Разработка и апробация методического сопровождения элективного курса « Оксид жизни – вода»
элективный курс по химии на тему

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное учреждение высшего профессионального

Образования

«Поволжская государственная социально – гуманитарная академия»

Естественно – географический факультет

Кафедра химии и методики ее преподавания

Дипломная работа

На тему: Разработка и апробация методического сопровождения элективного курса « Оксид жизни – вода»

Допустить к защите                                       Выполнила – студентка 5 курса

Зав.кафедрой химии и методики                  специальность 050101 «Химия»

Ее преподавания, д.п.н.,                                с дополнительной специальностью

Профессор Л.В.Панфилова                           050102 «Биология» Д.В. Ерофеева

Подпись_______________                             Подпись _____________________

«___» _____________2012г.

Дипломная работа защищена                        Научный руководитель – к.п.н.,

«___» _____________2012г.                          Доцент Л.К. Гиренкова

Оценка__________________                         Подпись _____________________

Председатель ГАК, д.х.н.,

Профессор И.К. Гаркушин

Подпись_________________

Самара 2012

Оглавление  

Введение

Реформы  образования происходят сейчас в большинстве  развитых стран мира. В настоящее время недостатком общего образования является его слабая ориентация на жизненное и профессиональное самоопределение растущей личности ученика. Самореализация личности является одной из основных  проблем в образовании, решение которой на протяжении более двух столетий ищут ученые – педагоги всего мира. Эта проблема прежде всего социально – экономического характера, определяющая в будущем путь страны, ее место в современной цивилизации и культуре.

Актуальность исследования заключается в формировании ценностно –ориентированной личности ученика, в связи с этим особенно важно развить познавательные интересы учащихся, содействовать перерастанию их в профессиональные.

Современный выпускник заинтересован в получении практико – ориентированных знаний, нужных ему для самореализации в условиях постоянного выбора. Поэтому не случайно важнейшим социальным требованиям  школе, заявленным в Концепции модернизации российского  образования  и в Концепции профильного обучения в учреждениях общего среднего образования, является ее ориентация не только на усвоение обучающимся определенной системы знаний, но и  развитие его личности, учет интересов, склонностей, способностей в соответствии с  профессиональным интересам и намерениями продолжения образования [ 43]

Разработка системы специализированной подготовки ( профильного обучения) в старших классах общеобразовательной школы занимаются сотрудники  Института общего образования РАО: Ю.И.Дик, С.Н.Чистякова, И.А. Сасова, П.С Лернер, Н.Ф.Родичев, О.В.Кузина, С.О. Кропивянская, В.А.Орлова, И.Л.Бим, В.Н. Пименова, А.А.Каверина, С.Г.Калинова, Т.А. Козлова, Л.Н.Боголюбов, В.М.Казакевич и др. ими подготовлен проект «Концепции профильного обучения и учреждениях общего среднего образования», который был одобрен на Ученом совете института. В Самарской области над этой проблемой работают: Г.Б.Голуб, В.В.Карасев,  Т.М. Ильинская[10,43].

В учебном плане старшей ступени школы появилось «место, свободное от стандарта». Это – обязательные курсы по выбору, или элективные курсы, одной из функций которых является профориентация в соответствии с интересами и возможностями старшеклассников[45].

Цель исследования: формирование у учащихся потребности в осознанном выборе профессиональной сферы деятельности через развития их познавательных интересов.

Для достижения цели исследования были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучить педагогические, методические, психологические и социальные аспекты проблемы введения элективных курсов в средних общеобразовательных школах.
2. Выявить актуальность введения элективных курсов в общеобразовательный процесс.
3. Выявить исходные теоретические основания, уточнить понятийный аппарат и разработать наиболее целесообразные методические  подходы к решению исследовательской проблемы.
4. Определить совокупность лекционных, семинарских и лабораторно практических занятий, методы и приемы, методические рекомендации, стимулирующие развитие интересов учащихся к химико – биологическому профилю.
5. Исследовать влияние элективного курса  «Оксид жизни – вода» на становление и формирование познавательных и профессиональных интересов учащихся.

         Объект исследования: учебно – воспитательный процесс развития профессионального интереса учащихся при изучении элективного курса «Оксид жизни – вода» в средней общеобразовательной школе.

Предмет исследования: теоретические основы и методическая система развития познавательных и профессиональных интересов учащихся при изучении элективного курса «Оксид жизни – вода» и условия ее реализации.

Нами выдвинута следующая гипотеза исследования: если изучение элективного курса «Оксид жизни – вода» в средней школе ориентирована на развитие профессиональных и познавательных интересов, то в результате будет обеспечено повышение качества знаний, умений, уровня профессиональной культуры, ценностных ориентаций и устойчивой, активной жизненной позиции учащихся.

В ходе исследования использовались следующие методы:

• Теоретические: анализ и изучение литературных источников, проектирование, прогнозирование результатов;
• Эмпирические: анкетирование, тестирование, наблюдения, эксперимент, беседа;
• Математические: методы проверки результатов  исследования;
• Рефлексивные: самоанализ, самооценка.

Исследование заключается в разработке программы и учебно – методических рекомендаций элективного курса «Оксид жизни – вода» для развития познавательных и профессиональных интересов учащихся.

Практическая значимость проведенного исследования состоит в том, что данный элективный курс «Оксид жизни – вода» может быть использован в практике работы общеобразовательных школ  и других альтернативных учебных заведениях.

Структура дипломной работы.  Дипломная работа состоит из введения, трех глав, выводов, библиографии(47)

1. Организационно – содержательное моделирование элективных курсов.

1. Элективный курс как одна из составляющих профильного обучения.

В настоящее  время наблюдается повсеместный переход общего образования на  профильное обучение.

Профильное обучение – средство дифференциации и индивидуализации обучения, позволяющая ее за счет   изменения в структуре, содержание и организации образовательного процесса более полно учитывать интересы, склонности и способности учащихся, создавать условия для обучения старшеклассников в соответствии с их  профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования.  Профильная  школа позволяет реализовать эту цель.

В содержании профильного обучения выделяется три компонента: федеральный базовый инвариантный компонент, обеспечивающий подготовку к сдаче единого государственного экзамена(ЕГЭ),профильный вариативный компонент – обязательный для изучения, обеспечивающий подготовку к сдаче профильного ЕГЭ, и элективный  компонент, содержащий ряд модульных курсов, расширяющих базовые и профильные курсы. При этом примерное соотношение объемов базовых общеобразовательных, профильных общеобразовательных предметов и элективных курсов определяется пропорцией 50:30:20 [10].

Элективные курсы – обязательные для посещения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы. Элективные курсы реализуют за счет школьного компонента учебного плана и выполняются две функции. Одни из них могут «поддерживать» изучение основных профильных предметов на заданном профильном уровне. Другие элективные курсы  служат  для внутрипрофильной специализации обучения и построения индивидуальных образовательных траекторий. Например, курсы «химические технологии», «Экология» и другие в естественно – научном профиле. Количество элективных курсов, предлагаемых в составе профиля, должно быть избыточно по сравнению с числом курсов, которые обязан выбрать учащийся. Они помогают ученику делать выбор будущего профессионального пути [45].

Курсы по выбору решают следующие задачи:

1. Создание условий для того, чтобы ученик утвердился в сделанном им выборе направления дальнейшего обучения, связанного с определенным видом профессиональной деятельности, или отказаться от него.

Выбор дальнейшего жизненного пути зависит от ответов на вопросы: «Могу ли?» и «Хочу ли?» заниматься тем или иным делом. В школе на уроках учителям совершенно не хватает времени, чтобы познакомить подростка со спецификой деятельности исследователя или организатора производства, физика или историка – ведь нужно объяснить новый материал. Решить эту проблему помогают элективные курсы определенного вида, которые условно назвали, - «пробными».

Аналогом  пробных элективных курсов можно считать ту часть прежних факультативов, программы которых были ориентированы на знакомство с видами деятельности, характерными для человека, работающего в той или иной образовательной области. Разница состоит лишь в том, что факультативы изучались не всеми и после уроков, а элективные курсы для всех (какие то элективные курсы должен выбрать каждый старшеклассник) и являются они составной частью индивидуального учебного плана ученика. Программами, учебными пособиями по курсам этого вида (наряду со специально созданными) могут стать программы и учебные пособия, разработанные для факультативных занятий.

2.   Помочь старшекласснику совершившему первоначальный выбор образовательной области для более тщательного изучения, увидеть многообразие видов деятельности, связанных с ней.

Эта проблема решается на элективных курсах, которые называют «ориентационными». Содержание и способы работы на занятиях по этим курсам могут напоминать работу творческого кружка. Программы этих курсов должны иметь больше «свободы», учитель должен будет корректировать программу, реагируя на интерес группы учеников или каждого ученика в отдельности. На любой результат деятельности ученика учитель должен обратить внимание, выслушать, обсудить [46].

3. Помочь ученику правильно и грамотно излагать материал, отвечать на вопросы преподавателя. Особенно, если речь идет об успешной сдаче экзамена.
4.  Научить ученика самостоятельно работать с источниками, уметь искать необработанную специально (как в учебнике) информацию, использовать при решении учебных задач свой собственный жизненный опыт.
5. Помочь ученику реализовать свои возможности, проявить творчество, утвердиться как личности, не боясь получить плохую оценку.

Вышеприведенное деление элективных курсов на виды весьма условно.

На практике решаемые элективными курсами задачи будут пересекаться. Но при сопоставлении школой учебного плана, определение необходимого набора курсов (создание «поля выбора») без понимания того – кому, какой и зачем элективный курс может быть нужен, без этого условного деления обойтись не удастся [45].

Содержание программы курса по выбору прежде всего зависит от особенностей набора профилей на третьей ступени обучения в данной школе и состава учащихся (количество, уровень предшествующей подготовки, половой состав и т.п.). но какие бы задачи ни ставил перед собой учитель, он не может не помнить о необходимости соблюдения следующих условий:

• Курс должен быть построен так, чтобы он позволял в полной мере использовать активные формы организации занятий, информационные, проектные формы работы. В противном случае  и «ликвидация пробелов» и «углубленная подготовка» переходятся во вполне традиционное натаскивание.
• Содержание курса, форма его организации должны помогать ученику через успешную практику оценить свой потенциал с точки зрения образовательной перспективы («я учусь в социально – гуманитарном классе не потому, что не нашел  в себе силы выучить таблицу умножения, а потому, что намерен стать юристом или журналистом, а для этого буду поступать в университет»).
• Отбирая содержание,  учитель (автор программы учебника) должен ответить на вопросы: « почему ученик выберет именно этот курс, а не другой? Чем он будет ему полезен, интересен?»
• Элективные курсы должны способствовать созданию положительной мотивации к тому или иному профилю. Помочь ученикам проверить себя ответить на вопросы: «Могу ли я, хочу ли я учить это, заниматься этим?». Однако чрезмерная перегруженность курса новым содержанием может не позволить ученику ответить на главные вопросы. Поэтому вполне возможно, что не весь объем содержания элективного курса является строго обязательным.
• Курсы должны познакомить ученика со спецификой видом деятельности, которые будут для него ведущими, если он совершит тот или иной выбор (историк, филолог, физик, химик и т.д.), т.е. повлиять на выбор учеником сферы профессиональной деятельности, пути (направления) получения им образования в профессиональной школе (прежде всего, высшей). Они должны включать пробы по ведущим для данного профиля видам деятельности (чтобы показать специфику через деятельность – работа с текстами, анализ источником, использование правовых документов и т.п.).
• Курсы (по возможности) должны опираться на какое либо пособие. Это позволит исключить « монополию учителя на информацию».
• Содержание элективных курсов не должно дублировать содержание предметов, обязательных для изучения.
• Если автор относит свой курс к ориентирующим, он должен так построить учебную программу, чтобы ученик мог получить представление о характере профессиональной деятельности (юрист, зоотехник, врач, лаборант и т.д.).
• Программа курса должна состоять из ряда законченных модулей. Это позволит ученику, в том случае, если он понял, что его выбор ошибочен, пойти в следующей четверти (полугодии) на занятие по другому курсу.

Отобранное содержание должно, с одной стороны, соответствовать познавательным возможностям старшеклассников, а с другой стороны – предоставляя ученику возможный опыт работы на уровне повышенных требований, развивать его учебную мотивацию [5].

Содержание курса может представлять собой:

• Расширенный, углубленный вариант какого –то раздела базового курса («неорганическая химия», «общая химия», «коллоидная химия» и т.д.);
• Введение в одну из «сопутствующих» данному предмету наук профессий (биохимия, химическая технология и т.д.);
• Отдельные фрагменты из различных разделов одного или нескольких предметов, если курс ориентирован на определенный уровень обобщения (например, «Естествознание») или освоение определенного вида деятельности («Эксперименты в физике, химии, биологии», «Работа с источником информации») [46].

2. Организация работы элективных курсов по химии в средней общеобразовательной школе.

Педагогические эффекты от появления элективных курсов в учебном плане школы могут быть существенно усилены, если администрация точно определит их место в образовательном пространстве учреждения, уделит внимание их ресурсному (в первую очередь, кадровому) обеспечению. При подборе учителя для работы на элективном курсе администрация должна учесть несколько соображений.

а) распределить нагрузку так, чтобы один учитель вел общеобразовательный предмет, другой – элективный, принадлежащий той же образовательной области. Это поможет избежать конфликтных отношений, иногда складывающих между учеником и учителем – предметником. Кроме того, открываются возможности для совместного творчества учителей, создается ситуация здоровой конкуренции между педагогами, ограничивает возможность использования учителями элективных курсов не по назначению, как дополнительных занятий по предмету. Ученику же позволяет услышать разные трактовки одних и тех же понятий, ответить на одни и те же, но по разному сформулированные вопросы.

б)   через вовлечение в преподавание элективных курсов родителей, педагогов дополнительного образования, учебно – производственных комбинатов, студентов и т.д. школа пополнится весьма перспективными преподавателями.

в)    преподавание элективных курсов имеет существенную специфику.

Учителю, строящему свою работу по традиционной программе тяжело перестать требовать от ученика точного воспроизведения всего того, что им было сказано на предыдущем уроке. Но в каждой школе есть творческие люди, у которых хотя и бывают проблемы с дисциплиной, но они любят, умеют работать индивидуально,.

С необходимостью устранения дефицита кадров связаны и такие решения, как создание муниципальных образовательных сетей. Например, проведение элективных курсов по химии в педагогическом университете или  дворце творчества, если там есть кадры соответствующей квалификации и современные средства обучения (например, хорошо оборудованные лаборатории т.д.), для учащихся близлежащих школ. Администрация  может предусмотреть возможность доплаты за работу на элективных курсах (внебюджетные средства, часы, выделенные на методическую работу) и ввести новый критерий для осуществления процедуры аттестации, чтобы привлечь учителей к работе на элективных курсах [10].

Временные ресурсы на организацию элективных курсов в основной школе определяет базисный учебный план.

Элективный курс должен занимать соответствующее место в расписании уроков. Практика работы школ показывает, что одним из наиболее удачных решений является вариант, при котором все элективные курсы концентрируются на один день в середине недели. Это, с одной стороны, позволяет решить массу организационных вопросов (расписание, перемещение и т.д.), а с другой стороны – позволяет замученному подготовкой  к вступительным экзаменам (именно в этой последовательности) старшекласснику сменить в середине недели вид учебной работы, отдохнуть от пресса отметки.

Введение в практику работы подобных новшеств, рефлексия результатов, не могут не повлиять на отношение учителей к отличным от традиционных для российских школ способам организации образовательного процесса [45].

1.3. Основные формы организации проведения элективных курсов.

С введением в школы профильного обучения началась разработка методики преподавания отдельных элективных курсов. Применяемые учителем на курсах по выбору образовательные технологии  должны быть ориентированы на то, чтобы ученик получил такую практику, которая поможет ему быть успешным на следующей ступени обучения или послешкольной профессиональной деятельности (ведение самостоятельного учебного исследования, поиск информации по имеющимся источника, ответы на вопросы во время дискуссии и т.д.) [43].

Программу элективных курсов можно условно разделить на три группы:

1. Программы элективных курсов, в котором предлагается не только показывать демонстрационные эксперименты и делать фронтальные лабораторные работы, а ориентировать учащихся на выполнение работ, которые носят исследовательский характер.
2. Программа элективных курсов, основной целью которых является решение проблемы организации обобщения -  повторение материала, но нетрадиционным способом. Школьники могут расширить свои представления о естественных науках, по другому взглянуть на роль эксперимента, осознать ход процесса познания человеком природы, переосмыслить знакомые понятные факты.
3. Программы которые можно назвать «ориентирующими». Из них предполагается знакомство с определенным аспектом базовой науки или направлением исследования, которое возникло на стыке естественных наук. Курс расширяет кругозор ученика [46].

На элективных курсах работа часто проводится с группой учащихся из разных классов, объединенных общими интересами. Длительность проведения занятия – два академических  часа (90 минут с перерывом, в виде «сдвоенного урока»).

Структура каждого отдельного занятия определяется характером курса, содержанием изучаемого материала, поставленными учителем дидактическими целями [35].

Так как профильное обучение предполагает заметное сокращение преподавания в классно – урочной системе, то доминирующее значение, приобретают такие формы работы как: семинары, дискуссии, творческие встречи, коллоквиумы, собеседования, лабораторные и лабораторно – практические работы, обзорные и установочные лекции, проведение творческих конкурсов, публичных защит проектов, самостоятельное изучение основной и дополнительной литературы, а также иных источников информации, проведение эвристических контрольных работ, информационная поддержка самообразования с помощью учебных видеофильмов, электронных текстов, интернета, использование рейтинговых оценок успешности профильного обучения, экскурсии на предприятиях, специализированные выставки, практика на оплачиваемых и учебных рабочих местах, самостоятельное трудоустройство и выполнение оплачиваемой работы [43].

На занятиях элективных курсов из словесных методов на первый план выдвигается лекционный, свойственный высшей школе. Выбор темы для лекционного изложения зависит от ее места в курсе, дидактических целей, содержание материала [10].

Школьная лекция отличается от вузовской меньшей продолжительностью, замедленным темпом чтения, включает элементы беседы. Она может иметь или объяснительно – иллюстративный, или частично – поисковый, или  проблемный характер. План лекции помогает следить за изложением материала, выделять смысловые части текста. После ознакомления с планом дается литература, из которой учащиеся могут получить дополнительные сведения по данной теме.

Обучая записыванию лекции, необходимо обращать внимание учащихся на то, чтобы они  фиксировали в конспекте основные теоретические положения, определения и выводы, записывали формулы веществ, уравнения реакция, константы, важнейшие факты, ссылки на литературные источники. Существенное в лекции учитель выделяет интонацией голоса, жестом, более медленным проговариванием. Новые термины, названия, формулы, уравнения, даты и т.д. записываются на доске, что облегчает восприятие лекции и ее записывание.

Лекции по элективным курсам дополняются демонстрацией опыт, коллекций, моделей, таблиц. Темы, включающие частично известный учащимся материал, лабораторные опыты, упражнения, задачи, работу с раздаточным материалом, целесообразные изучать с применением других словесных методов – рассказа, объяснения, беседы.

Лекционный материал приучает учащихся активно воспринимать учебный материал, сосредоточенно работать на занятии. Установлению связи между фактами и явлениями, их запоминанию, приведению полученных знаний в систему, формулировке выводов способствует после лекционная работа – беседа с учащимися, выполнение ими упражнений и опытов, решение задач, работа со справочными материалами [11].

Активность мышления характеризуется проявлением устойчивого интереса к изучаемой теме, возникшей проблеме, задаче, направленностью внимания  мыслительных операций на понимание изучаемого материала [43]. Активизировать мыслительную деятельность учащихся при изложении учебного материала можно различными путями:

1. Живое, интересное и эмоциональное изложение, включающее в разумных пределах занимательные факты из истории научных открытий, жизни ученых. Использование в самом начале изложения стартовых моментов, представляющих собой завязку к последующему изложение. Включение в рассказ ярких, образных сравнений, отрывков из научно – популярных книг и произведений художественной литературы [11].

Понимание и запоминание нового материала будет более успешным, если он включается в систему знаний, полученных ранее в основном курсе. Учащимся становится интересно то, что они хорошо понимают, понимание же достигается хорошим, логически построенным изложением, вставляющим каждого ученика внимательно следить за ходом мысли учителя [45].

2. Применение дедуктивного подхода при изучении всего курса или его разделов.

Дедуктивный подход предполагает первоначальное вооружение учащимся наиболее общими и важнейшими теоретическими понятиями и законами, на которых основывается последующий материал. Такой подход дает предпосылку переноса знаний на новые объекты, включение новых знаний в систему курса, экономит время изучения курса, так как знания даются как бы в свернутом виде.

3. Проблемное изложение  учебного материала, при котором на первый план ставится задача развития активного мышления, самостоятельности, смекалки, потребности самому понять изучаемый вопрос. Учащиеся как бы добывают знания с помощью учителя и вместе с ним проходят путем исследователя.

Не все проблемы, поставленные на лекции, тут же должны решаться. Эту работу можно осуществлять на семинарских и лабораторных занятиях, при выполнение домашних заданий с использованием учебной и справочной литературы.

4.   Приемы сравнения и сопоставления, анализа   и синтеза, обобщения.

5.        Сочетание словесных методов с различными средствами наглядности: графическими пособиями, моделями, коллекциями, химическими опытами и др. Из средств наглядности первое место принадлежит химическому эксперименту. Педагогическая эффективность демонстрации достигается четкостью и продуманной последовательностью действий учителя, наглядностью, оптимальным сочетанием показа и объяснения.

В развитии активного мышления большую роль играют опыты – задачи, опыты – вопросы, опыты, подтверждающие или опровергающие утверждения учащихся [11].

Занятие на элективных курсах желательно дополнять такой формой деятельности вне школы, как экскурсия. Это могут быть экскурсии на предприятия, различные лаборатории, краеведческие музеи. Итоги экскурсии подводятся на занятии, к которому учащиеся готовят небольшие сообщения, отчеты и рефераты, изготовляют коллекции, технологические схемы и диаграммы, описания профессий [43].

Наиболее сложным является вопрос об оценке уровня достижений учащихся. Если речь идет о сознании на занятиях ситуации, способствующей возникновению у школьника мотивации к учению, то учительская отметка, занесенная в журнал, здесь неуместна. Вероятно, наиболее действенным «оружием» будет являться оценка сделанного, созданного учеником. «Продукт» (установка, текст и т.д) должен быть представлен на суд его же коллег – старшеклассников, оценен ими. Уровень же успешности будет определяться, с одной стороны, «реакцией публики», а  с другой – широтой «публикации» наработанного. Эссе одного старшеклассника, например, будет опубликовано в школьной газете; научный доклад другого – представлен на районный конкурс научных работ; остальные работы обсуждены в классе [45].

II.Содержание и структура элективного курса «Оксид жизни – вода»

2.1     Программа элективного курса   «Оксид жизни – вода»

Пояснительная записка

В настоящее время проблема выбора профессиональной деятельности для современной молодежи является весьма актуальной, так как для обеспечения своего карьерного роста необходимо наличие базовых знаний, полученных еще в школе. Профильное обучение направлено на реализацию личностно – ориентированного подхода в  учебном процессе, что существенно расширяет сферу выбора для школьника [45].

Целью данного элективного курса является создание условий для формирования и развития у учащихся: интереса к химии и биологии, любознательности, творческих способностей, умений и навыков в области химического эксперимента.

Реализация данной цели предусматривает решение следующих задач:

• Закрепить, систематизировать и расширить знания учащихся о воде, ее строении и свойствах: взаимодействии воды с простыми и сложными веществами, разложении воды;
• Выявить причины нехватки воды на планете и основные источники загрязнения гидросферы;
• Продолжить формирование умений анализа ситуации, прогнозирования и навыков исследовательской деятельности;
• Продолжить формирование умений решать расчетные задачи, выполнять опыты в соответствии с требованиями правил работы и техники безопасности в кабинете химии на рабочем месте;

На основе содержания курса раскрываются мировоззренческие идеи [20]:

• Обусловленность свойств веществ их составом и строением;
• Применение веществ на основе их свойств;

Требования к усвоению учебного материала:

Учащиеся должны знать:

- состав, строение, физические и химические свойства воды;

- электрохимические свойства растворов;

- причины нехватки воды на планете Земля, основные источники загрязнения гидросферы и их влияние на здоровье человека;

- методы химического анализа питьевой воды;

- методы очистки воды в быту.

 Учащиеся должны уметь:

- применять полученные знания на практике;

- практически исследовать качества питьевой воды;

- Определять цель, выделять объект исследования, способы регистрации полученной информации и ее обработки;

- Писать рефераты.

Формы контроля уровня достижений учащихся и критерии оценки.

В данном курсе промежуточный контроль достижений является инструментом положительной мотивации и своевременной коррекции работы учащихся и учителя. В качестве форм промежуточного контроля рекомендуется использовать рефераты, тестовые задания, творческие и исследовательские работы.

Большая роль в изучении курса принадлежит химическому эксперименту, который является источником знаний, служит основой для выдвижения и проверки гипотез, средством закрепления знаний и умений.

Курс рассчитан на 14 часов, по 2 часа в неделю. Учитель может обосновано изменять последовательность изучения вопросов и время на их изучение. Проведение всех форм занятий должно предусматривать ознакомление учащихся с правилами техники безопасности.

Программа элективного курса «Оксид жизни - вода»

         Тема 1.

История изучения гидросферы. Вода в природе. Роль воды в геологической истории и существовании жизни на Земле. Круговорот воды.

Вода на Земле, агрегатные состояния воды, функции воды в природе и в жизнедеятельности человека. Круговорот воды.

Тема 2

Состав, структура, получение, физические и химические свойства воды.

Вода, ее состав, тяжелая вода, радиоактивная вода, строение молекулы воды, получение, плотность воды, температура кипения и замерзания воды, теплоемкость. Взаимодействие воды с металлами, неметаллами. Сложными веществами. [6,18,33,37,39]

Семинар

Состав, структура, получение, физические и химические свойства воды.

Установление состава воды, массовая доля, жидкое, твердое и газообразное состояние воды, взаимодействие воды с металлами, оксидами, очистка и применение воды.[40]

Тема 3

Экология воды в Самарской области

Загрязнение водоемов области, источники загрязнения, загрязняющие вещества, необходимость охраны водных ресурсов.[31].

Тема 4

Теория растворов И.А. Каблукова

Физическая теория растворов. Химическая теория растворов. Теория растворов И.А. Каблукова. Объединенная теория растворов.

Тема 5

Определение качества воды. Определение катионов и анионов в водопроводной воде

Определение прозрачности воды, цвета, запаха и вкуса. Определение наличия ионов железа в воде, определение рН воды, жесткости, наличие органических соединений. Определение аммиака и ионов аммония. Определение нитратов и нитритов. Определение хлоридов и сульфатов. Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов.

Тема 6

Характеристика природных вод.

Характеристика природных вод. Использование воды в технологических процессах и сельском хозяйстве. Влияние хозяйственной деятельности на водные ресурсы и водный режим.

Тема 7

Основные источники загрязнения гидросферы.

Основные источники загрязнения гидросферы. Защита вод от загрязнения. Нехватка питьевой воды. Проблема чистой воды.

Тема 8

Методы очистки воды

Способы очистки воды от нефтяного загрязнения. Очистка воды от синтетических моющих средств. Отстаивание водопроводной воды.

Защита творческих работ (конференция)

Урок – игра «Самое удивительное вещество»

Вода в природе, наибольшая плотность воды, полярность молекул воды, диэлектрическая проницаемость, способность растворять и вызвать диссоциацию кислот, оснований и солей, запасы водных ресурсов в России.

Урок – пьеса «Оксид жизни – вода»

Вода как оксид, кристаллическая структура воды, льда, аномальная плотность льда, значение воды для живых организмов планеты.

Тематическое планирование лекционных, семинарских и лабораторно –   практических занятий элективного курса «Оксид жизни – вода»

Таблица 1

2.3     Дидактический комплекс  к изучению элективного курса

«Оксид жизни – вода»

2.3.1  Структура  дидактического комплекса

2.3.2. Содержание дидактического комплекса

2.3.2.1       Методические рекомендации к лекции «Состав, структура, получение, химические и физические свойства воды»

Цель – изучить состав, структуру, способы получения ,физические и химические свойства воды.

План.

1.Состав воды, ее виды.

2.Стрктура воды.

3.Получение воды.

4.Физические свойства воды.

5.Химические свойства воды.

1.     Люди интересовались водой с незапамятных времен .Еще в IV веке до нашей эры Аристотель  провозгласил воду началом всех вещей. В 1668 году Гюйгенс предложил принять воду  за опорные точки шкалы термометра ,в 1780 году Кавендиш , пропуская электрические искры в смеси кислорода и водорода, впервые  синтезировал воду ,а Лавуазье в 1783 году вывел ее формулу. Химик  И.В. Петрянов - Соколов дал наиболее емкое определение  воды, назвав ее самым необыкновенным веществом. Необыкновенность воды заключается в наличии многих аномальных, только ей присущих свойств. Почти  все физико-химические свойства воды- исключение в природе,  и только благодаря этим аномалиям воды возможна жизнь на нашей  планете.

Вода содержит три различных изотопа Н2  и  три  О2, поэтому существует девять устойчивых видов воды с общей формулой  Н2О2 [18].

        Нулевая вода состоит из чистого легкого водорода и кислорода воздуха. В ней нет тяжелого водорода, у нее постоянный состав.

        Радиоактивная вода содержит изотоп водорода – третий. Одна радиоопасна .

        Вода разного вида имеет различия в физических свойствах [33,37]

2.    Как построена одна молекула воды, теперь известно очень точно. Она построена таким образом, что атом кислорода связан с двумя атомами водорода в плоскости, а угол между водородными атомами составляет 105 градусов.

Благодаря своеобразному строению отдельные молекулы воды  взаимодействуют между собой. Возникает особая химическая связь вследствие того, что каждый из атомов водорода одной молекулы оттягивает к себе электроны атомов кислорода в соседних молекулах. За  счет такой водородной связи каждая молекула воды оказывается довольно прочно связанной с четырьмя другими соседними молекулами. Все отдельные молекулы воды оказываются связанными  в единую сплошную пространственную сетку. И в то же время все молекулы находятся в очень сложном подвижном равновесии, сохраняя индивидуальные свойства и образуя сложные агрегаты. То есть, вода имеет определенную структуру [33].

3.    Воду получают взаимодействием кислорода и водорода на платиновом катализаторе, в этом случае получается очень чистая вода. Также способом получения является пропускание электрического тока через эквивалентные количества газов в эвдиометре.

        2Н2+О2=2Н2О

4.       Необычайное молекулярное строение воды обуславливает необычность ее свойств.

        Плотность воды составляет 1 грамм на кубический сантиметр, но возможна более плотная упаковка молекул до 1,8 г/см3.

        Вода кипит при температуре 100 градусов Цельсия, а должна кипеть при -800С (как гидрид кислорода по положению его в периодической таблице). Температура замерзания  в соответствии с химической природой должна быть не 00,а -1000С.

        Вода не подчиняется многим физико-химическим закономерностям, справедливым  для других соединений, потом что взаимодействие ее молекул необычайно велико и требуется особенно интенсивное тепловое движение молекул, чтобы преодолеть дополнительное притяжение. Это и приводит к такому неожиданному и резкому повышению температур кипения  и плавления воды.

        Чтобы нагреть 1 грамм воды на 1 градус, необходима 1 калория(4,2 Дж). Это более чем вдвое превышает теплоемкость любого химического соединения.

        Таким образом, вода – великий распределитель тепла по Земле. Нагретая Солнцем под экватором, она переносит тепло в Мировой океан гигантскими потоками морских течений  в далекие полярные области, где жизнь возможна только благодаря этой удивительной способности воды.

        Таковы физические свойства воды[33].

5.       К химическим свойствам воды относятся:

1.Взаимодействие с металлами и неметаллами . В зависимости  от активности металла:

Ме активный + Н2О=щелочь + Н2

Ме ср. активности + Н2О= Оксид Ме +Н2

Ме малоактивный +Н2О

        С неметаллами:

С+ Н2О= СО+Н2 (ТЕМПЕРАТУРА)

2.Взаимодействие воды с оксидами металлов и неметаллов:

Р2О5+Н2О=Н3РО4 (ортофосфорная кислота)

СО2+Н2О=Н2СО3(угольная кислота)

СаО + Н2О=Са(ОН)2(гидроксид кальция)

3. разложение воды под действием электрического тока:

Н2О - Н2+О2

        Таким образом, вода проявляет разнообразные химические свойства. Металлы реагируют с образованием щелочей, оксидов и водорода, кислотные  оксиды с образованием соответствующих   кислот, основные –оснований. Для неметаллов трудно вывести общие закономерности [6,39].

        Вода – универсальный растворитель. В ее молекуле центры положительного и отрицательного зарядов сильно смещены относительно друг друга. Молекула воды  полярна. Поэтому вода обладает исключительно высоким  значением диэлектрической проницаемости, равным восьмидесяти, для воздуха  ε= 1.Это значит, что два любых разноименных заряда в воде взаимно притягиваются друг к другу с силой в 80 раз меньше, чем в воздухе.

        На поверхности тела, погруженного в воду, силы, действующие между молекулами  или атомами этого тела, ослабевают под влиянием воды почти в сто раз. Если оставшаяся  прочность связи между молекулами становиться  недостаточной, чтобы противостоять действию теплового движения, молекулы или атомы тела начинают отрываться от его поверхности и переходят в воду, тело растворяется [33].

        Таковы основные физико-химические свойства воды.

2.3.2.2       Методические рекомендации к семинарскому занятию

«Состав, структура, получение, физические и химические свойства воды»

        Цель – изучить  состав, распространение воды в природе, ее физические и химические свойства, способ очистки, применение и значение воды в живой и неживой природе.

        План.

1.Вводная часть.

2.Основная часть.

3.Заключительная часть.

1.  В вводной части семинарского занятия учитель дает инструктаж хода урока, учащиеся получают листки с заданиями.

        Инструктаж: каждый участник в течение 10 минут работает с одним вариантом теста, соседи по парте работают с разными вариантами, а класс при этом разбивается на две группы, каждая из которых выясняет свою сторону вопроса. Затем учащиеся работают в парах. Каждый объясняет свой ответ, обосновывает его , в случае сомнений школьники обсуждают задание. После этого учащийся, выполнявший задание 1-го варианта, вписывает свой ответ в рабочий листок товарища, и наоборот. По мере выполнения тестовых заданий у учащихся на листках появляются ответы на все вопросы, обозначенные в цели занятия, для обоих вариантов

2.      Выполнение тестовых заданий.

        Вариант 1.

1.Закончите фразу. Самое распространенное сложное вещество на

Земле - ….

2. Выберите  молекулярную формулу воды, если известно, что массовая доля водорода  в ней 11,1%, а кислорода - 88,9%:

 а)Н3О              б)НО2            в)Н2О

3. Установление состава воды методом разложения называется:

 а) синтез

б) гидролиз

в) анализ

4.Агрегатное состояние воды при обычных условиях:

 а ) жидкое

б) твердое

в) газообразное

5. Установите правильную последовательность слов:  запаха, чистая, имеет, вода, не, цвета, и

6. При взаимодействии воды с активными металлами образуются:

а ) оксид

б) гидроксиды

в)водород

7.Допишите уравнение реакции:

Zn+H2O=…

8.Выберите формулы оксидов, с  которыми реагирует вода:

а )SiO2

б)CaO

в)SO3

г)Li2O

9.Закончите фразу. При взаимодействии основных оксидов с водой образуются….Эта реакция относиться к реакциям …

10. Установите последовательность операций по очистке воды: осаждение примесей, фильтрация, отстаивание, хлорирование

11.Перечислите  области использования воды человеком.

Вариант 2.

1.Закончие фразу. Тривиальное название  оксидов водорода - ….

2.ыберите молекулярную формулу воды, если известно, что массовое соотношение водорода и кислорода в ней равно 1:8:

а)Н2О2          б)Н2О        в)НО

3.Установите состава воды методом получения из простых веществ называются:

а) анализ

б) синтез

в) дистилляция

4.агрегатное состояние воды при 00 С:

а) жидкое

б)твердое

в) газообразное

5.Установите правильную последовательность слов : равно, при, 1г/см3, максимальна, воды,  40С, плотность, чистой, и

6.При  взаимодействии воды с металлами средней активности образуются:

а) оксиды

б) гидроксиды

в) водород

7.Допишите уравнение реакции:

К+ Н2О=…

8. Выберите  формулы оксидов, с которыми реагирует вода:

а) СО2

б) ВаО

в) СО

г) Na2O

9.Закончите фразу. При взаимодействии кислотных оксидов с водой образуются…Эта реакция относиться к реакциям….

10.Установите последовательность возрастания степени очистки воды: озонированная вода, профильтрованная вода, дистиллированная вода, речная вода.

11.перечилсите явления живой и неживой природы с участием воды.

3.

        На заключительном этапе проводиться фронтальная беседа и пояснение сложных моментов. Учащиеся вносят необходимые исправления в свои листки. Затем учитель собирает все рабочие листки и оценивает работу каждого учащегося.

        Вопросы:

• О каком веществе говориться в первом задании?
• Какова молекулярная формула воды?
• Какие агрегатные состояния воды вам известны?
• Где применяется вода?[40].

2.3.2.3      Методические рекомендации к лабораторно – практическому  занятию «Определение качества воды. Определение катионов и анионов в водопроводной воде».

Цель – совершенствование умений и навыков проведения лабораторных работ по химии, применение знаний о свойствах воды на практике.

План.

1. Инструктаж.
2. Выполнение работы.
3. Оформление результатов, отчет о проделанной работе.

Ход занятия

«Определение качества воды».

Опыт 1. Определение качества воды.

Оборудование и материалы: цилиндр с наклеенной полоской миллиметровой бумаги, пробирки, раствор йода.

1.1 Определение прозрачности воды

Цилиндр с наклеенной полоской миллиметровой бумаги установите на печатный текст и начните вливать дистиллированную воду, следя за тем, чтобы можно было считать, доливать, пока буквы различимы. Затем налить еще чуть – чуть и начинать спускать воду до тех пор, пока не будет четкой видимости текста. Снова отметьте уровень воды в см,  сравните с высотой уровня воды в первом случае. Величины должны совпасть.

Далее таким же образом определяем прозрачность испытуемой воды. Записываем наблюдения и вывод.

1.2 Определение цвета воды

В первую пробирку налейте дистиллированную воду, во вторую – исследуемую. Поставьте обе пробирки рядом и приложите лист белой бумаги. Наблюдения цвета воды и вывод.

1.3 Определение запаха и вкуса воды

В пробирку наливаем несколько мл воды и добавляем каплю раствора йода:

I2 + H2S = 2HI + S

Наблюдения: помутнения воды свидетельствует о наличие в воде сероводорода. Вывод.

Опыт 2. Определение наличия ионов железа в воде.

2.1 Определение наличия трехвалентного железа в воде

Оборудование и реактивы: роданид калия, гексацианоферрат калия (II), (III), пробирки.

В пробирку налейте 5 мл воды и прибавьте несколько капель 5 % - го роданида калия, в другую пробирку с водой добавьте гексацианоферрат калия (II).  Наблюдения:  при наличии красного окрашивания в первой пробирке и образования берлинской лазури во второй можно говорить о наличии ионов трехвалентного железа в воде. Вывод.

2.2 Определение наличия двухвалентного железа в воде

В пробирку налейте 5 мл воды, добавьте гексацианоферрат калия (III). Наблюдения: при наличии ионов трехвалентного железа раствор окрашивается в синий цвет. Вывод.

Опыт 3. Определение рН воды.

Оборудование и реактивы: вода, индикатор, штатив с пробирками, универсальный индикатор.

В пробирки налить образцы воды и определить рН с помощью универсального индикатора. Наблюдения:

Вывод.

Опыт 4. Определение жесткости воды.

Оборудование и реактивы: пробирки, бюретка, мыльный раствор, дистиллированная вода, образцы вода.

В пробирку налейте образцы воды. В пробирку с дистиллированной водой добавьте из бюретки мыльный раствор до получения мыльной пены, встряхивая. Запишите число капель. То же проделайте с другими пробирками. Наблюдения:

Вывод.

Опыт 5. Определение органических соединений в воде.

Оборудование и реактивы: исследуемая вода, перманганат калия (раствор), химический стакан, плитка.

В стакан налейте 20 мл воды и добавьте 10 мл раствора перманганата калия, нагрейте на плитке. Наблюдения: при наличии органических соединений в воде появляется коричневый осадок. Вывод.

«Определение катионов и анионов в водопроводной воде».

I.Определение аммиака и ионов аммония.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) аммиака и ионов аммония в воде – 2 мг/л в виде иона аммония.

В пробирку диаметром 13 -14 мм налейте 10 мл исследуемой воды, прибавьте 0,2 – 0,3 мл 30% - го раствора сегнетовой соли и 0,2 мл реактива Неслера. Через 10 – 15 минут проведите приблизительно определение по таблице.

Таблица 2

Ориентировочное суммарное содержание аммиака и ионов аммония в воде

Вывод.

II. Определение нитратов и нитритов.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) нитритов (NO2-) в питьевой воде составляет 3,3 мг/л, нитратов (NO3-) – 45 мг/л.

На предметное стекло поместите три капли исследуемой воды. В присутствии нитрат – и нитрит – ионов появляется синее окрашивание, интенсивность которого зависит от их концентрации. Вывод.

III. Определение хлоридов и сульфатов.

Концентрация хлоридов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 359 мг/л.

В водах рек северной части России хлоридов содержится обычно немного, не более 10 мг/л, в южных районах – до десятков и сотен мг/л.

Много хлоридов попадает в водоемы со сбросами хозяйственно – бытовых и сточных вод.

Опыт 1. Качественное определение хлоридов с приближенной количественной оценкой.

В пробирку отберите 5 мл исследуемой воды и добавьте 3 капли 10% - го раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определите по осадку или помутнению.

Таблица 3

Определение содержания хлоридов

Вывод.

Опыт 2. Количественное определение хлоридов титрованием.

В коническую колбу 100 мл воды, прибавьте 1 мл 5% - го раствора хромата калия и титруйте  0,05Н раствором нитрата серебра при постоянном взбалтывании до появления слабо – красного окрашивания.

Содержание хлоридов (Х) в мг/л вычислите по формуле:

Х = 1,773 * V *100 / 100

где 1,773 – масса хлорид – ионов (мг, эквивалентная 1 мл точно 0,05Н раствора нитрата серебра) ; V – объем раствора нитрата серебра, затраченного на титрование, мл.

Вывод.

Опыт 3. Качественное определение сульфатов с приближенной количественной оценкой.

В пробирку влейте 10 мл исследуемой воды, 0,05 мл соляной кислоты и 2 мл 5% - го раствора хлорида бария, перемешайте. По характеру выпавшего осадка определите ориентировочное содержание  сульфатов: при отсутствии мути концентрация сульфат – ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут, - 5 – 10 мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу поле добавления хлорида бария, - 10 – 100мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат – ионов (более 100мг/л).

Вывод.

IV. Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов.

1. Обнаружение свинца.

В пробирку с пробой воды внести 1 мг/л 50% - го раствора уксусной кислоты и перемешайте. Добавьте 0,5 мл 10% - го раствора дихромата калия, при наличии в исследуемой пробе ионов свинца. Пробирку встряхните  и через 10 минут приступите к определению. Содержимое пробирки рассмотрите  сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикройте со стороны света картоном.

Концентрацию свинца в анализируемой воде рассчитайте по формуле:

С = а/V (мг/л)

где а – содержание свинца в соответствующей пробирке шкалы, мг;

V – объем взятой на анализ воды, л.

2. Обнаружение железа.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в воде водоемов и питьевой воде составляет 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности.

Обнаружение общего железа.

а) в пробирку поместите 10 мл исследуемой воды, прибавьте 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора перекиси водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.

б) к 5 мл исследуемой воды прибавьте 1 каплю бромного раствора и 3 капли раствора соляной кислоты. Через 5 минут прибавьте 3 капли роданида аммония (или калия), перемешайте и сравните со шкалой.

Таблица 4

Шкала для определения содержания железа

Приготовление растворов:

- роданида аммония: 3,8 г NH4SCN  растворить в 100 мл дистиллированной воды;

 - гексацианоферрата (III) калия: 5,5г K3[Fe(CN)6] растворить в 100 мл дистиллированной воды;

 - бромного раствора: к 2,5 г KBrO3 прибавить 5 г KBr и растворить в 100 мл дистиллированной воды;

 - раствора 1: к 2 мл 10% - го раствора хлорида платины прибавить 10 мл концентрированной соляной кислоты и довести до 100 мл дистиллированной водой;

 - раствора 2: 2,5 г СоСl2 ·6Н2О растворить в 50 мл дистиллированной воды, прибавить 10 мл концентрированной соляной кислоты и довести объем до 100 мл.

Обнаружение железа (III)

Обнаружение железа (III) определяется расчетным путем – по разности между содержанием общего железа и железа (III).

К 5 мл исследуемой воды прибавьте 3 капли роданида аммония (или калия), перемешайте и сравните окраску пробы со шкалой

3.

Учащиеся в лабораторных тетрадях оформляют наблюдения и выводы в соответствующие таблицы. Учитель по звеньям принимает отчет о проделанной работе. В классе делается общий вывод о качестве исследуемой водопроводной воды и воды из водоемов.

4. Методические рекомендации к творческому заданию

Защита творческих работ (конференция)

Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,

Тебя не возможно описать, тобою наслаждаются,

Не ведая, что ты такое.

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни:

Ты сама жизнь….

Ты самое большое богатство в мире…

(Антуан де Сент – Экзюпери)

Учитель: Вода  - самое распространенное  и удивительное соединение на земном шаре, не похожее по свои физико – химическим свойствам ни на одно природное вещество. Две трети поверхности Земли занимают океанские просторы. Именно в недрах океанов на нашей планете зародилась жизнь. И сейчас ничто живое не может существовать без воды.

О том, как образовалась и развивалась водная оболочка Земли – гидросфера, об удивительных особенностях воды, благодаря которым она становиться то другом, то врагом человека, о перспективах освоения и использования водных богатств, о борьбе с водным голодом, угрожающим нашей планете, пойдет речь на нашей конференции.

Выступления учащихся со следующими рефератами:

1. Полезные аномалии

2. Вода в четвертом состоянии
3. Вода – магнит
4. Тяжелая вода
5. Путешествия водяных капель
6. Водяное отопление планеты
7. Единство природных вод
8. Водяной голод
9. Вода мира и мир воды

Урок - Пьеса «Оксид жизни - вода»

Цель – обобщение знаний о воде.

В пьесе принимают участие следующие действующие лица: Капитан космического корабля «Титан», Вода – обыкновенная девушка, Кремнезем – юноша из знатной семьи, мать Кремнезема, Корунд – надменная особа из знатной семьи, Железо – близкий друг капитана, Сероводород, Теллуроводород, Селеновород и другие участники путешествия. В ней речь идет о том, что может случиться, если пренебрежительно относиться к воде и не учитывать ее значение.

Ход занятия

Действие 1

Большой зал космического корабля «Титан». Играет музыка из кинофильма «Титаник». В центре – капитан корабля, вокруг – разодетые дамы и кавалеры. Они ведут светские беседы, музыка постепенно стихает.

Железо (поднимает высоко бокал)

Да здравствует наш капитан! (аплодисменты)

Примите наши поздравления!

Огромный звездолет «Титан»

Помчался к звездам.

Отрытый двести лет назад

Металл космического века,

Как древнегреческий гигант

Служил и служит человеку.

Капитан

Да – а, наш космический полет

Наверное, не год займет.

Вот почему лишь из титана

Построен был мой звездолет!

Железо

Не побоюсь  фраз нескромных:

Когда закончится полет,

Как самый быстрый и огромный

Корабль в историю войдет!

Все опять аплодируют, восторгаясь Капитаном и кораблем.

Капитан

Вас вечером ждет шумный бал –

Устроим праздник – карнавал!

Все радостно хлопают в ладоши, разбиваются на группы и, продолжая обсуждать новость, постепенно покидают сцену. Снова звучит музыка из кинофильма «Титаник».

Действие 2

На сцену выходят Вода и Кремнезем. Они о чем то спорят. Когда музыка затихает, слышно продолжение разговора.

Кремнезем

Я так прошу тебя прийти…

Ты будешь королевой бала!

Из всех оксидов в этом зале

Такой красивой не найти!

Вода

Не нужно ни о чем просить.

Ах, Кремнезем, слова напрасны!

Простолюдинку пригласить

На бал, где дамы так прекрасны,

Где кавалеры  - короли

И графы, герцога и князи?!

(безнадежно махнула рукой, вздохнула)

Они  - правители Земли,

а мы -  оксиды низшей расы…

тебя ждут ссоры и скандал,

Меня – насмешки, унижения.

Ведь ты – Агат, ведь ты – Опал!

Забыл свое происхождение?

Ты – Халцедон, Кристобалит,

Ты -  Оникс, Кварц, ты – Тридимнт.

Не счесть всех титулов и званий.

(С горькой усмешкой)

Мне не запомнить и названий.

А я – вода, я лишь вода

И не смогу быть никогда

Красивым драгоценным камнем

Со знатным родовым названьем.

Кремнезем

Но красоту твоих снежинок,

На окнах кружева картинок

Никто  не сможет повторить

 или красивей сотворить.

Снегов полярных белизна,

Морей и рек голубизна…

Кто сможет сотворить такое?

Одна лишь ты, лишь ты одна!

А как твой чистый снег блестит!

Своим сиянием он сразу

Затмит Рубины и Алмазы,

И Кварц мой здесь не устоит!

(Берет Воду за руки)

Отбросим предрассудки прочь!

Забудем титулы и званья.

Там, за окном такая ночь

И звезд таинственных сиянье!

Звучит музыка. Кремнезем, кланяясь, приглашает Воду на танец. Они некоторое время танцуют, потом, танцуя, покидают сцену.

Действие 3

На сцене с шумными возгласами, обмахиваясь веером, появляется мать Кремнезема со свитой. За ней, пытаясь угодить, со стаканом воды в руке следует Корунд. Железо вежливо подает кресло.

Мать Кремнезема

Как ты посмел нас оскорбить.

Нарушить правила приличия?

Как смог ее ты пригласить,

Бесчувственный, эгоистичный!

На корабле оксидов – тьма!

Они в Сапфирах и Рубинах…

(Намекающие жесты в сторону Корунда)

Я выберу тебе сама графиню или же богиню.

Усаживается в кресло, берет стакан воды у Корунда, пьет. Корунд обмахивает ее веерам.

Кремнезем

Не нужен мне холодный блеск

Камней, не тронутых веками.

Хочу волны услышать плеск

И теплый  дождь ловить руками.

По лужам шлепать босиком,

Зимой лепить огромный ком,

Весной, когда тот ком растает,

Бежать за звонким ручейком!

Мать Кремнезема (вскакивает, расталкивая окружение, и уже кричит не терпящим возражения тоном)

Ты точно тронулся умом!

Не голова, а снежный ком!

Допрыгался, видать, по лужам,

Добегался за ручейком!

На шум прибегает Капитан

Капитан

Что слышу я? И шум, и крик,

Не думал Капитан – старик,  

Что не смогу всем угодить,

полет наш в праздник превратить.

Мать Кремнезема

Вы, Капитан, тут ни причем.

Всю жизнь я сыну посвящала,

Не думала и не гадала,

Что сын мой станет палачом.

Не уважает свою мать,

Позорит честь семьи и рода.

Посмел на праздник наш позвать

Простолюдинку из народа.

Кремнезем

Ты, мам, не знаешь ничего!

Корунд

Позвольте в разговор вмешаться.

Чтоб не обидеть никого.

Во всем здесь надо разобраться.

Давайте суд здесь создадим,

Дадим Воде шанс оправдаться.

(наклоняется к матери Кремнезема)

Ведь все равно мы победим…

Кремнезем

Я не позволю издеваться!

Капитан

И все же пусть произойдет

Суд справедливый, беспристрастный,

Чтобы дальнейший наш полет

Спокойным был и безопасным.

Действие 4

Звучит музыка. На сцене установлены столы и стулья, как в зале суда. Капитан занимает место судьи, Вода – место обвиняемой. Капитан тучит молотком и начинает заседание.

Капитан

Мы вызываем в зал гидридов.

Входят гидриды. Один держит указку, двое других – плакат

Капитан

Клянитесь правду говорить! 

Селеноводород

Клянемся правду говорить

Теллуроводород

Не льстить, душою не кривить!

Селеноводород

Мы – Селеноводород….

Теллуроводород

И Теллуроводород…

Сероводород

Ну и сероводород

Не позорили свой род

Подчиняется законом

Справедливый наш народ!

А Вода – хоть и гидрид –

Не по правилам кипит

На сто восемьдесят ниже

Ей закон кипеть велит!

Показывает на графике точку кипения воды. Зал возмущенно зашумел. Капитан стучит молотком. Встает Вода, выходит в центр.

Вода

Если буду закипать

При такой температуре,

Никогда вам не видать

Ни дождей, ни волн, ни бури.

Океаны закипят,

Испарятся тут же реки.

Не увидите во веки,

Как снежинки полетят.

Уходит, садится на свое место. В зале шепот. Капитан стучит молотком

Капитан

Мы вызываем в зал Железо.

На середину выходит Железо.

Клянитесь правду говорить.

Железо

Клянусь я правду говорить,

Не льстить, душою не кривить.

(обращается к Воде)

Вы, Вода, почти во всем неправы.

Все мы тонем в собственном расплаве.

И когда металл затвердевает,

Плотности своей не понижает.

Ты ж Вода, нарушила закон:

Лед по тебе плывет,  не тонет он.

Опять в зале неодобрительный шепот.

Выходит Вода.

Я всегда за продолженье жизни.

Всей мне превратиться в лед нельзя.

Ведь погибнут все живые организмы, что живут и в реках, и в морях.

Вскакивает Корунд, перебивает воду.

Корунд

Ты у нас не выдавишь слезу.

Ненавижу дождик и грозу!

Капли ручейки водой питают,

Мерзкие ручьи все разрушают.

Даже скалы прочные – и те

Не сопротивляются воде.

Ты. Вода, коварный разрушитель,

Потому что сильный растворитель.

Вода

Не переоценишь роль растворов,

Грош – цена всех разговоров.

На земле любой круговорот

Лишь при помощи воды идет!

И обменные процессы

Невозможны без воды.

Нет воды, и нет движенья,

В этом суть моей вины?

За сценой раздается сильный грохот. на сцене все падают со стульев.

На корабле паника. Пассажиры беспорядочно бегают, толкая друг друга, хватая сумки и чемоданы. За сценой голос автора.

Автор

Увлеклись судом над невиновной.

И никто не видел, что летит

На «Титан» со скоростью огромной,

как скала большой метеорит.

Кремнезем, Капитан и Железо пытаются успокоить присутствующих.

Капитан

Прекратите все паниковать!

Все замирают, опускают сумки, чемоданы. Капитан разворачивает карту и говорит твердым, спокойным голосом.

Где то рядом есть планета

Кажется, никто там не живет.

Хоть не велика планета эта,

Но содержит в атмосфере кислород.

Железо

Успокойтесь, никаких волнений.

Разойдитесь по своим местам.

Наш корабль меняет направленье.

Мы вам доверяем Капитан!

Звучит музыка. Все поднимают разбросанные вещи и медленно уходят со сцены.

Действие 5

Каменная пустыня безжизненной планеты. Звучит музыка. На сцену, еле волоча ноги, выходят уставшие, перепачканные, растрепанные участники путешествия с сумками и чемоданами в руках

Корунд

Мы уже бредем вторые сутки.

Там, вдали, остался наш «Титан»

Дайте отдохнуть хоть пол минутки.

Пожалейте женщин, Капитан.

Капитан

Отдыхайте, сколько захотите,

Ведь теперь нам некуда бежать.

Только сядьте рядом, помолчите.

Я хочу вам кое – что сказать.

Все кидают вещи и садятся вокруг Капитана, собираясь внимательно его слушать.

Нам понадобилось кораблекрушение,

Чтобы очень важно понять:

Ослепленные огромным самомнением,

Мы других не стали замечать.

Мы их оскорбляли, унижали.

Мы устроили Воде позорный суд!

Лишь теперь увидели, узнали –

Наши камни жизни не спасут.

Здесь без нас полно камней чудесных:

Малахит, Рубины… только вот

Без воды, особенно без пресной

Ничего на камнях не растет

Здесь на вас не льют дожди косые,

И не разрушают реки гор.

          Но не зацветут цветы живые,

И не зашумит сосновый бор.

Лапки ящериц и лапы грозных тигров

По камням холодным не бегут,

Ласточки, орлы, вороны, грифы

На камнях холодных гнезд не вьют.

Но мне кажется, что есть надежда

Мертвую планету оживить,

Если мы с водой, как было прежде,

Снова будем в тесной дружбе жить.

Все поднимаются, начинают искать Воду,        но не находят ее.

Корунд

Где Вода? Мы просим все прощения!

Мать Кремнезема

Без тебя планету не спасти!

Железо

За обиду, злобу, унижения

Ты прости, Вода, всех нас прости!

Звучит музыка из кинофильма «Титаник». На сцену выходят Вода в глубоком струящемся наряде. На фоне уставших, растрепанных участников путешествия она выглядит величественно, но без излишней гордости. Дамы и кавалеры кланяются, как при появлении королевской особы. Кремнезем становится перед Водой на колено и целует ей руку. Все аплодируют.[9].

III.     Исследование педагогической эффективности элективного курса        

          «Оксид жизни – вода»

Целью экспериментального исследования являлась проверка результативности выдвинутой гипотезы об эффективности теоретических положений исследования, предложенной методической разработки элективного курса «Оксид жизни - вода», используемых методов и средств обучения.

Разработанная нами методика проведения занятий по элективному курсу была апробирована в 9 классах Безенчукской средней общеобразовательной школы. Его преподавание шло в течение практики I полугодия 2011 – 2012гг..

Для выявления отношения учащихся к изучению химии в общеобразовательной средней школе нами разработана анкета «что нужно знать». В данной анкете представлены 6 вопросов, отражающих содержание курса. Они позволяют выяснить стремление учащихся к более углубленному познанию химии.

Для получения наиболее полного и объективного отражения знаний, умений, интересов положительной мотивации учащихся в ходе педагогического эксперимента применяли комплекс методов, среди которых наиболее продуктивными являлись: наблюдение за работой учащихся на занятиях данного элективного курса, анализ их ответов; анкетирование, тестирование; анализ результатов творческой деятельности учащихся.

Для выявления  отношения учащихся к изучению химии в общеобразовательной средней школе нами разработана анкета «Мое отношение к изучению химии». В данной анкете представлены три группы вопросов:

1. Вопросы, позволяющие определить первоначальный интерес к химии;
2. Вопросы, позволяющие выяснить стремления учащихся к более углубленному познанию химии. На этой ступени определяется уровень силы и действенности интереса (его активность и пассивность);
3. Вопросы, позволяющие определить отношение к активным практическим занятиям в области химии (любят ли участвовать в чем либо, организовывать что – либо и т.д.).

Если положительные ответы на вопросы первой группы подтверждаются положительными ответами на вопросы второй группы, то можно считать, что учащиеся не только положительно относятся к химии, но и испытывают к ней интерес, характеризующий субъекта – деятеля в отличие от субъекта – созерцателя. Если положительные ответы не подтверждаются в дальнейшем, то можно говорить о некоторой пассивности к химии.

Методика анкеты включает в себя: бланк А – лист вопросов, бланк Б – лист ответов и бланк дешифратора.

Если учащимся нравиться делать то, о чем говориться в вопросе, то они ставят «+» (соответствует высокому уровню интересов), не знают: «0» (соответствует среднему уровню интересов), не нравиться: «-» (соответствует низкому уровню интересов) [35].

Результаты анкетирования обработаны и представлены в таблице 5

Таблица 5

Результаты анкеты «Мое отношение к изучению химии» (до проведения элективного курса)

Таким образом, можно сделать вывод, что у 48,4% учащихся низкий уровень интереса к изучению химии, лишь 33,3% - проявляют высокий уровень интереса к данному предмету, 18,3 – имеют средний уровень интересов. Более углубленно изучать химию стремится 35,1% старшеклассников (соответствует высокому уровню интересов), 11,6% - не знают хотят ли получить более глубокие знания по предмету (средний уровень интересов), 53,3% - имеют низкий уровень заинтересованности в углубленном изучении химии. Нравятся  активные практические занятия в области химии 33,4 % учащимся, 8,3% - имеют средний уровень заинтересованности к данному виду деятельности, у 58,3% - низкий уровень заинтересованности к таким занятиям.

Нами была разработана анкета «Мое отношение к занятиям элективного курса «Оксид жизни - вода», которая была проведена по окончанию занятий курса. В анкете представлены вопросы, позволяющие определить отношение учащихся к материалу, формам занятий курса, их заинтересованности к данной теме, а в дальнейшем и к профессиональному пути. Ответы выбираются из ниже предложенных:

А – положительно (для 1-2 вопросов), да (для 3 – 8 вопросов);

Б – отрицательно  (для 1 – 2 вопросов), нет (для 3- 8 вопросов);

В – затрудняюсь ответить

Результаты анкетирования обработаны и представлены в таблице 6:

Таблица 6

Результаты анкеты «Мое отношение к занятиям элективного курса «Оксид жизни - вода»

По результатам анкеты «Мое отношение к занятиям элективного курса «Оксид жизни - вода» видно, что 66,7 – 86,6% учащихся положительно относятся к данному курсу, 6,7 – 20% - отрицательно и 6,7 – 26,6% - затрудняются ответить.

В целом, в ходе исследования было выявлено, что изучение элективного курса «Оксид жизни - вода» способствует развитию познавательного интереса учащихся, их активной позиции к своей будущей профессии, у некоторых связанной с химической специализацией.

В конце педагогического эксперимента для оценки отношения учащихся к химии при изучении элективного курса «Оксид жизни - вода» нами была проведена повторно анкета «Мое отношение к изучению химии».

Результаты обработаны и представлены в таблице 7, из которой видно, что у 81,6% учащихся высокий уровень интереса изучать химию, у 18,4% - нет интереса к предмету.

Более углубленно изучать химию выразили 55% учеников (высокий уровень интересов), однако, 33,3% - имеют низкий уровень заинтересованности в глубоких знаниях в области химии, 11,7% - определились, хотят ли они получать расширенные знания по предмету (средний уровень интересов).

Высокий уровень заинтересованности к активным практическим занятиям в области химии оформился у 54,9% учащихся, 6,7% - затрудняются ответить на данный вопрос (средний уровень интересов), 38,4% - имеют низкий уровень заинтересованности к таким занятиям.

Таблица 7

Результаты анкеты «Мое отношение к изучению химии» (после  проведения элективного курса)

Результаты анкеты «Мое отношение к изучению химии», полученные до и после проведения педагогического эксперимента, отражены в сравнительных гистограммах (рис.1 – рис.3).

Рис.1. Сравнительная гистограмма выявления интереса у учащихся к изучению химии

Рис.2. Сравнительная гистограмма выявления углубленного познания химии у учащихся

Рис.3. Сравнительная гистограмма выявления отношения у учащихся к активным практическим занятиям по химии

Результаты анкетирования, представленные в таблицах 5 - 7 и сравнительная гистограмма (рис.1 – рис.3), указывают на эффективность использования данного элективного курса «Оксид жизни - вода» в формировании познавательных интересов учащихся, перерастающих в профессиональные, на что указывает высокий процент положительных ответов на вопросы анкет.

ВЫВОДЫ

Проведенное теоретическое и экспериментальное исследование позволяет сделать следующие выводы:

1. Изучены педагогические, методические, психологические и социальные аспекты проблемы введения элективных курсов в средних общеобразовательных школах.
2. Введение элективных курсов в общеобразовательный процесс является актуальным, что определяется заинтересованностью современного выпускника в получении практико – ориентированных знаний, необходимых ему для самореализации в условиях постоянного выбора.
3. Разработан наиболее целесообразный методический подход к решению проблемы сознанного выбора химико – биологического профиля учащимися на примере элективного курса «Оксид жизни – вода»
4. Определены совокупность лекционных, семинарских и лабораторно – практических занятий, методы и приемы, методические рекомендации, стимулирующие развитие интересов учащихся к химико – биологическому профилю.
5. Экспериментально – методическое исследование подтвердило эффективность элективного курса «Оксид жизни - вода» на становление и формирование познавательных и профессиональных интересов учащихся.

Библиография

1. Акопьян В.А. Элективные курсы в профильном обучении (Образовательная область «Естествознание»): Методическое пособие. Самара, 2006. – 77с
2. Андреева Н.Д. Профильная ориентация учащихся //Биология в школе. 2003. № 1 С.29 - 34
3. Ануфриева Е.Н., Компаниец О.Н. Интегрированный обобщающий урок «Гидросфера» // Химия в школе. 2001. №7
4. Войтович В.А. Химия для любознательных. – М.:Просвещение,1989.
5. Воронин Г.А. Элективные курсы: алгоритм создания, примеры программ. Практическое руководство для учителя. М.: Айресс – Пресс, 2006. – 118с.
6. Габриелян О.С. Химия. 8 класс: Учеб. для общеобразоват. учеб. Заведений. М.:Дрофа,2002.208с.
7. Гаубе П.Р., Акчурина Г.С., Гавриловский А.Н. Практикум по общей химии. М.: «Высшая школа», 1962. 268с.
8. Гузей Л.С., Сорокин В.В. Растворы. М.: «Высшая школа»,1992.16с.
9. Демьянова С.А. Оксид жизни – вода // Химия в школе. 2001.№7
10. Дик Ю.И., Чистякова С.Н., Сасоева И.А. Концепция профильного обучения в учреждениях общего среднего образования // школьные концепции. 2002. №4. С.79 – 81.
11. Дьякович С.В. Методика факультативных занятий по химии: Пособие для учителя. М.: Просвещение,1985 – 175с.
12. Еремеев В.И., Подгайская И.Б. Химия вокруг нас // химия в школе. 2002. № 3. С.76 – 80
13. Зарубаева Н.В.Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Учебные пособия для вузов. – Л.:Стройиздат,1986.
14. Зарубин Г.П., Новиков Ю.В. Современные методы очистки воды и обеззараживание питьевой воды. Гигиенические основы охраны окружающей среды. – М.:Медицина,1986.
15. Зацепина Г.Н. Свойства и структура воды. – М.:Издательство Московского университета,1984.
16. Золотова Н.А. Известная и неизвестная вода // Химия в школе. 2002 №8
17. Каспржак А.Г., Иванова Л.Ф. Схема разработки программы авторского курса по выбору // Модернизация. 2003. №1 С 10 – 13.
18. Классен В.И. Вода и магнит. М.:Издательство «Наука»,1973.112с.
19. Краевский В.В., Полонский В.М. Методологические характеристики педагогического исследования и критерии оценки его результатов.Самара:СГПИ.1992.
20. Кудинова Н.С. профильное обучение в современной школе. На примере биологического профиля // образование в современной школе. 2004. №11. С. 16 – 20.
21. Кукушкин Ю.Н.Химия вокруг нас. – М.:Высшая школа,1992
22. Курганский С.М. Внеклассная работа по химии:Викторины и химические вечера. М.:5 за знания,2006.
23. Кутырин И.М., Беличенко Ю.П. Охрана водных ресурсов – проблема современности. – Л.:Гидрометеиздат,1994.
24. Левашов В. Занимательная химия. М.:Просвещение,1991.
25. Лялько В.И. Вода. Издательство «Наукова думка». Киев,1991.
26. Лялько В.И. Вода известная и неизвестная.-М.:Знание,1989.
27. Меркулов А.А. Самая удивительная на свете жидкость.-М.:Знание,1989.
28. Никитина М.А., Петровичев А.А., Петровичева Т.В., Фомичев С.В. Интегрированный урок: конференция о воде и ее свойствах // Химия в школе.2005.№1.
29. Новиков Ю.В. Природа и человек.- М.:Просвещение,1991.
30. Новиков Ю.В. Воде быть чистой.- М.:Просвещение,1991.
31. Охрана окружающей среды и здоровья населения:Сб.науч.трудов // под общ.ред.к.м.н.,доц.Карханина.Самара,1998.125с.
32. Пацукова Л.В., Семенькова Н.И. Слушается дело об аномалиях воды //Химия в школе.2001.№7
33. Петрянов И.В. Самое обыкновенное вещество в мире. М.:Педагогика,1981.96с.
34. Полонский В.М.Оценка эффективности работы по методике обучения химии // Химия в школе.1979.№3.С.17 – 20.
35. Профконсультационная работа со старшеклассниками  Под ред.Б.А.Федоришина.К.:Радянська школа,1980. – 160с.
36. Речкалова И.И.,Сысоева .Л.И. какую воду мы пьем // Химия в школе. 2004.№3.
37. Синюков В.В. Вода известная и неизвестная. М.:Знание,1987.176с.
38. Спенглер О.А. Слово о воде.- Л.: Гидрометеоиздат,1990.
39. Турлакова Е.В.,Дубла Р.В.Урок по изучению химических свойств воды //Химия в школе.2000.№1.
40. Устинова Т.В. Тестовый само – и взаимоконтроль при изучении нового материала // Химия в школе.2005.№1.
41. Фиалков Ю.Я.  Необычные свойства растворов. М.: Педагогика, 1978. 112с.
42. Химия 9 класс: сборник элективных курсов. Вып.3 / авт. – сост. В.Е.Морозов. – Учитель,2007. – 121с.
43. Чистякова С.Н., Лернер П.С. и др. Профильное обучение и новые условия подготовки //школьные концепции.2002.№1.
44. Шабанова И.А. Изучение растворов в курсе химии 9 класса // Химия в школе. 1997.№7.
45. Элективные курсы в профильном обучении  // Под ред. А.Г.Каспржака. М.: Вита – Пресс, 2004. – 144с.
46. Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область «Естествознание» // Под ред. А.Г.Каспржака. М.: Вита – Пресс,2004. – 96с.
47. Юрков Г.К., Сафонова И.И.Вода. М.:Просвещение,1962.88с.

Приложение1

Лекция «Экология воды в самарской области»

        Цель – сформировать представление о состоянии загрязнения поверхностных вод на территории Самарской области, дать понятия об  источниках загрязнения, воспитывать экологическое мировоззрение.

        План.

1.Источники загрязнения.

2.Состояние вод Куйбышевского водохранилища.

3.Состояние рек Самарской области.

1. На формирование общего уровня загрязненности поверхностных вод оказывают влияние:

• Сброс недостаточно очищенных и загрязненных сточных вод промышленных предприятий городов;
• Сброс сельскохозяйственных сточных вод;
• Сброс хозяйственно-бытовых сточных вод населенных пунктов области;
• Поверхностный сток с площади водосбора.

В последние годы вопросами поверхностного стока уделяется большое внимание. По степени загрязненности поверхностных сток с городских территорий соответствует бытовым сточным водам, а в некоторых случаях даже поверхности его. Поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий, обработанных минеральными и органическими удобрениями, содержит много соединений азота, фосфора, калия и меди.

Большой вред наносит загрязнение поверхностных вод пестицидами. Причиной загрязнения является вымывании остаточных доз ядохимикатов из почв. Несмотря на то, что прямые источники загрязнения ликвидированы, ядохимикаты продолжают поступать в водные объекты с поверхностным стоком с сельхогодий. Методов их нейтрализации  в  почвах нет.

С промышленными и сельскохозяйственными сточными водами в  водные объекты попадают многие токсические соединения. Некоторые из них  обладают кумулятивным действием, которое  проявляется после накопления их в организме. Металлы, попадая в водоемы, отрицательно влияют на  процессы самоочищения, замедляют восстановление качества воды в реке.

Для  оценки уровня загрязненности воды используются предельно  допустимые концентрации вредных веществ (максимальное качество  вредного вещества в единице объема или массы, которое при  ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает каких-либо болезненных изменений в организме человека) – ПДК

2. По площади Куйбышевское водохранилище является одним из самых больших водохранилищ в России. На качество воды водохранилища оказывают влияния недостаточно очищенные сточные воды промышленных предприятий, сок с поверхности водосбора, а также транзит загрязненных вод с верховьев Волги. Уровень загрязненности оценивается как «умеренно загрязненная» вода, то есть, вода 3-его класса.

Основными загрязняющими веществами ,характерными для пункта нашего внимания, являются нефтепродукты и соединения меди. Их среднегодовые концентрации в 90-х годах превышали норму в 3-15 раз, максимальные концентрации – в 15-29 раз.

3.

По территории Самарской области протекает 143 реки общей протяженностью 4500 км, среди них  маловодные реки и крупные многоводные притоки Волги.

Оценивая загрязненность рек Самарской области, следует отметить , что содержание многих нормируемых загрязняющих веществ превышает предельно допустимые концентрации. Качество воды рек не  соответствует нормативным требованиям, предъявленным к водным  объектам рыбохозяйственного назначения. Качество воды рек  оценивается как «умеренно загрязненная» и «загрязненная».

Река Съезжая является одним из наиболее загрязненных рек нашей области. Основным загрязняющими веществами является фенолы, нефтепродукты, аммонийный и нитридный азот, соединения меди.

Река Самара  является наиболее крупным притоком Саратовского водохранилища, она  имеет значительную протяженность и протекает по территории Оренбургской и Самарской областей. На качество вод реки оказывают влияние сточные воды городских очистных сооружений городов Бузулук  и Кинель,  Безымянского промузла Самара, а также поверхностный сток с сельскохозугодий.

Уровень загрязненности воды на протяжении последних лет стабилизировался. Качество воды по комплексным оценкам соответствует «умеренно загрязненной». Основными загрязнителями являются фенолы, нефтепродукты, аммонийный и нитритный азот, соединения меди.

Самые высокие среднегодовые концентрации пестицидов зарегистрированы в воде р.Чапаевка ниже г.Чапаевска, на протяжении 90-х годов достигала уровня экстремально высокого загрязнения и колебались в  пределах от 10 до 385 ПДК. Хроническое загрязнение воды реки пестицидами сложилось в результате загрязнения сточными водами Средневолжского завода химикатов.

В течение двух последних лет практически во всех реках области  наблюдается высокий уровень загрязнения воды соединениями марганца.

Вывод . необходимо бережно относиться к сохранению природного качества воды. Нельзя беспредельно и бесконечно загрязнять естественную среду  и рассчитывать, что природа сама справиться с загрязнением. Всему  есть предел. Способность воды к самоочищению – это основной естественный резерв, но вода не безграничный дар природы.

Пренебрежение к вопросам защиты вод от загрязнения приводит к тому, что дефицит воды от года к году будет расти,  а это может серьезно нарушить экологические условия жизни человека. Качество потребляемой воды в значительной мере влияет на здоровье людей. В настоящее время становиться очевидным , что загрязнение вод не только таит  в себе угрозу гибели некоторых видов рыб или других организмов, но и ведет к коренным сдвигам в самой структуре биосферы, что отрицательно сказывается на здоровье   населения [31].

Приложение 2

Лабораторно - практическое занятие «Очистка воды от загрязнений»

Цель – совершенствование умений работы в лаборатории, приобретении умений по очистке воды в лаборатории.

План.

1. Инструктаж.
2. Выполнение работы.
3. Оформление результатов, отчет о работе.

Опыт 1. Способы очистки воды от нефтяного загрязнения

Оборудование и реактивы: нефть, опилки, кристаллизатор с водой.

В кристаллизатор с водой добавьте 1 – 2 мл нефти и на образовавшуюся на поверхности воды пленку насыпьте опилки. Когда опилки пропитаются нефтью, осторожно соберите ее с поверхности воды. Наблюдения и вывод.

Опыт 2. Очистка воды от синтетических моющих средств

Оборудование и реактивы: раствор СМС, поваренная соль, пробирка, спиртовка.

В пробирку налейте 2-3 мл раствора СМС, нагревая, добавляйте поваренную соль, по мере насыщения раствора растворимость СМС уменьшается и они всплывают на поверхность в виде творожистых хлопьев. Наблюдения и вывод.

Опыт 3. Отстаивание водопроводной воды

Оборудование и реактивы: кристаллизаторы с образцами воды.

При отстаивании в течение определенного времени улетучивается остаточный свободный хлор, который применяют в системах водозабора для обеззараживания воды. Кроме того, под действием гравитационных сил происходит осаждение относительно крупных суспензионных и коллоидных частиц, находящихся во взвешенном состоянии. В некоторых случаях осадок желтеет, что свидетельствует а выпадении в осадок  трехвалентного гидроксида железа.

В кристаллизаторы налейте образцы воды и дайте отстояться в течении нескольких часов. Наблюдения:

Вывод.

Опыт 4. Кипячение

Оборудование: химический стакан, электрическая плитка, вода, раствор перманганата калия.

Воду, налитую в химический стакан, прокипятите на плитке в течение 3-х минут, дайте  немного остыть, добавьте раствор перманганата калия. Пронаблюдайте окрашивание. Вывод (кипячение обеззараживает воду, происходит дегазация, улучшаются органолептические свойства воды).

Опыт 5. Вымораживание

Оборудование: кристаллизатор с водой, морозильная камера.

Метод вымораживания основан на разности температур замерзания чистой воды и растворов. Сначала замерзает чистая вода, а в оставшемся объеме концентрируются соли. Наблюдения. Вывод.

3.

Учащиеся оформляют результаты и по звеньям сдают отчет о проделанных исследований учителю. Затем в классе делается общий вывод об эффективности способов очистки воды от различных загрязнений.

Приложение 3

Урок - Игра «Самое удивительное вещество»

Цель – обобщение и систематизация знаний о свойствах воды, о необходимости бережного отношения к ней, об ее строении, применении и получении.

Заранее готовим группу учащихся, которые будут делать сообщения, предусмотренные сценарием. Они подбирают необходимое оборудование: географическую карту, глобус, таблицы, графики, находят в видеотеке слайды для иллюстрации рассказов. Другая группа занимается художественным и музыкальным оформлением вечера.

Команды, которым предстоит принимать участие в конкурсах, должны будут показать знание стихотворений, пословиц, песен о воде, поэтому они получают задание ознакомиться с соответствующей литературой в библиотеке.

Ход урока

Вода в природе

Советский ученый В.И.Вернадский писал: « Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое её бы не заключало. Все земное вещество… ею проникнуто и охвачено».

Если посмотреть на глобус или карту, то становится очевидным, что большую часть земной поверхности занимают океаны, моря, озера и реки.

В природе вода встречается в трех агрегатных состояниях: в жидком, твердом (ледяной покров полярных регионов Земли и вершин гор) и и газообразном (облака, туман и т.п.).

Приводим таблицу о содержании воды в гидросфере, атмосфере, литосфере.

Физические свойства и строение воды

Трудно найти в природе другое вещество, физические свойства которого были бы так необычны, своеобразны, аномальны.

Плотность воды при переходе из твердого состояния в жидкое не уменьшается, как почти у всех других веществ, а возрастает. Если бы это было не так то приближение зимы поверхностные стой природных вод охлаждалась бы до 00С и опускались на дно, освобождая место более теплым слоям. Так продолжалось бы до тех пор, пока вся масса водоема не приобретала бы температуру 00С. Далее льдины стали бы погружаться на дно, и водоем промерз бы на всю глубину. Жизнь в воде была бы невозможной.

Но наибольшей плотности вода достигает при 40С. При этой температуре заканчивается перемещение слоев, вызываемая охлаждением. В дальнейшем самый охлажденный слой с меньшей плотностью остается на поверхности, превращается в лед и тем самым защищает лежащие ниже слои от замерзания.

Вода обладает аномально высокой теплоемкостью – 4,18 Дж/(г · К). не одно вещество не требует таких больших затрат теплоты для повышения его температуры на 1´С. В ночное время, а также при переходе от лета к зиме вода остывает медленно. Днем или при переходе от зимы к лету она медленно нагревается. Это делает регулятором и переносчиком тепла на всей планете.

С высокой полярностью молекул воды связана большое значение диэлектрической проницаемости и почти не имеющее себе равных способность растворять другие полярные соединения и вызывать электролитическую диссоциацию кислот, оснований и солей.

Причина этого в том, что электроны образующие связи О – Н, смещены к более электроотрицательному атому кислорода. В результате в молекуле создаются два полюса: положительный – атомы водорода – и отрицательный – атом кислорода.

Вода обладает большим поверхностным натяжением. По утверждению К.С.Лосева, у абсолютно чистой воды эта величина столь велика, что по ней можно было бы кататься на коньках, как по льду.

 Температура кипения воды 1000С, плавления - 00С. Это тоже аномально высокие значения. Ученые объясняют такой факт тем, что молекулы воды способны соединяться в агрегаты с помощью водородных связей. На разрыв этих связей и затрачивается большое количество тепловой энергии при нагревании.

Вода – самое необыкновенное вещество в мире

Гимном этому веществу стали строки знаменитого французского писателя Антуана де Сент – Экзюпери: « вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое.

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни. ты сама жизнь.Ты наполняешь нас радостью, которого не объяснишь нашими чувствами с тобою возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились».

«Где вода, там и жизнь» - и «Земля умирает, если ушла вода» - эти восточные пословицы известны каждому.

Вода была той великой колыбелью, в которой зародилась жизнь на Земле. Процессы, которые происходят в клетках организмов, осуществляются при ее участии.

Установлено, что состав плазмы крови близок к составу воды морей и океанов. В крови содержится 83% воды.

Человек умирает, если потеряет всего 12% влаги своего организма. Для нормальной жизнедеятельности каждому человеку необходимо примерно 2,5 литров в сутки.

 Запасы воды в нашей стране очень велики. На ее территории имеется около 200 000 рек и озер. И среди них такие озера – великаны, как Байкал, Онежское и др. чтобы представить себе количество находящейся там воды, достаточно сказать, что в одном Байкале сосредоточено около 10% доступной пресной воды нашей планеты.

Огромные количества воды потребляют растения. Подсчитано, что для получения 1т пшеницы нужно около 1500т воды, хлопчатника – 10000т. Большая часть этой воды испаряется листьями, давая атмосфере столько воды, сколько ее несут все реки земли. Лишь 1,5 – 2% поступающей в растения воды расходуется в процессе фотосинтеза, а это составляет около 650 млрд тонн в год.

Вода – универсальный растворитель. На дне Тихого океана находиться 1 500 000 млн тонн металлических руд. В воде морей и океанов содержится почти все элементы периодической системе Д.И. Менделеева. Океанскую воду называют «жидкой рудой» и уже сегодня из нее извлекают натрий, хлор, золото, уран.

Применение воды

Даже если речь пойдет только о промышленности, то  области применения воды настолько обширны, что практически невозможно назвать какой  - либо производственный процесс, в котором не использовалась бы вода. Промышленность нашей страны ежесекундно потребляет столько воды, сколько несет ее Волга. На получение 1 т стали расходуется 150 т воды, бумаги – 250 т, синтетических волокон – 4000 т.

Вода используется в сельском хозяйстве для полива, например, овощных, зеленных и технических культур, а также при производстве сельскохозяйственной продукции.

Многие химические процессы ускоряются в присутствии воды, т.е. вода играет роль катализатора. А, например, при получении кислот, гашении извести, в процессах гидратации, схватывания и затвердевания связывающих материалов (цемент, гипс, известь) вода  - активный реагент.

Как это ни странно звучит, но вода играет определенную роль и в искусстве: каскады прудов и фонтаны украшают сады и парки. Во многих странах есть традиция сооружать зимой ледяные скульптуры героев сказок и легенд.

Получение воды

Казалось бы, разговор об этом не заслуживает особого внимания. Ведь вода – самое распространенное вещество на поверхности Земли. Но нельзя забывать, что природная вода представляет собой раствор различных веществ, концентрация которых колеблется в широких пределах. Абсолютно чистую воду получить очень трудно.

Критерием чистоты воды служит постоянство ее свойств, в частности электропроводности. Лишь  после 35 – 40 повторных дистилляций в вакууме свойства воды перестают изменяться. Самую чистую воду получают взаимодействием тщательно очищенных водорода и кислорода в присутствии платинового катализатора:

2Н2 + О2 = 2 Н2О

Вот как описал дистиллированную воду поэт Л.Мартынов:

Вода

Благоволила

Литься!

Она

Блистала

Столь чиста.

Что ни напиться.

Ни таиться,

И это было неспроста.

Ей не хватало

Ивы, тала

И горечи цветущих лоз

Ей водорослей не хватало

И рыбы, жирной от стрекоз.

Ей не хватало быть волнистой,

Ей не хватало течь везде.

Ей жизни не хватало –

Чистой,

Дистиллированной

Воде!

О дефиците пресной воды

Сокращение запасов пресной воды связано прежде всего с техногенной деятельностью человека. Он вырубает леса вдоль берегов рек, сбрасывает в них бытовые и промышленные отходы.

Как это противоестественно – сбрасывает грязь и нечистоты туда, откуда берешь воду для питья!

Да, природная вода обладает способностью к самоочищению под влиянием солнечной радиации, жизнедеятельности водорослей, бактерий, грибов, растений и некоторых животных, а также других естественных факторов. Но при сильном загрязнении экосистемы природных водоемов из – за нарушения биологического равновесия не могут в полной мере осуществлять эту функцию. В итоге это приводит не только к нехватке питьевой воды, но и к гибели животных разных видов.

Осуществлять одно поучительное предание, которое напоминает нам о различии между ценностями, вечными и мнимыми, преходящими.

Царь Дхатусена, правивший на острове Шри – Ланка и V в. нашей эры, в ответ на требования мятежников показать тайники, где спрятаны несметные царские сокровища, привел своих неразумных врагов к созданному им искусственному озеру Калавена, имевшему 80км в окружности. Озеро спасало жителей острова во время засухи. Царь зачерпнул пригоршню воды и сказал: «Друзья мои, это и есть все мое богатство».

Приложение 4

Интегрированный урок: «Пресс – конференция о воде и ее свойствах»

Предлагаем разработку интегрированного урока по теме «Вода. Свойства воды», который мы проводим в форме пресс – конференции. Учащиеся играют роли жителей планеты Акватоид – ученых, журналистов и гостей конференции. Учителя же выступают в роли землян – экспертов.

Цель – обобщить знания о свойствах воды, развить у учащихся способности к участию в творческих проектах, продолжить воспитание экологического мировоззрения.

План.

1. Вводная часть
2. Основная часть
3. Заключительная часть

1.

Звучит запись : «приветствуем Вас, жители планеты Земля, именующие себя человечеством. За помощью к вам обращается отряд наблюдателей с планеты Акватоид звездной системы Тау из созвездия Кит».

История нашей планеты трагична и поучительна. К сожалению, различные цивилизации Акватоида не могли сосуществовать мирно. Как правило, более грубая и примитивная, а в силу этого более жестокая цивилизация уничтожила более развитую и гуманную, чтобы, в свою очередь, оказаться уничтоженной еще более грубой.

В результате бессмысленных войн и варварского использования планетарных ресурсов Акватоид потерял почти всю жидкость, являющуюся основой жизни.

Чтобы выжить, Организация Объединенного Разума планеты предприняла попытки поиска вещества, способного по своим свойствам заменить жидкость жизни Акватоида. В архивах радиообменов с планетой Земля Солнечной системы было найдено сообщение, в котором упомянуто вещество, удовлетворяющее заданным параметрам: «Вода – самое драгоценное минеральное сырье, это не только средство для развития промышленности м сельского хозяйства, вода – это действительный проводник культуры, это живая кровь, которая создает жизнь там, где ее не было» (академик А.П.Карпинский).

В течение года специальная научно – исследовательская экспедиция тайно изучила вещество, которое вы, земляне, называете словом «вода». Обращаемся к вам с просьбой быть экспертами на конференции ученых, проводивших исследования свойств воды, и журналистов Акватоида, информирующих жителей планеты о ходе исследований.

Пресс – конференцию начинает сотрудник химической лаборатории планеты Акватоид.

2.

Сотрудник химической лаборатории

Это вещество встречается на Земле в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом, газообразном. Среди ученых Земли оно известно под названием «оксид водорода», причем по химическим свойствам его относят к амфотерным оксидам.

Далее он приводит формулу воды, ее молярную массу, количественный и качественный состав, рассказывает о химических связях в молекуле, молекулярной кристаллической решетке этого вещества.

Сотрудник физической лаборатории.

Сотрудники нашей лаборатории пришли к выводу, что наличие воды на планете Земля (около 1387 млн.км3) – наиболее важное условие зарождения и существования жизни . Вода на Земле существует не только в явном виде: четыре океана, моря, озера, реки; она присутствует и в воздушном океане Земли, и в почве, и во всех породах, слагающих земную кору. Много ее и в живых организмах. Даже в изливающейся из жерла вулканов огненной магме есть вода: каждый год они  извергают из недр Земли до 40 млн.тонн воды.

Мы изучили теплофизические свойства воды.

Удельная теплоемкость воды составляет 4,2 кДж/(кг·0С). Это в 10 раз больше, чем у железа, в 40 раз больше чем у золота. Только немногие вещества, например водород и аммиак, обладают большей удельной теплоемкостью. Из – за этой исключительной способности поглощать тепло температуры воды при нагревании и охлаждении изменяется незначительно, поэтому водным обитателям никогда не угрожает ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение. Большая удельная теплоемкость воды определяет и климат планеты: вода нагревается значительно медленнее суши, забирая большое количество теплоты, и дольше сохраняет полученное тепло, выполняя при этом терморегулирующую функцию. На этом свойстве воды кстати, основан и принцип обогрева жилых помещений землян использование горячей воды в батареях отопительной системы.

Удельная теплота парообразования воды составляет 2300 кДж/кг. Это означает, что при испарении 1г воды поглощает 2300 Дж теплоты. Данное свойство воды тоже важно для терморегуляции: например, если бы люди не потели при совершении работы, то они перегревались бы. Пот, основой которого является вода, при испарении понижает температуру тела.

Значительна и удельная теплота плавления льда. При 00С и атмосферном давлении она составляет 334кДж/кг. Среди распространенных на Земле металлов только алюминий, железо и медь имеют удельную теплоту плавления выше 200 кДж/кг (при соответствующих температурах плавления). Таким образом, замерзая, вода выделяет тепло и согревает окружающий воздух. Это свойство воды также играет немаловажную роль в формировании климата планеты: замерзание воды в реках, озерах, морях не позволяет переохлаждаться воздуху в данной местности, поэтому часто можно наблюдать, как птицы в сильный мороз греются, сидя на льду.

Журналист. Объясните, почему лед плавает.

На этот вопрос отвечает учащиеся, затем слово берет учитель физики (эксперт - физик), который демонстрирует подкрашенный плавающий лед.

Эксперт – физик. Стоит задуматься, почему твердая вода (т.е. лед) легче жидкой , это свойство воды аномальное и требует дополнительных разъяснений.

У большинства веществ при затвердении образуется кристаллическая структура, средние расстояние между частицами при этом сокращаются, таким образом, объем уменьшается, а плотность растет.

При снижении температуры воды до +40С расстояния между молекулами и небольшими ассоциатами (группами молекул) тоже становятся меньше, а также уменьшаются размеры самих молекул за счет снижения интенсивности колебаний атомов в них, что и приводит к увеличению плотности воды. Но затем происходит процесс кристаллизации с образованием дополнительных водородных связей, которые образуют ассоциаты крупных размеров с полостями внутри. Именно это и приводит к уменьшению плотности, а следовательно, к возрастанию объема.

Журналист. Каким образом аномальное изменение плотности воды влияет на облик Земли?

Отвечают учащиеся.

Эксперт – физик. Это свойство необходимо всегда учитывать. Например,  надо сливать воду из радиаторов автомобилей, из системы водяного отопления, если она не подогревается. При замерзании объема воды увеличивается примерно на 11%. Если такой процесс происходит в замкнутом пространстве, то возникает громадное избыточное давление, превышающее атмосферное  порой в 2500 раз. Замерзая, вода может разрывать горные породы, дробить многотонные глыбы, не говоря уже о трубах водяного отопления жилых помещений.

Учитель демонстрирует треснувшую стеклянную бутылку с замерзшей водой.

Сотрудник химической лаборатории

Из свойств воды особенно важна ее способность растворять вещества. Вода – универсальный растворитель. В ней могут растворяться вещества различной химической природы, образованные ковалентными полярными и ионными связями. В воде могут растворяться твердые, жидкие и газообразные вещества. Но не все они одинаково хорошо растворяются в воде. Вещества бывают хорошо растворимые, малорастворимые и практически нерастворимые.

Докладчик демонстрирует таблицу растворимости, затем показывает через кодоскоп, как постепенно растворяются кристаллы различных окрашенных солей, помещенные на мокрую фильтровальную бумагу.

Журналист. Какой величиной характеризуется способность веществ растворяться в воде?

Сотрудник химической лаборатории

Эта величина – растворимость,  которая определяется массой вещества, способной раствориться в 100г воды при определенной температуре.

Журналист. Растворимость зависит от температуры?

Сотрудник химической лаборатории

Да, но не всегда одинаково; на нее влияет еще и агрегатное состояние вещества.

Демонстрирует заранее подготовленный стакан с водой, на стенках которого появились пузырьки воздуха. Проводит опыты – растворение газов в холодной и горячей воде, растворение сахара в холодной и горячей воде. Делает вывод, что при повышении температуры растворимость твердых веществ увеличивается, а газообразных – уменьшается.

Журналист. Отличаются ли свойства растворов веществ от свойств чистой воды?

Сотрудник химической лаборатории

Да, они имеют разные температуры кипения и кристаллизации, некоторые растворы электропроводны, а чистая вода – диэлектрик.

Испытывает электропроводность раствора поваренной соли и дистиллированной воды.

Журналист. Молярная масса воды 18 г/моль. В обычном состоянии вода – жидкость. Как можно объяснить, что вещества, имеющие большее значение молярной массы (например, углекислый  и сернистый газы, метан), находятся при тех же условиях в газообразном состоянии?

Эксперт – химик. Действительно, температуры плавления и кипения воды аномально высоки в сравнении с соответствующими температурами водородных соединений аналогов кислорода. Если бы вода подчинялась этой закономерности, то ее температура кипения была бы равна примерно   -750С, а температура замерзания составляла бы – 900С. Но тогда она не смогла бы стать эликсиром жизни.

Молекула воды, образованные ковалентной полярной связью, электростатически притягиваются друг к другу. Такое взаимодействие называют водородной связью. Водородные связи могут связывать три, четыре, пять, шесть молекул воды, образуя ассоциаты, имеющие значительно большие значения молярных масс, поэтому вода при обычных условиях – жидкость. Между молекулами водородных соединений других элементов подгруппы кислорода водородные связи не возникают, и эти вещества при обычных условиях газообразны. Образованием водородных связей можно объяснить и хорошую растворимость некоторых веществ.

Журналист. Мы поняли, что на Земле встречается не чистая вода, а растворы различных веществ. А много ли в них растворено веществ?

Сотрудник химической лаборатории

Общий объем растворенных в Мировом океане солей равен 48 000 000 млрд. тонн. Если эти соли выпарить и равномерно распределить по всей поверхности земного шара, то образуется слой толщиной 45м, а если распределить эту соль только по суше, то толщина слоя составит 153м – это высота 50 – этажного небоскреба.

Журналист. Имеет ли значение для живых организмов Земли способность воды растворять твердые, жидкие и газообразные вещества?

Сотрудник биолаборатории. Именно с водой к клеткам животных и растений поступают необходимые для жизнедеятельности вещества, продукты жизнедеятельности удаляются из клеток тоже с водой.

Вода участвует в явлении осмоса, играющего важную роль в поддержании постоянства химического состава клетки. Осмос – это проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого – либо вещества. Вода поступает в клетку именно путем осмоса. Давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы прекратить этот процесс, называют осмотическим, оно возрастает  увеличением концентрации раствора. Осмотическое давление жидкостей организма человека соответствует давлению 0,86% - ного раствора хлорида натрия. Более концентрированные растворы принято называть гипертоническими, менее концентрированные – гипотоническими. Направление диффузии воды – в клетку или без нее – обусловлено значением осмотического давления окружающего клетку раствора. Если какие – либо клетки, например эритроциты, поместить в гипотонический раствор, вода будет поступать в них и давление ее на наружную клеточную мембрану будет возрастать до тех пор, пока клеточная оболочка не лопнет. Напротив, в гипертоническом  растворе вода стремится наружу, и клетки обезвоживаются. На явлениях осмоса основано движение воды по проводящей системе зеленых растений от корней к листьям. Вода, всасываемая корневыми волосками, содержит мало растворенных веществ. Проникая в клетки через мембраны и создавая в них повышенное давление, вода придает упругость листьям, лепесткам цветков, стеблям трав.

Вода поддерживает кислотно – основное равновесие организма – это чисто химическая роль воды. Под действием специальных ферментов она вступает в реакции гидролиза, при которых образуются вещества, необходимые для жизни клетки.

Эксперт – биолог. Вода – самое распространенное неорганическое соединение в живых организмах нашей планеты. Например, даже в клетках эмали зубов ее около 10%, а в теле медузы – 98%. В среднем в многоклеточном организме вода составляет около 80% общей массы тела.

Количество воды в организме зависит от возраста. Эмбрион человека на 97% состоит из воды, а у новорожденных ее количество составляет 77% массы. К 50 годам человек немного «усыхает» и вода составляет только 60% от его массы.

Основная массы воды – 70% сосредоточена внутри клеток, а 30% вне клеток (7% - это кровь и лимфа, а большая часть омывает клетки, это вода межтканевая - интерстициальная).

Вода в организме постоянно обновляется. В  кактусах полное обновление воды происходит в течение 28 лет, у черепах – за 1год, у верблюдов – за  3 месяца, у человека – за 1 месяц. Без воды человек может прожить только 3 дня, в то время как без пищи – 30 – 50 дней.

Живые организмы чутко реагируют на потерю воды. Человек, например, тяжело переносит потерю даже 0,6% воды. При этом у него повышается температура, краснеет кожа, учащается сердцебиение, начинается головная боль. Потеря 10% воды может привести к необратимым изменениям в организме, потеря 15 – 20% воды при 300С смертельна.

Журналист. Как происходит обезвоживание организма?

Эксперт – биолог. Этот процесс происходит на клеточном уровне. Растворы солей или сахаров высокой концентрации, находящиеся вокруг клетки,  вытягивают из нее воду. При этом цитоплазма отходит от стенок клетки. Это явление получите название плазмолиз.

Учитель демонстрирует опыты.

Опыт 1. «Выделение воды при плазмолизе». В небольшой цилиндр, наполненный глицерином, опускает кубик картофеля, нагрузив его для предотвращения всплытия. Постепенно из картофеля выделяется вода и поднимается вверх.

Опыт 2. «Потеря растением тургорного движения» примерно за 30мин до демонстрации в цилиндры с водой и раствором поваренной соли нужно опустить кусочки листьев капусты. На уроке необходимо сравнить внешний вид образцов, сделать вывод.

Журналист. Мы знаем, что для сохранения тканей живыми вне организма ученые Акватоида опускали их в воду, но ткани погибали. Однако ткани, помещенные в 0,95% - ный        раствор хлорида натрия, сохранились. Почему?

Сотрудник биолаборатории. Если ткани поместить в простую воду, концентрация солей в них снижается, что приводит к гибели клеток. В физиологическом растворе (95% - ный раствор хлорида натрия) клетки не погибают, так как концентрация солей в клетки и вне ее равны.

Журналист. Эксперименты показали, что если прилить в кровь чистую воду, то клетки крови человека лопаются, если же поместить их в концентрированный раствор соли, то они сморщиваются. Почему же от этого не происходит, когда человек пьет воду и употребляет в пищу соль?

Сотрудник биолаборатории. В организме поддерживается постоянная внутренняя среда. Излишки воды и солей быстро удаляются через почки и кожу.

Журналист. Подлетая к зелено – голубой планете Земля, наши ученые заметили на поверхности воды темные пятна непонятного происхождения. Что это такое?

Эколог. Большая часть всей воды на Земле сосредоточена в морях и океанах. Запас пресной воды составляет всего 2%. Основное количество пресных вод (85%) сосредоточено во льдах полярных зон и ледников. Возобновление запасов пресных вод происходит в результате круговорота воды. С появлением жизни на Земле круговорот воды стал сложнее, так как к физическим явлениям испарения и конденсации добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов. Все более значительной становится роль человека в этом круговороте. Деятельность человека порой приводит к загрязнению природных вод.

Один из основных загрязнений воды – нефть и нефтепродукты, которые могут попадать в воду из естественных источников, при нефтедобыче, транспортировке, переработке и использовании в качестве топлива и промышленного сырья.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, хром, марганец). Радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Из металлов наибольшую опасность для водной среды представляют ртуть, свинец и их соединения. Накопление водоемах органических веществ приводит к эвтрофикации – обогащению их биогенными элементами, следствием чего являются уменьшению содержания кислорода, обеднение фауны и флоры, неприятный запах.

Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают в водоемы подогретую воду. Это приводит к повышению температуры воды – так называемому тепловому загрязнению. При этом уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие. В таких водоемах возникает и биологическое загрязнение – накапливаются микробы.

Деятельность человека – это геологическая сила, способная привести как к нарушению природных закономерностей, так и к улучшению состояния природных вод. На Земле разработаны химические и биологические способы очистки сточных вод, но самая эффектная мера – применение безотходных технологий, при которых использованную воду очищают от примесей и загрязнений, а затем вновь используют в технологическом процессе. Повторное использование очищенных вод в 20 – 25 раз снижает потребление свежей воды и уменьшает сброс сточных вод в водоемы. Это одно из главных условий рационального использования воды.

Эксперт – эколог. Человечество потребляет огромное количество пресной воды – в основном на промышленные и сельскохозяйственные нужды. Главный потребитель воды – сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности – горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности.

На все виды водопользования тратится 2200км3 воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты показывают, что даже если очищать все сточные воды, то все равно на их разбавление потребуется 30 – 35 тыс.км3 пресной воды. Это означает, что водные ресурсы близки к истощению.

Потребление воды связано с развитием цивилизации: чем выше ее уровень, тем больше потребляется воды. К началу ХХI в. среднее потребление воды составило более 200л в сутки на человека. Все это приводит к недостатку пресной воды.

Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли – она незаменима, поэтому человечество должно рационально использовать и беречь воду – основу жизни на Землею

Руководитель экспедиции ученых Акватоида. Итак, мы выяснили, что вода может служить основой жизни не только для землян, но и для цивилизации планеты Акватоид. Овладение способами получения этого вещества позволит нам восстановить условия, необходимые для существования жизни на нашей планеты.

3.

Учитель химии. Закончим урок словами А.де Сент – Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать,0 что ты необходима для жизни! Ты сама жизнь! Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца. Ты самое большое богатство на свете…»

Приложение 5

Урок – суд «Дело об аномалиях воды»

Цель -  в игровой форме продолжить обобщение знаний о важнейших свойствах воды и о ее значении.

Ход урока

(зал суда. На одном из столов необходимые реактивы, на стенде книги о воде. Звучит шум морского прибоя из серии «Звуки природы». Входит секретарь суда).

Секретарь. Стать, суд идет!

(в зал входят судья, прокурор, адвокат)

Судья. Сегодня слушается дело о воде. Введите подсудимую

(два охранника вводят в зал девушку в голубом платье.)

Судья (к девушке). Назовите себя

Девушка. Я вода, моя формула Н2О.

Судья. В суд поступило заявление от ученых, которые просят рассмотреть ваше аномальное поведение. Приглашаем истца – ученого – химика.

(входит химик в белом халате и вешает на стенд таблицу).

Сравнение свойств летучих водородных соединений элементов VI группы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева

Химик. Уважаемые члены суда, разрешите высказать свое мнение о причинах аномального поведения воды.

Вода (возмущенно). Это я веду себя аномально?!

Химик. Да, по сравнению с другими веществами, находящимися с водой в одной группе периодической системы, она ведет себя аномально.

Судья. Вода, успокойтесь!

(К химику) Продолжайте свои показания.

Химик. Аномалия первая и самая главная состоит в том, что согласно своей относительной молекулярной массе вода должна быть газом! Но она умудряется устанавливать водородные связи между молекулами и становится жидкостью.

(показывает указкой на таблицу)

Мы видим, что все более тяжелые, чем вода, водородные соединения, образованные элементами VI группы – газы. Они кипят и замерзают при очень низкой температуре. А вода кипит при температуре 1000С и замерзает при 00С. В этом вторая аномалия воды.

Судья (удивленно). Значит, перед нами газ, скрывающийся под видом жидкости?!

Вода (хохочет, говорит ехидно). А разве было бы лучше, если бы я была газом, как мои зловонные соседи, кипела бы при -700С, а замерзала при - 900С?! Господа судьи, вы подумайте, что было бы на Земле, если бы я не превратилась в жидкость! 

Судья. Суд вызывает второго ситца – ученого – физика.

Физик. Я могу экспериментально доказать, что у воды есть третья аномалия.

(достает из кармана пиджака носовой платок, смачивает его водой, отжимает, смачивает спиртом, зажимает его тигельными щипцами и, держа над подносом с песком, поджигает. Платок горит, но не сгорает.)

Этот опыт доказывает, что вода обладает по сравнению с другими веществами высокой теплоемкостью.

(читает по записной книжке)

У подсолнечного масла она равна 2,094, у ацетона – 2,187, у этилового спирта -2,847, а у воды – 4,187 кДж/кг · 0С. Прошу суд обратить внимание на то, что при нагревании теплоемкость веществ, как правило, возрастает, но для воды нет никаких канонов. Вода и здесь желает быть оригинальной: от 0 до 370С , а от 37 до 1000С начинает повышаться.

Судья (физику). Спасибо.

(Воде). Вы подтверждаете то, о чем сказал физик?

Вода. Да!

Адвокат. Защита просит пригласить свидетелей – врача и географа.

(входит врач)

Судья. Сейчас ученый физик сказал, что теплоемкость воды падает при изменении температуры от 0 до 370С, при температуре выше 370С она начинает повышаться. На ваш взгляд, хорошо или плохо это для человека.

Врач. Это хорошо, потому что в организме человека при температуре   36,6 - 370С наиболее интенсивно идут важнейшие биохимические реакции.

Судья. Благодарю вас.

(входит географ с глобусом в руках)

Судья. Какое значение имеет высокая теплоемкость воды для нашей планеты?

Географ. Посмотрим на модель Земли – глобус (вращает его). Большая часть нашей планеты занята Мировым океаном. Только благодаря высокой теплоемкости воды Мировой океан не дает Земле летом перегреваться, а зимой – переохлаждаться. Солнечная энергия, полученная океаном, переносится течениями и перераспределяется между атмосферой и гидросферой.

Судья. Благодарю вас.

(Воде) Предлагаю вам чистосердечное признаться в остальных ваших проделках.

Вода. Мне признаваться не в чем.

Судья (к физику). Что вы можете добавить к сказанному ранее?

Физик. Сейчас я продемонстрирую эксперимент, доказывающий, что у воды есть четвертая аномалия.

(достает из кармана пиджака детскую игрушку для пускания мыльных пузырей и начинает их выдувать.)

Вода. Все ваши обвинения лопаются, как мыльные пузыри!

Судья. Вода я не давал вам слова!

Физик. Вода из всех жидкостей (кроме ртути) имеет высокое поверхностное натяжение. Оно заставляет мыльный пузырь и каплю воды принимать форму шара.

Судья (химику). У вас есть еще какие – нибудь претензии к воде?

Химик. Всем известно, что плотность воды достигает максимального значения при 40С. Охлаждаясь до этой температуры, вода уменьшается в объеме, а при дальнейшем понижении температуры от 4 до 00С расширяется. Так не ведет себя ни одно другое вещество на Земле.

Причина этого – все те же водородные связи. В кристалле льда каждая молекула воды окружена четырьмя другими молекулами. В результате этого образуется ажурная структура с аномально низкой плотностью. При плавлении льда тетраэдрическая структура разрушается, и молекула воды располагаются в пространстве более плотно, из – за этого возрастает плотность. Наибольшего значения она достигает при 40С. При дальнейшем повышении температуры в действие вступают силы молекулярного отталкивания, и поэтому плотность воды уменьшается.

Адвокат. Защита просит заслушать показания учебного – биолога по поводу четвертой и пятой аномалии воды.

(входит биолог)

Судья. Вам известно, что вода имеет очень высокое поверхностное натяжение, что плотность воды выше плотности льда и что наивысшую плотность вода имеет при 40С?

Биолог. Да, известно.

Судья. На ваш взгляд, это хорошо или плохо?

Биолог. Конечно, хорошо. Вода благодаря большому поверхностному натяжению легко поднимается по капиллярным каналам почвы к поверхности земли, это дает возможность растениям использовать ее для роста и развития. Зимой образовавшийся на поверхности воды лед предохраняет нижние слои воды от переохлаждения и промерзания. В результате жизнь в водоемах может сохраняться и в зимнее время.

Судья. Благодарю вас.

(Воде) Итак, суд установил уже пять аномалий в вашем поведении. Я снова призываю вас к благоразумию и предлагаю самой сказать о ваших необычных способностях.

Вода. Нет, я отказываюсь.

Судья. Тогда вновь вызываю ученого – физика.

(физику). Известны ли науке еще какие – либо аномалии воды?

Физик. Да, известны. Аномалия шестая – вязкость воды. Обычно с повышением давления вязкость веществ увеличивается, а с ростом температуры уменьшается. Вода и здесь ведет себя не так, как другие вещества. Ее вязкость при повышении давления и росте температуры от 0 до 300С уменьшается, по мере дальнейшего увеличения давления достигает минимального значения и лишь потом увеличивается.

Адвокат. Прошу суд выслушать свидетелей защиты – врача, повара, историка и эколога. Им есть что сказать о пользе воды.

Судья. Суд принимает предложение.

Врач. Без воды нет жизни. Взрослый человек на 64% (по массе) состоит из воды, ребенок – на 85%. Вода нужна каждой клетке организма. Больше всего воды содержится в мозге – 81%, в крови и железах -  73 – 80%, в мышцах – 50-70%, в костях – 22  - 34%.

(повар в белом колпаке и переднике выносит тяжелую корзину и книгу «Кулинария»)

Повар. Организм человека нуждается в постоянном восполнении запасов воды. Это можно делать за счет не только питья воды, но и приема пищи. Вот книга «Кулинария», в ней приведены цифры, подтверждающие, что больше всего воды содержится в грибах, овощах  и фруктах.

Историк. Неоценима роль воды в сохранении здоровья человека. В средние века, например, люди совсем не уделяли внимания личной гигиене: не умывались, не мылись – это было одной из причин распространения эпидемий чумы, оспы, холеры, брюшного тифа и других заболеваний.

На мой взгляд, воду нужно не осуждать, а всемерно содействовать ее охране.

Эколог. Я полностью согласен с этой точки зрения. В последнее время особенно возросли темпы загрязнения воды различными отходами.

Прокурор. Я прокурор с  большим стажем работы, но впервые в своей практике должен не осуждать и наказывать за аномальное поведение, а одобрять его.

Секретарь суда. Прошу всех встать. Суд уходит на совещание.

(через некоторое время члены суда ее вращаются и, стоя, оглашают свое решение)

Судья. Именем законов Природы суд постановил:

Воду, имеющую огромное значение для жизни всей планеты Земля, из под стражи освободить;

Всем жителям планеты Земля рекомендовать неукоснительно соблюдать законы об охране воды.

(В зале раздаются аплодисменты. Воде, преподносят розы. Звучит вальс Свиридова к кинофильму по повести А.С.Пушкина «Метель». Вода с розами в руках, кружась в танце, под аплодисменты зрителей  членов суда уходят со сцены).