Химия окр. мира
рабочая программа на тему

Муниципальное автономное образовательное учреждение

дополнительного образования детей

«Детско-юношеский центр»

Образовательная программа

дополнительного образования детей

«Химия окружающего мира»

Кузьмина Светлана Анатольевна,

педагог дополнительного образования

Салехард, 2014

Пояснительная записка

Программа «Химия окружающего мира» естественнонаучной направленности.

Необходимость систематизации и актуализации учебного материала по программе вызвана потребностями обучающихся, а также требованиями возможного профиля обучения, что обуславливает актуальность программы «Химия  окружающего мира».

В настоящее время человечество живет в условиях созданной им техносферы. Потребности человека в необходимых веществах и материалах, обеспечивающих комфортность его жизни, удовлетворяет постоянно развивающаяся технология. Существующая идеология потребления и экологическая несостоятельность современной цивилизации вошли в глубокое противоречие, разрешение которого требует осознания важности вклада в него каждого человека. Для этого необходимо повышение уровня естественнонаучного образования всего населения, и в первую очередь, молодого поколения.

        Одной из эффективных форм повышения уровня естественнонаучного образования может стать дополнительная образовательная  программа «Химия   окружающего мира».

        Программа построена на использовании метода опережающего обучения, который реализуется при изучении отдельных тем.

        Организационная модель позволяет обучающимся осваивать программу с учётом их интереса к определённым химическим объектам в быту, в медицине, в живой и неживой природе  в индивидуальном темпе, что не может реализоваться  в рамках общеобразовательной школы.

        Раннее приобщение детей к исследовательской деятельности позволяет с успехом решать и другие образовательные проблемы, связанные с уровневой дифференциацией, с созданием положительной учебной мотивации, более глубоким и неформальным усвоением личностно-значимых для обучающегося знаний и способов деятельности, с профессиональной ориентацией.

                Программа «Химия окружающего мира» ориентирована на реализацию следующих идей:

        -единство веществ природы, их генетическая связь, развитие форм от сравнительно простых до наиболее сложных, входящих в состав клеток живых организмов;

-зависимость свойств веществ от состава и строения, обусловленность применения веществ их свойствами;

-управляющая функция объективных законов природы в отношении химических реакций, особенностей их протекания;

-развитие науки под влиянием требований практики и, в свою очередь, влияние науки на успехи практики;

-направленность химической технологии на решение экологических проблем как важнейший путь ее дальнейшего развития.

        Актуальность. Недостаточность химической и экологической грамотности порождает угрозу безопасности человека и природы, недооценку роли химии в решении экологических проблем, хемофобию. Курс «Химия окружающего мира» призван вооружить учащихся дополнительными химическими знаниями, необходимыми для повседневной жизни, производственной деятельности, продолжения образования, правильной ориентации в поведении в окружающей среде.        

Основная цель программы – сформировать у  обучающихся  представление  о  веществе, о превращениях веществ (химических реакция), о генетической связи неорганических и органических веществ;  сформировать у школьников мировоззренческий взгляд на естественнонаучную природу мира.

Задачи программы:

        Обучающие:

– вооружение знаниями основ науки и химической технологии; способами их добывания, переработки и применения;

– знакомство с методами исследования, обучение умению выбирать и использовать конкретные методы и методики;

– овладение техникой эксперимента и способностью формулировать проблему исследования с использованием разнообразных форм организации работы;

        Развивающие:

– развитие способности аналитически мыслить, сравнивать, обобщать, классифицировать изучаемый материал и научную литературу;

– внесение вклада в развитие научного миропонимания, формирование химической картины природы как важного компонента научного мировоззрения;

– развитие личности учащегося средствами данного курса, содействие адаптации ученика к постоянно изменяющимся условиям жизни.

        Воспитательные:

– формирование внутренней мотивации учения, повышение интереса к познанию химии;

– овладение правилами поведения в природе;

– развитие чувства коллективизма и создание комфортного микроклимата в общении друг с другом.

        Специальные:

– осуществление подготовки обучающихся к самостоятельной исследовательской деятельности и профориентации.

Учебно-тематический план

Содержание

Раздел. Химия окружающего мира.

Введение. Что такое химия окружающего мира? Сформировать комплексное понятие «Химия окружающего мира». Экологическая химия. Токсикологическая химия.  Аналитическая химия окружающей среды. (1 ч.)

Тема 1. Возникновение химических элементов. (2 ч.)

Возникновение Вселенной. Образование звезд. Большой взрыв. Легкие элементы. β – распад. «Горение» водорода. «Горение» гелия. «Горение» ядер. Цикл Бете - фон Вайцзекера. Солнечные массы. Синтез тяжелых элементов.

Демонстрации: Схематическое изображение нашего солнца. Углеродный цикл Бете - фон Вайцзекера. Схематическое изображение звезд вдвое, втрое тяжелее солнца и звезды пере взрывом сверхновой. Диаграмма – устойчивость ядер химических элементов. Диаграмма – относительная распространенность элементов во Вселенной.

Тема 2. История химии окружающей среды. (9 ч.)К

Возникновение Солнечной системы. Возникновение и история Земли. Образование Земли. Дифференциация мантии и образование геосфер. Эволюция атмосферы. Возникновение жизни. Критические уровни содержания кислорода в атмосфере. Этапы эволюции биосферы. Гравитационные силы. Планетезималь. Плотные внутренние планеты. Нелетучие элементы. Взрыв Сверхновой звезды. Гомогенная аккумуляция. Гетерогенная аккумуляция. Частично гетерогенная аккумуляция. Цирконы.  Аккреция. Сидерофилы. Литофилы. Халькофилы. Атмофилы. Радиогенные элементы. Геосфера. Атмосфера. Биосфера.  Биогенез. Гадейский эон. Горовица. Понампернум. Фокс. Космохимия.

Эволюция малых молекул. Образование полимеров из малых молекул. Возникновение каталитических функций у малых молекул. Самосборка молекул. Возникновение мембран и создание доклеточной организации. Возникновение механизма наследственности. Образование клетки. Дезоксирибонуклеиновая кислота. Гоминид.

Демонстрации: таблица – биогеохимическая классификация элементов. Схематическое представление основных этапов эволюции биосферы.

Тема 3. Земля. (6 ч.)

Ядро и мантия. Земная кора. Гидросфера. Атмосфера. Биосфера. Классификация загрязнений по природе действующего агента. Земля имеет массу – 6*1021 т. Земля состоит из 88 различных химических элементов. Горные породы. Геологический цикл. Океаническая кора. Континентальная кора. Состав гидросферы по классам вод. Средний ионный состав морской и пресной воды. Озоновый слой. Тропосфера. Тропопауза. Ионосфера. Стратосфера. Стратопауза. Экзосфера. Гомосфера. Гетеросфера. Живая оболочка Земли.

Демонстрации: Схемы: Классификация загрязнений по природе действующего агента; Геологический цикл; Состав гидросферы по классам вод; Экзогенный и эндогенный циклы; Глобальный круговорот углерода; круговорот азота; круговорот фосфора; круговорот серы; Описание циркуляции вещества; Биогеохимический цикл на фоне упрощенной схемы потока энергии. Таблицы: Разрез Земли; Средний ионный состав морской и пресной воды; Средний состав озерных вод; Средний состав речных вод; Сравнение биосферы с другими геосферами Земли; Биомасса растений и животных биосферы.

Тема 4. Атмосфера. (7 ч.)

Атмосфера – необходимое условие жизнеобеспечения человечества и природы и продукт эволюции развивающейся биосферы Земли. Тенденции в изменении состава атмосферы. Баланс кислорода в атмосфере. Леса (тропической и умеренной зоны) как производители и потребители (для окисления растительного опада) кислорода. Возможность смещения динамического равновесия газов в атмосфере в результате техногенных процессов. Обобщение знаний об основных видах загрязнений воздуха и их источника. Глобальный характер переноса загрязнений через атмосферу.

  «Парниковый» эффект и его возможные последствия. Увеличение концентрации углекислого газа и метана в тропосфере за счет усиления анаэробных биологических процессов. Озоновый слой. Его значение для жизни на Земле и нарушение целостности, загрязнение припочвенных слоев атмосферы озоном. Пути решения  проблемы защиты атмосферы. Сокращение выброса углекислого газа за счет повышения эффективности расхода горючих топлив, замены угля и нефтепродуктов другими энергоносителями: природным газом, биомассой.

   Современные разработки в области водородной энергетики. Перспективы  использования альтернативных источников  энергии:  ветра и солнца. Идея децентрализации производства энергии. Малая энергетика.

Тема 5. Гидросфера (9 ч)

    Пресные и морские воды, их минерализация. Состав, физико-химические свойства растворов. Высокая концентрация микроэлементов в дождевой влаге и их перенос. Изменения в основном  водообмене между атмосферой и Мировым океаном вследствие загрязнения шельфовой зоны нефтяными пленками. Жесткость воды и способы ее устранения. Расчеты массовой доли растворенного вещества в растворе; изменение массовой доли.

    Абиогенное и биогенное загрязнение вод, особенно пресных и почвенных. Возрастание содержание в них металлов, в том числе токсичных, азотсодержащих и органических соединений. Биогенное загрязнение вод вследствие нарушения природных экосистем.

    Всепланетный круговорот воды. Кислотные дожди. Высокая концентрация микроэлементов в дождевой влаге и их перенос. Методы анализа и очистки воды(физико-химические, биологические). Проблема питьевой воды на Земле. Применение опресненной морской воды. Вода как сырье. Применение в промышленности замкнутых циклов по использованию воды - необходимое условие  сохранение окружающей среды.

Расчеты . Способы выражения  концентрации растворов.

Демонстрации. Приемы очистки воды. Анализ воды на содержание ионов.(таблицы, схемы)        

Тема 6. Загрязнение окружающей среды. (18 ч.)

Загрязнение. Природные и антропогенные загрязнения. Точечные и диффузные источники загрязнения. Виды загрязняющих веществ. Норма и патология биосистем. Биотесты и биотестирование. Токсикология. Токсичность. Определение ПДК. Химическое загрязнение гидросферы. Загрязнение с бытовыми сточными водами. Последствия загрязнения бытовыми сточными водами. Загрязнение вод металлами. Источники поступления. Токсичность тяжелых металлов. Мышьяк. Свинец. Ртуть. Болезнь Минамата. Кадмий. Болезнь Итай-Итай.

Загрязняющие вещества. Типы загрязняющих веществ. Классификация загрязнений среды. Разложимые биологически вещества. Биологически неразложимые вещества. Инертные загрязнители. Химически разложимые вещества. Факторы, определяющие тяжесть воздействия загрязняющих веществ. Эруптивные газы вулканов. Биогенные вещества. Контаминанты. Поллютанты. Токсиканты. Яды. Мутаген. Канцероген. Онкоген. Тератоген.  Летальная концентрация. Ряд измерения токсичности. Признаки вредности. Аддитивность. Антагонизм. Синэргизм. Биоаккумуляция. СПАВ. БПК.

Демонстрации: таблицы: классификация загрязнения среды по характеру воздействия; источники разброса результатов при биотестировании; потребление воды на одного человека;  загрязненность органикой промышленных сточных вод в эквивалентах бытовых стоков; миграционные пути консервативных токсикантов в водных экосистемах; содержание тяжелых металах в реках и озерах.

Тема 7. Литосфера. (11 ч)        

    Состав земной коры и мантии. Химический состав некоторых минералов. Силикаты. Алюмосиликаты. Глинистые минералы, их образование в результате разрушения гранитов и других горных пород.  Выветривание. Виды и источники загрязнения почв. Коллоидные системы почв как естественные фильтры. Проблема нитратов. История и перспективы применения туков и химикатов в сельском хозяйстве. Добыча руд и нерудных ископаемых, перемещенных пустых пород. Окисление восстановленных из руд металлов (железа) как общепланетарный, геохимический процесс. Переработка руд. Рассеивание металлов, преобразование полезных ископаемых в форму, непригодную для повторной добычи.

    Понятие о геохимических аномалиях. Перспективы возникновения искусственных геохимических аномалий. Проблема захоронения отходов химической промышленности и отработанного ядерного топлива. Методы рационального использования богатств литосферы в сохранении плодородия почв. Расчеты массовой доли элементов, примесей в минералах.

Демонстрации. Образцы рудных и нерудных ископаемых и их свойства.

Тема 8. Биосфера. (8ч)

 Понятие о биосфере. Ее основные компоненты и их взаимосвязь. Круговорот элементов в природе. Биогенная миграция атомов. Превращение энергии в биосфере. Химические факторы, ведущие к нарушению биосферных процессов. Роль микроорганизмов в химических процессах, протекающих  в биосфере: в рециклизации некоторых загрязняющих веществ (металлов, пластмасс, S- и N-содержащих соединений).

Биотехнология – новый подход в решении проблем энергетики и промышленности. Проблема микробиологического белка. Влияние конкретных химических факторов на смещение биосферных процессов.

Тема 9. Загрязнение окружающей среды. Продолжение. (12 ч.)

Загрязнение углеводородами. Нефтепродукты. Источники загрязнения. Состав нефтяных загрязнений. Формы нефтяных загрязнений. Континентальные воды. Воздействие нефтепродуктов на водные экосистемы. Полициклические ароматические соединения. ПАУ. Источники бенз(а)пирена. БП. Бенз(а)пирен в воде. Бенз(а)пирен в донных отложениях. Бенз(а)пирен в планктонных организмах. Бенз(а)пирен в бентосных организмах. Разложение бенз(а)пирена морскими микроорганизмами. Последствия загрязнения бенз(а)пиреном.

Консервативные токсиканты в водных экосистемах. Синтетические органические вещества. Хлорированные углеводороды. ПХБ. ГХГЦ. ГХБ. ПХФ.  ПХБА. ПХДФ. ПХДД. ПХДГА. Пестициды. Зооциды. Инсектециды. Эпициды. Акарициды. Родентициды. Лимациды. Нематоциды. Фунгициды. Бактерициды. Гербициды. Дефолианты. Дефлоранты. Десиканты. Фумиганты. Ретарданты. Репелленты. Аттрактанты. Поступление пестицидов в гидросферу и его последствия. ДДТ или дихлордифенилтрихлорэтан. Синтетические поверхностно-активные вещества.

Демонстрации: Таблицы: основные источники поступления нефти в океан;  поступление нефтяных УВ в морскую среду; источник поступления; среднее содержание основных классов углеводородов и их производных в нефти и бензине из различных месторождений; средние уровни загрязнения БП; коэффициент накопления БП в различных объектах экосистем морей; оценка распределения ПХБ в окружающей среде в глобальном масштабе; содержание пестицидов в организмах озер; биологическое концентрирование ДДТ в пресноводных экосистемах. Схемы: антропогенное поступление нефтепродуктов в океаны.

Тема 10. Химия, человек и современное общество. (24 ч.)

  Химия в решении глобальных проблем современности: экономической, продовольственной, энергетической, сырьевой. Химические соединения в быту. Правила использования препаратов бытовой химии (красителей, моющих средств, строительных материалов). Защита домашней среды от проникновения вредных и нежелательных веществ, применение косметических средств. Проблема синтетической пищи. Искусственные компоненты традиционной пищи.

Химия и медицина. Натуральные и синтетические лекарственные препараты. Домашние растения и их роль в поддержании благоприятного микроклимата.

 Химические средства защиты памятников культуры (архитектуры, живописи, скульптуры) от вредного воздействия агрессивной окружающей среды.

 Химия строительных материалов: цемент, бетон, пенобетон, гипс, алебастр, известняк, песчаник. Состав, физико-химические характеристики.

  Стекло (оконное, бутылочное, химическое, хрустальное) История применения. Состав,  производство. Керамика и фарфор – древнейшее изобретение человечества.

  Черная металлургия - производство чугуна и стали. Доменный процесс. Мартеновский и конверторный способ производства стали. Легированные сорта стали. Цветная металлургия – производство алюминия, меди, цинка. Электрометаллургия и гидрометаллургия.

Производство серной кислоты. Различные виды сырья. Химико-технологический процесс контактного способа производства серной кислоты. Производство аммиака и азотной кислоты. Условия протекания химических реакций, их аппаратурное оформление. Принципы химической технологии. Расчеты. Вычисления выхода продукта в химических процессах.

Тема 11.Глобальные проблемы.  (7 ч.)

Радиационное загрязнение. Радиация. Изотопы. Число полураспада. Гамма излучения. «Эффект хормезиса».  Изотопы и радиоактивное излучение. Изотопы в окружающей среде. Решение задач на изотопы. Радиоактивный фон. Радон.

Список использованной литературы

1. Ахметов Н. С. Актуальные вопросы курса неорганической химии: Книга для учителей. – М,: Просвещение, 2007.
2. Аспицкая А.Ф., Титова И.М. Углеводородное сырье: нефть, газ, уголь– М.: Эксмо, 2008.
3. Браун Т., Лемей Г.Ю. Химия в центре наук. – М.: Эксмо, 2009
4. Врублевский А.И. 1000 задач по химии с цепочками превращений и контрольными тестами для школьников и абитуриентами. – Минск: Юнипресс, 2008
5. Габриелян О.С. Химия: Учебник для учащихся 10 класса общеобразовательных учреждений ( профильный уровень):  – М.: Просвещение, 2010.
6. Евстифеева А.Г. Химия вокруг нас.  – М.: РИА «Новая волна», 2007
7. Кузнецова Н.Е., Литвинова Т.Н., Левкин А.Н. Химия: Учебник для учащихся 11 класса общеобразовательных учреждений (профильный уровень): В 2ч. – М.: Вентана-Граф. 2008.
8. Лернер Г.И. Химия клетки. – М.: Эксмо, 2009
9. Поллер З. Химия на пути в третье тысячелетие. – М.: Просвещение, 2010.
10. Сорокин В.В., Злотников Э.Г. Химические производства и экология. – М.: Вентана-Граф. 2006.
11. Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в вузы. – М.: РИА Новая волна, 2008.
12. Шпаусус З. Путешествие в мир химии. – М.: Просвещение, 2010