделать, чтобы уменьшить негативное воздействие и увеличить положительное воздействие.

Студенты могут:

Т.8.7: Сравните воздействие на окружающую среду двух альтернативных технологий, разработанных для решения одной и той же проблемы или достижения одной и той же цели, и обосновайте, какой из них лучше, принимая во внимание воздействие на окружающую среду, а также другие соответствующие факторы.

Студенты могут:

Т.12.7: Определите сложную глобальную экологическую проблему, разработайте систематический план исследования и предложите инновационное устойчивое решение.