Статьи по элективным курсам

ЖУРНАЛ «ОБРАЗОВАНИЕ В ШКОЛЕ» №1,2008, с.9-14.
Баратова З.Р.
учитель химии ГОУ СОШ №1291
Элективный курс по химии.
«Решение задач повышенной сложности. 10-11 класс»
Несмотря на прогресс в области наукоемких технологий, успехи в
получении новых химических продуктов и композиций с требуемыми
свойствами, в настоящее время все отчетливее проявляется отрицательное
отношение общества к химии. У хемофобии как социального явления есть
объективные причины (загрязнение окружающей среды, техногенные
катастрофы), но, пожалуй, в первую очередь она обусловлена недостаточной
химической грамотностью населения на всех уровнях: от политиков до
домохозяек.
В современной концепции химического образования прикладная
направленность подчеркивается как важное требование обновления
содержания, однако в последние годы обнаруживается стойкая тенденция к
её ослаблению, что, несомненно, приводит к снижению качества усвоения
учебного материала учащимися. В школьном обучении химия из
экспериментальной науки всё больше превращается в сугубо теоретическую,
«меловую» дисциплину.
Объем учебного времени, предназначенного для изучения химии,
уменьшается при практически неизменном объеме содержания образования.
В основном сокращении происходит за счет уменьшения числа часов,
отводимых на практические работы и лабораторные опыты, экскурсии на
промышленные предприятия, на решение экспериментальных и расчетных
задач. В связи с этим за последние годы качество знаний и умений учащихся
по химии на уровне применения снизилось в среднем на 12%.
В учебных планах по предмету «Химия» отведено всего 2 урока в неделю.
Программа же по химии весьма обширна. Эту проблему можно решить путем
ведения элективного курса, помогающего сформировать необходимые
умения и навыки, научить решать расчетные задачи.
Решение расчетных задач – очень важный элемент в изучении химии. Эти
задачи часто вызывают большие трудности у учащихся. Основная цель курса
– оказать помощь тем, кто изучает химию, выработать подход к решению. В
элективном курсе представлены полезные упражнения и достаточно простые
расчетные задачи, а также задания повышенной сложности. Именно такие
задания ожидают абитуриентов на вступительных экзаменах в ВУЗах.
Задания охватывают все разделы школьной программы и программы для
поступающих в ВУЗы.
Задачи курса:
1. Углубить знания учащихся по химии, научить их методически
правильно и практически эффективно решать задачи.
2. Дать учащимся возможность уточнить собственную готовность и
способность осваивать в дальнейшем программу химии на
повышенном уровне.
3. Дать учащимся возможность реализовать и развить свой интерес в
химии.
4. Создать учащимся условия для подготовки к выпускным и
вступительным экзаменам.
Методы, используемые в данном курсе:
1. Фронтальный разбор способов решения различных типов задач;
2. групповое и индивидуальное самостоятельное решение задач;
3. коллективное обсуждение решения наиболее сложных и
нестандартных задач;
4. решение расчетно-практических задач;
5. составление учащимися оригинальных задач.
По окончании курса учащиеся должны уметь:
- производить расчеты по химическим формулам: определять среднюю
молекулярную массу смеси, относительную плотность газовой смеси,
состав газовой смеси;
- производить вычисления состава растворов с использованием массовой
доли растворенного вещества, молярной концентрации, растворимости;
- производить расчеты по уравнениям: вычислять объемные отношения
газов, определять состав смеси, массы продуктов реакций, если одно из
реагирующих веществ дано в избытке.
Элективный курс «Решение задач повышенной
сложности» для 10 классов разделен на четыре блока:
1. расчеты по химическим формулам;
2. количественные характеристики растворов;
3. вычисления по химическим уравнениям;
4.определение неизвестных веществ по их свойствам.
Для 11 классов курс разделен на пять блоков:
1.
2.
3.
4.
5.
расчеты по химическим формулам;,
количественные характеристики растворов;
вычисления по химическим уравнениям;
определение неизвестных веществ по их химическим свойствам;
решение задач по химической кинетике.
На первом занятии учитель объясняет цели и задачи данного курса, на
последнем занятии учащиеся показывают решение наиболее интересных на
их взгляд задач.
Достижения учащихся, успешность решения ими задач фиксируются по
каждому блоку, по окончанию курса планируется составить задачи для
школьной олимпиады по химии для 8, 9, 10, 11 классов, подобрать по
разным источникам или (и) составить оригинальные задачи.
Тематический план, 10 класс
(органическая химия)
ТЕМА
1.Расчеты по химическим формулам
2.Растворы
3.Вычисления по химическим уравнениям
4.Определение неизвестных веществ по их
свойствам
Итого
Тематический план, 11 класс
(общая химия)
Количество часов
6
8
15
3
32
ТЕМА
1. Расчеты по химическим формулам
2. Растворы
3. Вычисления по химическим уравнениям
4. Определение неизвестных веществ по их
свойствам
5. Химическая кинетика
Количество часов
6
6
12
3
5
ИТОГО
32
КАЛЕНДАРНО-ПОУРОЧНЫЙ ПЛАН, 10 класс
(органическая химия)
№
урока
1–2
3–4
5–6
7–8
9 -10
11-12
13-14
15-16
17-18
19-20
ТЕМА ЗАНЯТИЯ
РАСЧЕТЫ ПО ХИМИЧЕСКИМ ФОРМУЛАМ
Основные понятия и законы химии
Вычисление с использованием физических величин и
постоянной Авогадро. Определение средней молекулярной
массы смеси. Определение относительной плотности газовой
смеси.
Определение состава газовых смесей.
РАСТВОРЫ
Массовая доля растворенного вещества. Расчеты с
использованием массовой доли растворенного вещества.
Правило смешивания. Расчетно-практические задачи на
приготовление растворов заданной массовой доли из чистого
растворенного вещества и воды, кристаллогидрата и воды,
другого вещества и воды.
Молярная концентрация. Вычисления с использованием
молярной концентрации.
Растворимость веществ, Решение задач с использованием
растворимости.
ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО ХИМИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ
Закон объемных отношений газообразных веществ.
Вычисление объемных отношений газов.
Вычисление массовой доли вещества в образовавшемся
растворе.
Вычисление массы (объема, количества вещества) продукта
реакции, если одно из реагирующих веществ дано в избытке:
а) вещество, взятое в избытке? не реагирует с продуктом
реакции; б) взаимодействует с продуктом реакции.
К-во
часов
6
2
2
2
6
2
2
2
2
15
2
2
2
21-22
23-24
25-27
28-29
30-31
32
Задачи на определение выхода продукта реакции.
Вычисления, если вещества содержат примеси.
Определение количественного состава смеси, все
компоненты которой взаимодействуют с указанными
компонентами. Определение состава смеси, компоненты
которой выборочно взаимодействуют с указанным реагентом.
Задачи на процессы, происходящие при контакте металла с
раствором соли другого металла.
Определение неизвестных веществ по их свойствам.
ЗАДАЧИ, СОСТАВЛЕННЫЕ УЧАЩИМИСЯ
2
2
3
2
2
1
КАЛЕНДАРНО-ПОУРОЧНЫЙ ПЛАН, 11 класс
(общая химия)
№
урока
ТЕМА ЗАНЯТИЯ
РАСЧЕТЫ ПО ХИМИЧЕСКИМ ФОРМУЛАМ
1–2
3–4
5–6
Основные понятия и законы химии
Вычисление с использованием физических величин и
постоянной Авогадро. Определение средней молекулярной
массы смеси. Определение относительной плотности
газовой смеси.
Определение состава газовых смесей.
РАСТВОРЫ
7–8
9 -10
11-12
13
К-во
часов
6
2
2
2
6
Массовая доля растворенного вещества. Расчеты с
использованием массовой доли растворенного вещества.
Правило смешивания. Расчетно-практические задачи на
приготовление растворов заданной массовой доли из
чистого растворенного вещества и воды, кристаллогидрата и
воды, другого вещества и воды.
Молярная концентрация. Вычисления с использованием
молярной концентрации.
Растворимость веществ, Решение задач с использованием
растворимости.
1
ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО ХИМИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ
12
2
2
1
14-15
16-17
18-19
20
21
22-23
24-25
Закон объемных отношений газообразных веществ.
Вычисление объемных отношений газов.
Вычисление массовой доли вещества в образовавшемся
растворе.
Вычисление массы (объема, количества вещества) продукта
реакции, если одно из реагирующих веществ дано в избытке:
а) вещество, взятое в избытке не реагирует? с продуктом
реакции; б) взаимодействует с продуктом реакции.
Задачи на определение выхода продукта реакции.
Вычисления, если вещества содержат примеси.
Определение количественного состава смеси, все
компоненты которой взаимодействуют с указанными
компонентами. Определение состава смеси, компоненты
которой выборочно взаимодействуют с указанным
реагентом.
Задачи на процессы, происходящие при контакте металла с
раствором соли другого металла.
2
2
2
1
1
2
2
2
26-27
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕИЗВЕСТНЫХ ВЕЩЕСТВ ПО ИХ
СВОЙСТВАМ
5
ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА
28-29
30-31
32
Скорость химической реакции
Химическое равновесие. Температурный коэффициент.
2
2
ЗАДАЧИ, СОСТАВЛЕННЫЕ УЧАЩИМИСЯ
1
Примеры задач для элективного курса
I.
Расчеты по химическим формулам
1. Имеются образцы магния и свинца массой 2 кг каждый. Сколько атомов
содержится в каждом образце металла.
2. Определите простейшую формулу вещества, если известно, что оно
содержит 7,69% Ag, 23,08% N, 46,15 H, 23,08% O.
3. Определите простейшую формулу щавелевой кислоты, если известно, что
в 20 г этой кислоты содержится 0Ю444 г водорода, 5,33 г углерода,
остальное кислород.
4. Каких атомов – кремния или кислорода – больше в земной коре и во
сколько раз? Массовые доли кремния и кислорода в земной коре равны 27,6%
и 47,2% соответственно.
5. Рассчитайте среднюю молярную массу воздуха, имеющего следующий
объемный состав: 21% O2, 78% N2, 0,5% Ar и 0,5% CO2.
II.
Растворы
1. В 40 г ненасыщенного безводного раствора хлорида железа(II) внесли 10 г
безводной соли. Полученную смесь нагрели до полного растворения, а затем
охладили до исходной температуры. При этом выпало 24,3 г осадка
кристаллогидрата. Установите формулу кристаллогидрата, если известно,
что насыщенный раствор содержит 38,5% безводной соли.
2. К 50 мл раствора карбоната калия с концентрацией 3 моль/л и
плотностью 1,30 г/мл медленно добавлено 35,7 мл 17%-ного раствора
хлорида цинка с плотностью 1,12 г/мл. Выпавший осадок отфильтрован.
Вычислите массовые доли соединений, содержащихся в полученном
фильтрате.
3. Какой объем формальдегида нужно растворить в воде, чтобы получить 1
л формалина (40%-ный раствор формальдегида с плотностью 1.11 г/мл)?
4. Растворимость хлорида меди при 20оC 73 г на 100 г воды. В насыщенном
растворе хлорида меди(II) при нагревании растворили еще 5 г соли, а затем
охладили раствор до исходной температуры. Выделилось 7,87 г кристаллов.
Определите массовую долю безводной соли в кристаллогидрате.
III. Вычисления по химическим уравнениям
1.При сжигании 9,4 г метана и ацетилена получено 15,68 л углекислого газа
(объем измерен при н.у.). Определите массовые доли газов в смеси.
2. Какая масса соли образуется при растворении 1,95 г цинка в 100 г
раствора серной кислоты с массовой долей 6,86%? Каковы массовые доли
веществ в образовавшемся растворе?
3. Смешали 100 г раствора гидроксида калия с массовой долей 11,2% с 50 г
ортофосфорной кислоты с массовой долей 29,4%. Какие соли и в каком
количестве получились?
4. На восстановление 4,5 г оксида четырехвалентного металла
потребовалось 0,18 г водорода. Какой это металл?
5. При полном растворении в воде смеси гидрида и фосфида щелочного
металла с равными массовыми долями образовалась газовая смесь с
плотностью по углекислому газу 0,2.Установите состав исходных
соединений
.
IV. Определение неизвестных веществ по их свойствам
1. Бесцветный газ А с резким характерным запахом окисляется кислородом
в присутствии катализатора в соединение В, представляющее собой
летучую жидкость. В, соединяясь с негашеной известью, образует соль С.
Что из себя представляют вещества А. В. С? Приведите сравнения всех
реакций.
2. При нагревании раствора соли А образуется осадок В. Этот же осадок
образуется при действии щелочи на раствор соли А. При действии кислоты
на соль А выделяется газ С, обесцвечивающий раствор перманганата калия,
Что из себя представляют вещества А, В, С? Напишите сравнения реакций.
3. При окислении газа А концентрированной серной кислотой образуются
простое вещество В, сложное вещество С и вода. Растворы веществ А и С
реагируют между собой с образованием осадка вещества В. Назовите А, В,
С. Напишите уравнения реакций.
4. При пропускании удушливого газа А через бромную воду выпадает осадок
простого вещества В, которое растворяется в концентрированном
растворе сульфита натрия с образованием соли С. При приливании
раствора соли С к осажденным галогенидам серебра образуется прозрачный
раствор. Назовите вещества А, В, С. Напишите уравнения реакций.
V. Химическая кинетика
1.Растворение образца цинка в соляной кислоте при 20оCзаканчивается
через 27 мин, а при 40оС такой же образец металла растворяется за 3 мин.
За какое время данный образец цинка растворится при 55оС?
2. Вещество А в растворе с концентрацией 0,4 моль/л участвует в реакции
первого порядка с начальной скоростью 0,004 моль/л с. Рассчитайте
константу скорости этой реакции.
3. Как изменится скорость реакции А2 + 2В  2АВ, протекающей
непосредственно между молекулами в закрытом сосуде, если увеличить
давление в 6 раз?
4. В колбу объемом 2 л поместили смесь газообразных водорода и иода. В
результате реакции образования иодоводорода количество иода
уменьшилось на 0.002 моль за 25 с. Рассчитайте скорость реакции по
изменениям концентраций каждого из веществ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – Л.: Химия, 1984. 264 с.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1974. – 727 с.
3. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Сборник задач и упражнений по химии
для школьников и абитуриентов. – М.: Оникс 21 век, 2001, - 544 с.
4. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. 2400 задач для школьников и
поступающих в вузы. – М.: Дрофа, 1999. – 544 с.
5. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. 2500 задач по химии с решениями для
поступающих в вузы. – М.: Экзамен, 2005. – 640 с.
6. Лабий Ю.М. Решение задач по химии с помощью уравнений и
неравенств. – М.: Просвещение, 1987. – 80 с.
7. Маршанова Г.Л. 500 задач по химии + 200 задач. – М.: Издат-школа
XXI век, 2005. – 112 с.
8. Пузаков С.А., Попков В.А. Пособие по химии для поступающих в
вузы. Вопросы, упражнения, задачи. – М.: Высшая школа, 2005. - 623 с.
9. Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы. – М.: Высшая школа,
1994. – 447 с.
10.Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для
поступающих в вузы. – М.: Новая волна, 1997. – 303 с.
11.Шамова М.О. Учимся решать задачи по химии: технология и
алгоритмы решения. – М.: Школа-Пресс, 2001. – 96 с.
12.Штремплер Г.И., Хохлова А.И. Методика решения расчетных задач по
химии. 8 – 11 класс. – М.: Просвещение, 2000. – 207 с.
Баратова З.Р
ГОУ СОШ №1291
ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА
«МЕТАЛЛЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ИХ РОЛЬ»
В настоящее время весьма актуальной является проблема профильного
обучения старшеклассников. Школьники и их родители заинтересованы в
том, чтобы переход на более высокую ступень образования проходил с
наименьшими эмоциональными потерями. Для этого и вводится профильное
обучение в старших классах и Единый государственный экзамен. Чтобы
решить проблему выбора профильного обучения в 9 классе, а также
недостатка часов на изучение многих важных аспектов химии призваны
элективные курсы.
Элективное обучение является важным компонентом образовательной
системы позволяющей расширять и углублять знания учащихся по
различным разделам профессиональной программы. Под элективным
образованием понимается дополнительное химическое образование,
органически связанное с основным курсом общей химии, используемое как
средство удовлетворения познавательной потребности и интереса учащихся в
химических вопросах, значимых для их дальнейшей профессиональной
деятельности, а также химической безопасности их жизни, окружающей
среды. Элективное обучение может вводится на разных ступенях
образования, начиная с 8 класса.
Цель элективных курсов – расширение и углубление знаний учащихся по
различным разделам образовательной программы в соответствии с их
добровольным выбором и познавательными потребностями. Содержание,
место элективов и форма их проведения различны.
Элективные курсы частично снимают противоречие между сокращением
часов на обязательных химических курсов и необходимостью расширения
образовательного поля в соответствии с современными требованиями к
уровню подготовки учащихся. Электив имеет общие черты как с
фундаментальным курсом (обязательность), так и с факультативами (право
выбора).
Необходимо выделить следующие причины внедрения химических
элективных курсов в учебный процесс:
1. дальнейшая более глубокая дифференциация образования, идущая во
всем мире;
2. сокращение учебных часов на изучение химических дисциплин и
необходимость поиска образовательных технологий; снятие
противоречия между сокращением часов на изучение обязательных
химических курсов и необходимостью сохранения фундаментальности,
системности химического образования;
3. стремление информировать учащихся о последних достижениях в
области химии и смежных областях (биологии, географии,…), а также
об использовании этих достижений;
4. поиск путей и способов стремительно развивающейся межнаучной и
междисциплинарной интеграции.
Выбор тем элективных курсов должен быть основан на принципах
дополнительности, научности, профессиональной направленности, а также
экологизации и валеологизации химического образования.
В тему «Металлы» (программа О. С. Габриеляна, 9 класс) не включена
информация о роли металлов как биогенов и как загрязнителей природной
среды, их положительном и отрицательном воздействии на организм
человека, а также биологических проблемах, обусловленных промышленным
получением металлов и их коррозией. Однако такие сведения важны для
учащихся, особенно для тех, кто ориентирован на поступление в классы
естественно-научного профиля старшей школы. Где найти дополнительное
время для изучения этих вопросов!»?
Один из вариантов этой проблемы – включение в учебный план
элективного курса «Металлы в окружающей среде и их роль», структура
которого и время проведения (вторая и третья четверти) не противоречат
последовательности изучения металлов в базовом курсе химии 9 класса.
Элективный курс рассчитан на 16 часов. Программой предусмотрено
изучение теоретических вопросов (примерно треть учебного времени),
проведение лабораторного практикума, практикума по решению задач и пр.
Цельного курса – углубление экологической подготовки учащихся основной
школы и подготовка к классу естественно-научного профиля старшей школы.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ КУРСА.
1. закрепить, систематизировать и расширить знания учащихся о
металлах, их строении, общих свойствах;
2. сформировать представления о специфических свойствах
металлов, их двойственной роли в природной среде,
последствиях воздействия металлов или их соединений на
биологические системы;
3. раскрыть причины и основные источники загрязнения
окружающей среды металлами;
4. продолжить формирование умений анализировать ситуацию и
делать прогнозы, решать расчетные задачи, выполнять опыты в
соответствии с требованиями правил безопасности;
5. продолжить формирование навыков исследовательской
деятельности;
6. развивать учебно-коммуникативные умения.
ФОРМЫ КОНТРОЛЯ: отчеты по практическим работам, конспекты,
доклады, рефераты, итоговая конференция.
ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ УЧАЩИХСЯ
После изучения данного элективного курса учащиеся должны знать:
 понятия «биогенный металл», «биологическая взаимозаменяемость»;
тать в группе;
 двойственная роль металлов в природе;
 причины, источники и основные способы предупреждения загрязнения
окружающей среды тяжелыми металлами;
влияние гипо- гиперконцентрации металлов на состояние здоровья
человека.
После изучения элективного курса учащиеся должны уметь:
 проводить качественные реакции на ионы металлов;
 решать расчетные задачи с экологическим содержанием;
 работать в группе;
 определять цель, выделять объект исследования, способы регистрации
полученной информации и ее обработки;
 составлять схемы миграции тяжелых металлов в пищевых цепях;
 работать с литературой;
 писать рефераты, придерживаясь определенной структуры.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
ВВЕДЕНИЕ. Положение металлов в Периодической системе химических
элементов Д. И. Менделеева. Особенности строения атомов металлов,
обусловливающие их физические, химические и биологические свойства,
Закономерности, проявляющиеся в ряду металлов (в группах и периодах).
ТЕМА 1. МЕТАЛЛЫ В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ. Понятие о металлахбиогенах, Биологическая роль металлов. Токсическое действие металлов.
Биологическая взаимозаменяемость. Использование металлов в медицине и
военном деле.
Лабораторный практикум. Практическая работа 1.»Качественные реакции
на ионы железа(II, III), свинца(П), цинка, меди(П)». Решение задач с
фармацевтическим содержанием.
ТЕМА 2. ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЯЖЕЛЫМИ
МЕТАЛЛАМИ.
Понятие «тяжелые металлы». Антропогенные источники поступления
металлов в окружающую среду: промышленность, автотранспорт, коррозия,
сельское хозяйство. Последствия загрязнения природной среды металлами.
Миграция тяжелых металлов в биогеоценозах. Пищевые цепи. Заболевания
человека, вызванные воздействием металлов на организм.
Лабораторный практикум. Практическая работа 2. «Определение ионов
содержащихся в разных пробах воды». Практическая работа 3. «Действие
солей металлов на биологические объекты». Практическая работа №4
«Определение содержания тяжелых металлов в снегу и почве».
ТЕМА 3. СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Пути выхода из экологических ситуаций, обусловленных техногенными
выбросами, содержащими металлы: комплексное использование руд,
улавливание и использование газообразных выбросов, переработка твердых
отходов, повторное вовлечение в технологический процесс очищенных
стоков, разработка и внедрение малоотходных технологий, использование
новых видов топлива и способов получения энергии.
ИТОГОВАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
Тематическое планирование
Введение
Занятие 1. Положение металлов в Периодической системе элементов Д. И.
Менделеева. Особенности строения атомов металлов, обусловливающих их
физические, химические свойства и биологические свойства.
Закономерности, проявляющиеся в ряду металлов (в группах и периодах).
Форма занятия: семинар.
Образовательный продукт: структурно-логическая схема «Строение и
свойства металлов».
Цель занятия: опираясь на ранее полученные знания, подвести их к
пониманию различий в представлениях о металлах как химических
элементах и металлах как простых веществах; закрепить знания о
физических химических свойствах металлов, их нахождении в природе,
основных областях применения; акцентировать внимание учащихся на
возможности интеграции курсов химии, литературы и истории; развивать
умение выделять главное, сравнивать и обобщать; развивать представления о
причинно-следственных связях явлений, познаваемости мира.
Занятие 2. Щелочные металлы.
Форма занятия: ролевая игра, Учитель – организатор учебного процесса, а
ученики – исследователи.
Образовательный продукт: опорный конспект, таблицы.
Цель занятия: усвоение учащимися свойств щелочных металлов; развитие
умений выделять существенные признаки и свойства объектов,
классифицировать факты, делать выводы; формирование оперативноконтрольных умений; развитие познавательного интереса, коммуникативных
качеств, уверенности в своих силах, настойчивости, умения действовать
самостоятельно, воспитание культуры умственного труда.
Тема 1. Металлы в живых организмах.
Занятие 3. Понятие о металлах-биогеннах. Биологическая роль металлов в
живых организмах. Токсическое действие металлов. Биологическая
взаимозаменяемость.
Форма занятия: лекция.
Образовательный продукт: конспект.
Цель занятия: использование знаний по химии при изучении биологии.
Занятие 4. Практическая работа № 1. «Качественные реакции на ионы
железа (II, III), свинца (II), цинка (II), меди (II)».
Форма занятия: практическая работа.
Образовательный продукт: отчет о проделанной работе, таблица.
Цель занятия: закрепить знания учащихся по теме «Качественные реакции
на ионы металлов», формировать навыки самостоятельной работы, умение
работать в группах.
Занятие 5. Использование металлов и их соединений в медицине и в
военном деле.
Форма занятия: лекция.
Образовательный продукт: конспект, таблицы, краткие тезисы.
Цель занятия: расширить кругозор учащихся.
Занятие 6. Решение задач с фармацевтическим содержанием.
Форма занятия: семинар-практикум.
Образовательный продукт: решенные задачи.
Цель занятия: усвоение теоретических положений при решении
конкретных задач.
Тема 2. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами.
Занятие 7. Вода на Земле. Дефицит чистой пресной воды. Пути преодоления
дефицита пресных водных ресурсов.
Форма занятия: семинар (доклады учащихся по заранее подготовленным
темам).
Образовательный продукт: опорный конспект.
Цель занятия: научить работать с предложенной литературой; развить
умение выделять существенные признаки и свойства объектов,
классифицировать факты и делать выводы; закрепить познавательный
интерес; коммуникативные качества, уверенность в своих силах,
настойчивость, умение действовать самостоятельно, воспитание культуры
умственного труда.
Занятие 8, 9. Вода – основа жизни на Земле. Практическая работа № 2.
Форма занятия: семинар – практическая работа.
Образовательный продукт: схемы, конспекты, отчет.
Цель занятия: используя учебный материал курсов химии, биологии,
физики, географии, экологии обобщить знания о воде; систематизировать
знания, полученные на предыдущем уроке; подвести учащихся к пониманию
глобальных экологических проблем современности, связанных с
загрязнением окружающей среды; раскрыть роль воды в природе и в жизни
человека; продемонстрировать пути рационального использования водных
ресурсов.
Занятие 10, 11. Понятие «тяжелые металлы». Антропогенные источники
поступления металлов в окружающую среду. Загрязнение природных вод,
атмосферы, литосферы. Последствия загрязнения природной среды
металлами. Миграция тяжелых металлов в биогеоценозах, Пищевые цепи.
Заболевания человека, вызванные воздействием металлов на организм.
Форма занятия: лекция.
Образовательный продукт: лекция.
Цель занятия: расширить научный кругозор учащихся.
Занятие 12. Практическая работа № 3. «Изучение влияния солей тяжелых
металлов на белок и на активность фермента (уреазы)».
Форма занятия: практическая работа.
Образовательный продукт: отчет о проделанной работе.
Цель занятия: активизировать самостоятельную работу учащихся.
Занятие 13. Практическая работа № 4. «Определение содержания тяжелых
металлов в снегу и почве».
Форма занятия: практическая работа.
Образовательный продукт: отчет.
Цель занятия: расширение экологического образования школьников,
развитие умения разбираться в различных экологических проблемах,
обучение практическому использованию знаний по экологии.
Тема 3. Способы предупреждения загрязнения окружающей среды
Занятие 14, 15. Пути выхода из экологической ситуации, вызванной
техногенными выбросами, содержащими металлы; комплексное
использование руд, улавливание и использование газообразных отходов,
повторное вовлечение в технологический процесс очищенных стоков,
разработка и внедрение малоотходных технологий, использование новых
видов топлива и способов получения энергии.
Форма занятия: семинар.
Образовательный продукт: доклады, рефераты, структурно-логические
схемы.
Цель занятия: развить навыки самостоятельной деятельности, работы с
литературой, актуализация предметного знания.
Занятие 16. Вопросы экологии и безопасности человека.
Форма занятия: семинар, работа в группах.
Образовательный продукт: решенные проблемные задачи.
Цель занятия: формировать умения применять знания, выбирать главное и
обобщать прочитанное; планировать и проводить исследования; отстаивать
свою точку зрении, т. е. приводить научно-обоснованные аргументы в ходе
дискуссии.
ИТОГОВАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
Разработка отдельных уроков
Занятие 2.
Учителем заготовлен материал по щелочным металлам, который
анализируется учащимися. Учащиеся проводят расследование в
удивительном мире щелочных металлов.
На столах учащихся карты независимого расследования. Это стандартные
листы бумаги, которые разделены на несколько блоков: «Химия», «История»,
«Геология», «Биология», «Физика». В блоке «История» помещена
незаполненная таблица 1, а в блоке «Физика» - табл. 2. Учащиеся записывают
в картах тему урока и в течение занятия по мере поступления сведений
заполняют их. Оформление карт расследования способствует формированию
культуры учебного труда.
Табл. 1
Знак химического
элемента
Табл. 2
Знак химического
Элемента
Li
Na
K
Rb
Cs
Этимология названия
*, кДж
223
184
197
180
190
Год открытия
to, C
р., г/см3
180,5
98
63,5
39,5
28
0,54
0,97
0,86
1,52
1,90
*Тепловой эффект взаимодействия металлов с водой.
Для получения достоверных и разнообразных сведений о щелочных
металлах учитель создает оперативные группы физиков, биологов, геологов и
историков. Каждая группа получает инструкцию по проведению
расследования. Это позволяет задать требуемый режим работы,
регламентировать этапы изучения материала по времени, способствует
усвоению новых знаний. Группы работают по инструкции в течение 10
минут.
Инструкция проведения «следственного эксперимента» группой физиков
Цель: смоделировать металлическую кристаллическую решетку и
рассказать о физических свойствах металлов.
Порядок действий:
1. Изобразить металлическую кристаллическую решетку
2. Подготовьте отчет об особенностях физических свойств
щелочных металлов.
Инструкция проведения «дактилоскопического исследования» группой
геологов.
Цель: выяснить области распространения щелочных металлов.
Порядок действий.
1 .Прочитайте тексты.
2 2. В блоке «Геология» своей карты расследования обозначьте места
распространения каждого элемента.
3 Подготовьте устный отчет.
Инструкция проведения «биохимического анализа» группой биологов.
Цель: выяснить содержание щелочных металлов в живой природе.
Порядок действий:
1. Прочитайте тексты.
2. В блок «Биология» своей карты расследования внесите сведения о
содержании щелочных металлов в живых организмах.
3. Подготовьте устный отчет.
Инструкция составления «исторической справки» группой историков.
Цель: подготовить историческую справку об открытии щелочных
металлов.
Порядок действий
1. Прочитайте тексты.
2. Внесите в блок «История» своей карты расследования сведения об
открытии щелочных металлов.
3. Подготовьте устный отчет.
На этапе сбора и обработки материала собственная деятельность учащихся
организована как групповая работа и предполагает как коллективный, так и
индивидуальный способ получения знаний. Учащиеся знакомятся с учебной
информацией о различных щелочных металлах, принимают самостоятельные
решения о ее важности и соответствии цели своего исследования, готовятся
рассказать о результатах своего расследования.
В процессе изучения материала учащиеся заполняют карту расследования,
которая в результате включает все важнейшие характеристики щелочных
металлов. Аналогичную схему составляет учитель на доске. Ее содержание
позволит систематизировать материал и выделить главное, что нужно
запомнить на уроке. Эта схема станет основой для подведения итогов урока.
По окончании работы группы докладывают о результатах своих изысканий.
В это время остальные учащиеся дополняют свои карты расследования
новыми сведениями.
Демонстрируется видеозапись взаимодействия калия, натрия и лития с
водой.
Последний этап занятия – подведение его итогов.
Занятие 4. Практическая работа № 1. . «Качественные реакции на ионы
железа (II, III), свинца (II), цинка (II), меди (II)».
реагент
OH-
H2S
K4|Fe(CN)6|
Fe2+
Fe(OH)2
зеленый
желеобр.
Осадок
Fe3+
Fe(OH)3
ржавый
желеобр.
Осадок
FeS
черный
осадок
Зеленая или
FeS
черный
осадок
Fe4|Fe(CN)6|3
Zn2+
Zn (OH) 2
белый
осадок,
раств. в изб.
щелочи
ZnS
белый
осадок
Pb+2
Pb(OH)2
белый
осадок,
раств. в изб.
щел. При tо
PbS
черный
осадок
Cu+2
Cu(OH)2
Синий
осадок,
раств. в изб.
Щелочи
CuS
черный
осадок
K3|Fe(CN)6
KSCN
коричневая
окраска
Fe3|Fe(CN)6|2
турнбулева
синь
берлинская
лазурь
Зеленая или
коричневая
окраска
Fe(SCN)3
кровавокрасная
окраска
Занятие 6. Решение задач.
1. Фармацевт получил задание приготовить глазные капли, представляющий
собой раствор сульфата цинка и борной кислоты (массовая доля сульфата
цинка – 0,25 %, борной кислоты – 2 %). Определите массы сульфата
цинка и борной кислоты, которые необходимы фармацевту для
приготовления капель, если дистиллированной воды он взял 200 мл.
(Ответ: 0,508 г сульфата цинка, 4,092 г борной кислоты.)
2. Порошок «Регидрон» используют при обезвоживании организма. Одна
доза порошка содержит 3,5 г хлорида натрия, 2,5 г хлорида калия, 2,9 г
цитрата натрия и 10 г глюкозы. Перед употреблением дозу растворяют в 1
л воды. Определите массовые доли всех компонентов порошка в
полученном растворе. (Ответ: 0,34 % хлорида натрия, 0,25 % хлорида
калия, 0,28 % цитрата натрия, 0Ю98 % глюкозы.)
3. При изжоге и болях в желудке используют средство «Маалокс»,
содержащее в 100 мл суспензии 3,49 г гидроксида алюминия и 3,99 г
гидроксида магния. Сколько молей гидроксидов попадает в организм
человека при приеме 1 столовой ложки (15 мл) препарата? (Ответ: 0,017
моль.)
4. При обработке ран используют 5 %-ный спиртовой раствор йода,
содержащий 2 % иодида калия. Для приготовления такого препарата
используют 95 %-ный раствор этанола. Определите массовую долю воды
в спиртовом растворе йода. (Ответ: 4,65 %.)
5. Больной получил внутривенно в качестве противоаллергического
средства 10 мл 30 %-ного раствора тиосульфата натрия (р = 1,2 г/мл).
Сколько ионов натрия попало при этом в его организм? (Ответ: 2,74 . 1022
ионов.)
6. При язвенной болезни пациентам назначают пить 0,05 %-ный раствор
нитрата серебра. Суточная доза нитрата серебра составляет 0,1 г. На
сколько дней больному хватит 2 л 0,05 %-ного раствора нитрата серебра?
(Ответ: на 10 дней.)
7. Шестиводный кристаллогидрат хлорида кальция, поступающий в аптеки,
не используют для приготовления лекарств, так как он гигроскопичен и
имеет непостоянный состав, что может привести к неточной дозировке.
Из кристаллогидрата готовят 50 %-ный раствор хлорида кальция,
который в дальнейшем и используют для приготовления лекарств.
Определите массу кристаллогидрата, который потребуется для
приготовления 50 %-ного раствора, если в распоряжении фармацевта
имеется 100 мл дистиллированной воды. Определите массы воды и 50 %ного раствора хлорида кальция, необходимых для приготовления 100 г 10
%-ного раствора этого вещества. (Ответ: 7,35 кг; 80 г воды и 20 г
раствора.)
8. Для рентгеноскопии желудка используют взвесь сульфата бария в воде.
Сульфат бария получают из минерала витерита, состоящего, в основном,
из карбоната бария. Рассчитайте массу 35 %-ного раствора
хлороводорода, который потребуется для полного растворения 100 г
витерита, содержащего 5 % некарбонатных примесей. Определите массу
20%-ного сульфата натрия, необходимого для полного осаждения ионов
бария в виде сульфата из полученного раствора хлорида бария. (Ответ:
100 г; 342 г.)
Занятие 7. Краткие сообщения по темам:
1. Роль воды в биосферных процессах.
2. Аномальные свойства воды.
3. Вода – среда жизни.
4. Объемы воды в составляющих гидросферы.
5. Общие ресурсы пресной воды.
6. Обеспечение водными ресурсами регионов и стран.
7. Общие объемы водопотребления (промышленность, сельское
хозяйство, жилищно-коммунальное хозяйство).
8. Техногенные загрязнения поверхностных вод.
9. Контроль уровня загрязнения водного бассейна.
10.Пути преодоления дефицита пресных водных ресурсов.
11.Основные методы очистки сточных вод.
Литература, предложенная учащимся для подготовки к уроку:
1. Лосев К.С. Вода. – Л.: Гидрометеоиздат,1989. – С. 22 - 50.
2. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. Кн.2. – М.: Мир, 1995. –
218 с.
3. Экология / Под ред. Л. И. Цветковой. – М.: Химиздат, 1999. – С. 12 60.
4. Лозановская И. Н., Орлов Д. С., Садовникова Л. К. Экология и охрана
биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 1998. –
С. 45 -58.
5. Боровский Е. Э. Вода на Земле// Химия в школе. – 2002. - №5, – С. 4 –
9.
6. Боровский Е. Э. Дефицит чистой пресной воды// Химия в школе. 2002. – №8, - С.4-7.
Занятие 12. Практическая работа 3. «Изучение влияния солей тяжелых
металлов на белки и на активность фермента (уреазы)».
Для проведения исследования выбрана уреаза - фермент широко
распространенный в растительном мире. Уреаза катализирует гидролиз
мочевины с образованием оксида углерода (IV) и аммиака. Метод
определения активности уреазы основан на тестировании выделяющегося
аммиака фенолфталеином. Наглядность данного опыта обеспечивается
быстрым появлением интенсивной розовой окраски индикатора.
1. Денатурация белка.
Приготовьте раствор белка. Для этого белок куриного яйца растворите в
150 мл воды. В пробирку налейте 4 -5 мл раствора белка и прилейте
растворы нитрата свинца различной концентрации.
2. Определение активности уреазы.
Приготовление экстракта уреазы.
Очистить 3 - 4 арбузных (кабачковых) семечка от кожуры и растереть
ядра в ступке с 10 мл воды. Данный экстракт слить в пробирку и
использовать для проведения опыта.
Для опыта взять 2 мл суспензии ферментативного препарата. В пробирку
добавить 1 мл воды или токсиканта (солей тяжелых металлов),
встряхнуть и добавить 2 мл раствора мочевины. Затем в пробирку
добавить 2 – 3 капли спиртового раствора фенолфталеина, оставить при
комнатной температуре на 3 – 5 минут. Если окраска появляется, значит,
уреаза сохраняет свою активность. А если окраска не появляется, значит,
реагент ингибирует фермент.
В качестве токсикантов надо использовать растворы ацетата свинца
Pb(CH3COOH)2 нитрата кадмия Cd(NO3)2 в различных концентрациях
(10-6, 10-7, 10-8, 10-9 моль/л). Результаты опыта занести в табл.
Занятие 13.Практическая работа 4. «Определение содержания тяжелых
металлов в снегу и почве».
Методика эксперимента
Пробы снега отбираем со всей глубины снежного покрова. Снег
растапливаем и подкисляем азотной кислотой, затем упариваем с 1 л до 3 мл.
Пробы почвы отбираем на глубину до 10 см, так как именно в верхнем
горизонте почвы накапливаются тяжелые металлы. Сухую измельченную
почву массой 10 г заливаем 50 мл 1 М раствора азотной кислоты и оставляем
на сутки, затем смесь фильтруем и упариваем фильтрат до 3 мл.
Суть метода тонкослойной хроматографии (ТСХ) заключается в
разделении сложных смесей веществ на индивидуальные
соединения за счет различий в сорбируемости в тонком слое сорбента.
Для этого используем силуфоловые пластинки, представляющие собой
закрепленный слой силикагеля с крахмалом, нанесенный на алюминиевую
фольгу.
На вырезанной пластинке размером 3 .7 см отмечаем линию старта, на
которую с помощью капилляров наносим анализируемую смесь и свидетель
(водный раствор соли соответствующего металла). Затем эту пластинку
помещаем в стакан с растворителем (н-бутанол, дистиллированная вода с
добавлением уксусной кислоты до установления в системе рН = 3).
Под действием капиллярных сил растворитель поднимается в слое
сорбента, увлекая за собой анализируемые вещества, при этом они
перемещаются с различными скоростями и в слое сорбента происходит их
разделение.
Для обнаружения ионов металлов опрыскиваем хроматограмму из
пульверизатора растворами реагентов, дающих цветные реакции с
анализируемыми веществами. Обнаружение ионов свинца проводим
раствором йодистого калия; ионов железа(III) – раствором
гексацианоферрата (П) калия; ионов Cr2O7-2 – раствором 1,5дифенилкарбазида.
При этом появляются окрашенные капли (желтое йодита свинца, берлинской
лазури, розовое на наличие ионов хрома). По высоте пятна на хромотограмме
проводим количественное сравнение анализируемых ионов тяжелых
металлов.
Полученные результаты заносим в таблицу и делаем выводы.
Занятия 14,15.
Литература, предложенная учащимся до проведения семинара.
1. Абрамов С. И. Охрана окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов. – М., 1987.
2. Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас. – М.: Высшая школа, 1992.
3. Новиков Ю. В. Природа и человек. – М.: Просвещение, 1991.
4. Очкин А. В., Фадеев Г. Н. Химия защищает природу: Книга для
внеклассного чтения. – М.: Наука, 1990.
5. Израэль Ю. А. Проблемы охраны природной среды и пути их решения. –
Л.: Гидрометеоиздат,1984.
Занятие 16
Перед учащимися ставится несколько конкретных задач, требующих
выработки самостоятельного решения. Учащиеся вправе выбрать задание
для своей группы и после обсуждения в группе, они предлагают свое
решение данной проблемы.
Экологические проблемы.
 Вам выданы образцы воды, взятой из разных источников (они указаны
на этикетках). Предположительно в образцах содержатся ионы Fe2+,
Fe3+, Cu2+, Zn2+, Pb2+. Составьте план их определения. Предложите
способы очистки воды от этих ионов. Каковы будут ваши действия,
если концентрация указанных ионов в образцах слишком высокая?
 Вас назначили директором строящегося горно-обогатительного
комбината. Какие природоохранные меры вы предусмотрите для
создания экологически чистой зоны в районе предприятия? Будете ли
вы планировать строительство территориально-промышленного
комплекса? Если да, то какие промышленные объекты в него войдут?
Почему?
 Территория вокруг завода сильно загрязнена стронцием, К каким
последствиям дл человека и домашних животных это может привести?
Ответ мотивируйте.
 В водоемах и почве в районе, предназначенном для строительства
жилого массива, были обнаружены ионы тяжелых металлов в высоких
концентрациях. Допустимо ли строительство жилья в таком районе?
Как могут повлиять на здоровье людей ионы этих металлов, попавшие
в организм?
 Магний – основа зеленого объекта хлорофилла. В питательной среде, в
которой выращивается растение методом гидропоники, вместо ионов
магния присутствуют ионы кальция. Вызовет ли это какие-либо
изменения в организме растения? Если да, то какие и почему? Какие
причины могут обусловить аналогичный процесс в природной среде?
По желанию учащихся элективного курса можно провести итоговую
конференцию.
Темы рефератов и проектных работ.
1. Железо и процессы дыхания в живых организмах.
2. Фотосинтез глазами химика.
3. Металлы: когда их много или мало.
4. «Металлические» болезни.
5. Водород – экологически чистое топливо.
6. Металлизация природной среды (почв).
7. Коррозия металлов как источник антропогенного загрязнения
окружающей среды.
8. О металлах и ферментах.
9. Железо и медь в организмах; их роль в энергетике клетки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1975. –
670с.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1984. - 702 с.
3. Рэмсден Э.Н. Начала современной химии /Пер. с англ. Под ред. д. х. н.
В. Барановского и др. – Л.: Химия, 1989. – 784 с.
4. Полинг Л., Полинг П. Химия /Пер. с англ. под ред. М. А. Карапетьянц.
– М.: Мир, 1978. – 683 с.
5. Хомченко И.Г. Общая химия. - М.: Химия, 1987. – 464 с.
6. Пилипенко А. Т., Починок В. Я., Середа И. П., Шевченко Ф. Д.
Справочник по элементарной химии. – К.: Наукова думка, 1985. - 560
с.
7. Большая детская энциклопедия: Химия /Сост. К. Люцис. – М.: Русское
энциклопедическое товарищество, 2000. – 640 с.
8. Химия. Энциклопедия химических элементов /Под ред. проф. А. М.
Смолеговского. – М.: Дрофа, 2000. – 432 с.
9. Ария С. М., Семенов И. Н. Краткое пособие по химии переходных
элементов. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1972. – 142 с.
10.Азимов А. Краткая история химии: Развитие идей и представлений в
химии /Пер. с англ. З. Гельмана. – СПб.: Амфора, 2000. - 269 с.
11.Азимов А. Краткая история биологии. От алхимии до генетики /Пер. с
англ. Л. А. Игоревского. – М.: ЗАО Изд-во Центрполиграф, 2002. – 223
с.
12.Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения.
– М.: Химия, 1995. – 400 с.
13.Фигуровский И.А. История химии. Учебное пособие для студентов интов по хим. и биол. спец. – М.: Просвещение, 1979. – 311 с.
14.Аликберова Л.Ю. Занимательная химия для учащихся, учителей и
родителей. – М.: АСТ - ПРЕСС, 1999. - 560 с.
15.Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия: Учебник /Под ред.
С. С. Дебова. – М.: Медицина, 1990. – 528 с.
16.Бабенко Г.А., Решеткина Л.П. Применение микроэлементов в
медицине. – К.: Здоровя, 1971…. – 220с.
17.Гаммерман А.Ф., Кадаев Г.Н., Яценко-Хмелевский А.А.
Лекарственные растения. – М.: Высшая школа, 1983. – 40 с.
18.Машковский М.Д. Лекарственные средства. – М.: Медицина, 1983. – т.
1. – 624 с. – т. 2 – 575 с.
19.Кретович В.Л. Основы биохимии растений. – М.: Высшая школа, 1980.
– 445с.
20.Занимательные рассказы о химии //Сост. Ю.И. Смирнов. – СПб.: МиМ
Экспресс, 1995. – 110 с.
21.Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных
систем //Сороссовский образовательный журнал, 1998. - № 5. – С. 23 –
29.
22.Трифонов Д.Н. Химия Земли: Книга для чтения по неорганической
химии. - М.:Просвещение, 1993. – ч. 2. – С. 109 – 180.
23.Венецкий С.И. В мире металлов. – М.: Металлургия, 1988. – 238 с.
24.Колтун М. Земля. М.: Мирос, 1994. – 175 с.
25.Демина Л. Земля в вопросах, загадках, ребусах, кроссвордах.
Приложение к основной книге экспер. учебного пособия «Земля». - М.:
Мирос, 1994. – 144 с.
26.Тайлер Миллер. Жизнь в окружающей среде /Пер. с англ. под ред.
Ягодина Д.А., - 1996. – ч. 3. – 400 с.
27.Величковский Б. Т. Здоровье человека и окружающая среда. – М.:
Новая школа, 1997. – С. 58 – 112.
28.Макаров К. А. Химия и медицина: Книга для чтения. М.:
Просвещение,1981. – 125 с.
29.Николаев Л. А. Металлы в живых организмах: Книга для внеклассного
чтения. – М.: Просвещение,1986. – С. 23 – 56.
30.Новиков Ю. В. Природа и человек. – М.: Просвещение,1991. – С. 25 –
66.
31.Беспамятнов Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые концентрации
химических веществ в окружающей среде. Справочник. – Л.: Химия,
1985. – 528 с.
32.Вредные химические вещества. Неорганические соединения I – IV
групп: справочное издание / Под ред. В. А. Филова и др. – Л.: Химия,
1988. – С. 18 – 112.
33.Вредные химические вещества. Неорганические соединения V – VII
групп: справ. изд./ Под ред. В. А. Филова – Л.: Химия, 1989. – С. 44 –
98.
34.Проблемы антропогенного воздействия на окружающую среду. – М.:
Наука, 1985. – С. 12 – 67.
35.Пекшева Н. П. Химия металлов: Уч. пособие. – Красноярск, 1987. – С.
22 – 56.
36.Шустов С. Б., Шустова Л. В. Химические основы экологии. – М.:
Просвещение, 1995. – С. 23 – 136.
Баратова З.Р.
ГОУ СОШ №1291
Элективный курс «Химия и здоровье»
Предлагаемый элективный курс предназначен для учащихся 9-х классов на
этапе предпрофильной подготовки. Важнейшей целью курса является
формирование мотивации для сознательного выбора химико-биологического
профиля обучения. Теоретическая часть курса содержит информацию о
важнейших объектах, формирующих среду обитания человека: атмосфере,
биосфере, гидросфере, биосфере. Рассматриваются важнейшие вопросы
антропогенного воздействия человека на окружающую среду и глобальные
экологические проблемы. В прикладной части программы учащимся
предлагается провести самостоятельные исследования, Например при
изучении темы «Атмосфера» это определение содержания углекислого газа в
различных пробах воздуха, в теме «Гидросфера – определение кислотности
природных вод и т.д. Таким образом, изучение этого курса формирует
систему знаний об окружающем мире, позволяет оценить качество и
безопасность среды обитания человека.
Программа составлена с учетом уровня подготовки учащихся к восприятию
предлагаемого материала, а используемые методики просты и доступны, не
требуют специальной аппаратуры и могут быть реализованы в школьной
химической лаборатории..
В целом элективный курс полезен как на начальном этапе обучения химии,
так и при обобщении знаний по предмету и может быть рекомендован для
внедрения в практику.
Одной из ведущих тенденций современного образования является его
профилизация. Химико-биологический профиль предполагает существенное
углубление знаний по этим предметам, что должно обеспечить подготовку к
ЕГЭ и поступление в вуз на соответствующие специальности. Программа
элективного курса предназначена для предпрофильной подготовки учащихся
9-х классов с ориентацией на химико-биологический профиль. Содержание
учебного материала программы соответствует целям и задачам
предпрофильного обучения и обладает новизной для учащихся.Элективные
курсы по химии в 9-х классах призваны развивать интерес к этой
удивительной науке, формировать научное мировоззрение, расширять
кругозор учащихся, а также способствовать сознательному выбору химикобиологического профиля. Кроме того, курс направлен на удовлетворение
познавательных интересов учащихся в области химических проблем
экологии, валеологии, поэтому он будет полезен многим учащимся.
Привлечение дополнительной информации межпредметного характера о
значении химии в различных областях народного хозяйства, в быту, а также в
решении проблемы сохранения и укрепления здоровья позволяет
заинтересовать школьников практической химией, повысить их
познавательную активность, расширить знания о глобальных проблемах,
развить аналитические способности.
Содержание элективного курса направлено на развитие экологической
культуры учащихся, ответственного отношения к природе, обоснования
необходимости вести нормальный образ жизни, чтобы сохранить здоровье
каждого человека и всего общества. Изучение курса будет способствовать
реализации общекультурного компонента содержания химического
образования, т.к. предусматривает формирование целостного представления
о мире и месте человека в нем, воспитание культуры поведения в мире
веществ и химических превращений.
Актуальность предлагаемого элективного курса обусловлена значимостью
рассматриваемых экологических и валеологических представлений и
проблем, которые ставит перед нами сама жизнь.
Этот элективный курс дает возможность учителю и учащимся заниматься
самостоятельной познавательной и практической деятельностью по вопросам
здоровья и охраны окружающей среды.
Общими принципами отбора содержания материала программы являются:
 системность;
 целостность;
 объективность;
 научность;
 доступность для учащихся основной школы;
 реалистичность;
 практическая направленность.
Образовательный курс расширяет и углубляет базовый компонент,
обеспечивает необходимой информацией интеграцию химического,
биологического, географического характера.
Курс позволит полнее учесть интересы и профессиональные намерения
старшеклассников, следовательно, сделать обучение более интересным,
соответственно получить более высокие результаты.
В содержание программы заложены следующие идеи:
*
* природа в своем развитии находится в динамическом равновесии;
* при взаимодействии природы и человека изменяются компоненты
окружающей среды, что приводит к смещению природного
равновесия;
* химические знания необходимы для разумного решения
возникших проблем.
Ведущая идея курса: развитие химической науки служит интересам
общества, призвано улучшать жизнь человека и решать проблемы, стоящие
перед человеком и человечеством. Следовательно, вещества нужно изучать,
чтобы правильно их применять.
Основные цели элективного курса:
1. Вооружение учащихся знаниями о веществах, которые нас окружают в
повседневной жизни.
2. Раскрытие роли химии в познании природы и обеспечении жизни
общества, показ значения химического образования для правильной
ориентации в жизни в условиях ухудшения экологической обстановки.
3. Развитие внутренней мотивации учения, повышение интереса к познанию
химии.
4. Развитие личности учащихся средствами данного курса.
5. Обеспечение химико-экологического образования, развитие экологической
культуры учащихся.
Задачи курса:
1. Сформировать у учащихся сознание необходимости:
а) заботиться о своем здоровье;
б) изучать вещества, окружающие нас в повседневной жизни, для того,
чтобы их правильно применять.
2. Научить учащихся правильно оценивать экологическую обстановку,
сформировать активную жизненную позицию по вопросам защиты
окружающей среды.
3. Развить у учащихся специальные умения и навыки обращения с
веществами, научить выполнять несложные исследования, соблюдая правила
техники безопасности.
4. Расширить кругозор учащихся.
5. Развить у учащихся общеучебные умения и навыки: работать с научнопопулярной и справочной литературой, сравнивать, выделять главное,
обобщать, систематизировать материал, делать выводы.
6. Развить у учащихся самостоятельность и творчество при решении
практических задач.
7. Использовать и развить межпредметные связи химии с биологией,
физикой, географией, математикой.
Программа курса рассчитана на 18 ч.
Содержательная часть программы:
Введение. Биосфера – среда жизни человека (1 ч)
Биосфера. Глобальные экологические проблемы, связанные с хозяйственной
деятельностью человека.
Тема 1. Атмосфера. Воздух, которым мы дышим (4 ч)
Атмосфера. Состав воздуха. Кислород. Растения как поставщики и
потребитеди кислорода. Основные виды загрязнений воздуха и их источники.
Кислотные дожди.
Увеличение концентрации углекислого газа и метана в атмосфере.
Парниковый эффект и его возможные последствия.
Озоновый слой, его значение для жизни на Земле и нарушение целостности
под действием фреонов (хладонов).
Пути решения проблемы защиты атмосферы. Международное
законодательство по охране атмосферы. Приемы поддержания чистоты
воздуха в помещениях. Практическая работа 1. Определение состава
вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Состав воздуха в кабинете химии.
Практическая работа №2. Определение кислотности атмосферных осадков.
Тема 2. Гидросфера. Вода, которую мы пьем (4 ч)
Гидросфера. Распределение вод гидросферы. Круговорот воды в природе, его
значение в сохранении природного равновесия.
Вода – универсальный растворитель. Химический состав природных вод.
Жесткость воды. Методы, применяемые для очистки воды, их
эффективность. Водоочистительные станции. Санитария питьевой воды.
Понятие о ПДК веществ в питьевой воде.
Охрана природных вод: законодательство, международное сотрудничество.
Практическая работа 3. Сравнение водопроводной и технической воды по
параметрам: запах, цвет, прозрачность, рН, наличие осадка после
отстаивания, пригодность для использования.
Практическая работа 4. Определение жесткости воды.
Тема 3. Пища, которую мы едим (4 ч)
Что нужно знать, когда покупаешь продукты и готовишь пищу. Пищевая
ценность белков, углеводов, жиров. Минеральные вещества: микро- и
макроэлементы. Пищевые добавки. Синтетическая пища
Процессы, происходящие при варке овощей. Содержание нитратов в
растительной пище и советы по уменьшению их содержания в процессе
приготовления пищи. Качество пищи и проблема сроков хранения пищевых
продуктов.
Практическая работа 5. Определение нитратов в плодах и овощах.
Практическая работа 6. Изучение состава продуктов питания (по
этикеткам), расшифровка кодов пищевых добавок, их значение и влияние на
организм.
Практическая работа №7. Химические опыты с жевательной резинкой.
Тема 4. Дом, в котором мы живем. Экология жилища и здоровье
человека (2 ч)
Материалы, из которых произведены дома, мебель, покрытия. Пылевые
загрязнения помещений. Радиационные загрязнения. Влияние шума на
здоровье человека. Растения в доме. Животные и насекомые в квартире.
Вопросы экологии в современных квартирах. Приемы разумного ведения
домашнего хозяйства.
Практическая работа 8. Определение относительной запыленности воздуха
в помещениях.
Решение задач с экологическим содержанием (2 ч)
Итоговая конференция: обсуждение проектной работы «Курить или не
курить»
Методическая часть программы
Требования к усвоению учебного материала учащимися в
результате изучения программы элективного курса.
Учащиеся должны знать:
 качественный и количественный состав воздуха;
 последствия загрязнения окружающей среды веществами,
содержащимися в выхлопных газах автомобилей,
промышленных отходах, средствах бытовой химии;
 проблемы загрязнения воздушного бассейна (причины,
источники, пути сохранения чистоты);
 роль озонового слоя в биосфере, причины и последствия его
истощения (понятие «озоновые дыры»);
 содержание понятий «парниковый эффект», «кислотные дожди»,
пути решения проблем;
 примерный качественный состав природных вод;
 методы очистки пресной воды от загрязнений;
 нормирование качества питьевой воды;
 проблемы загрязнения водного бассейна (причины, источники,
пути сохранения чистоты);
 проблемы пресной воды (запасы, получение, экономия,
рациональное использование);
 проблемы загрязнения мирового океана нефтью и
нефтепродуктами;
 основные способы очистки водоемов от нефтяного загрязнения;
 состав пищи, пищевые добавки, их действие на организм;
 проблемы, связанные с избытком минеральных удобрений в
почве;
 состав строительных материалов, возможные негативные
последствия, фенольные строения, аллергические заболевания;
 основные источники и причины загрязнения окружающей среды
металлами;
 требования законодательства в области охраны атмосферного
воздуха и водных ресурсов планеты;
 экологические проблемы местного значения;
 роль химии в решении экологических проблем.
Учащиеся должны уметь:
 составлять схему круговорота воды в природе, обосновывать его
роль в сохранении природного равновесия, анализировать
причины и последствия его нарушения;
 оценивать состояние воздушной и водной сред, сопоставляя
фактические данные и нормы качества;
 раскрывать сущность проблем загрязнения воздушной и водной
сред планеты и находить пути их решения;
 бережно относиться к воде, экономно ее расходовать;
 применять простейшие методы очистки воды;
 анализировать состав пищевых продуктов по этикеткам,
выбирать безвредные продукты;
 использовать дополнительный информационный материал по
изучению местных экологических проблем;
 примеры загрязнения окружающей среды некоторыми
соединениями;
 вести себя в природной среде в соответствии с экологическими
требованиями;
 критически оценивать состояние природной среды своей
местности и находить пути его улучшения.
Усвоение материала по программе курса можно проследить через отчеты
по практическим работам, самостоятельные творческие работы, рефераты,
анкетирование, тесты, проектные работы. Итоги работы можно обобщить на
конференции, устном журнале и др.
Формы организации учебной деятельности в рамках элективного курса:
лекции с элементами беседы, семинары, дискуссии, практические работы
исследовательского характера, конференции по проблемам защиты
окружающей среды и валеологии, ролевые и познавательные игры.
Примерное тематическое планирование учебного материала
элективного курса:
Тема,
изучаемые
вопросы
Введение. Понятие
о биосфере как
среде жизни
человека.
Глобальные
проблемы экологии,
связанные с
хозяйственной
деятельностью
человека:
кислотные дожди,
уменьшение
озонового слоя
планеты,
загрязнения
природы тяжелыми
металлами,
нефтепродуктами.
Выбор темы
проектной работы и
Kолво
часов
Демонстрации,
лабораторные
опыты
Видеофильм
«Глобальные
проблемы
человечества», 1я часть,
фрагменты
1
Форма
занятия
Лекция с
элементами
беседы.
Образовательный
пукт
Опорный конспект. План
работы по проекту.
обсуждение плана
работы (возможно
«Курить или не
курить»).
Тема 1.
Атмосфера.
Воздух, которым
мы дышим
Атмосфера. Состав
воздуха. Основные
виды загрязнений
воздуха и их
источники.
Kислотные дожди
Увеличение
концентрации
углекислого газа и
метана в
атмосфере.
Парниковый эффект
и его последствия.
Озоновый слой.
Трансформация
кислорода в озон.
Защитная роль
озонового слоя на
Земле, его значение
для жизни и
возможные
последствия
истощения
Пути решения
проблемы защиты
атмосферы.
Сокращение
выбросов
углекислого газа за
счет повышения
эффективности
топлив.
Международное
законодательство
по охране
атмосферы.
Приемы
поддержания
чистоты воздуха в
помещениях
Практическая
работа 1.
Определение
состава вдыхаемого
и выдыхаемого
воздуха. Состав
воздуха в кабинете
химии.
Практическая
работа
№2.Определение
кислотности
4
1
Опыт,
Семинар-практикум
демонстрирующий
образование
кислоты при
сгорании серы
Диаграмма «Состав
воздуха», таблица «Виды
загрязнений»
Опыт,
Kонференция
демонстрирующий
превращение
кислорода в озон
Доклады, сообщения
учащихся
Демонстрация
коллекции
различных видов
топлива
Тезисы, работа с
документами
1
Беседа, дискуссия
1
Практическая работа Отчет о практических
с элементами
работах.
исследования
1
атмосферных
осадков
Тема 2.
Гидросфера. Вода,
которую мы пьем
Гидросфера.
Распределение вод
гидросферы.
Kруговорот воды в
природе, его
значение в
сохранении
природного
равновесия. Вода –
универсальный
растворитель.
Химический состав
природных вод.
Жесткость воды
4
Лабораторный
Беседа,
опыт,
лабораторный опыт
демонстрирующий
свойства воды как
растворителя
1
Санитария питьевой
воды. Понятие о
ПДK веществ в
водных стоках.
Охрана природных
вод:
законодательство,
международное
сотрудничество.
Практическая
работа 3. Анализ
водопроводной и
технической воды.
Сравнение чистой
и загрязненной
воды по
параметрам:
запах, цвет,
прозрачность, рН,
наличие осадка
после
отстаивания,
пригодность для
использования
Водоочистительные
станции. Методы,
применяемые для
очистки воды, их
эффективность
Работа с таблицей, отчет
по лабораторному опыту
Беседа.Практическая Анализ данных о составе
работа
питьевой воды, работа с
документами, тезисы.
Отчет о практической
работе
1
1
Практическая
работа 4
Определение
жесткости воды
1
Тема 3. Пища,
которую мы едим
3
Лабораторный
опыт «Способы
очистки воды»
Урок-экскурсия
Экскурсия на
водоочистительную
станцию
Практическая работа Отчет о практической
работе»
Что нужно знать,
когда покупаешь
продукты и
готовишь пищу
1
Практическая
работа 5.
Определение
нитратов в плодах и
овощах (возможно
определение
витамина С).
Практическая
работа 6. Изучение
состава питания
продуктов (по
этикеткам),
расшифровка кодов
пищевых добавок,
их значение и
влияние на
организм.
Демонстрация
Устный журнал,
Выступления учащихся,
этикеток от
практическая работа домашняя практическая
кондитерских
работа, коллекция
изделий,
маргарина,
майонеза и других
продуктов
питания, которые
мы покупаем в
магазине
Практическая работа Отчет о практической
работе
1
Практические
работы
Отчет о практических
работах
2
Практическая
работа №7.
химические
опыты с
жевательной
резинкой.
Тема 4. Дом, в
котором мы
живем. Экология
жилища и
здоровье человека
Практическая
работа 7.
Определение
относительной
запыленности
воздуха в
помещениях
Материалы, из
которых сделаны
дома, мебель,
покрытия.
Радиационные
загрязнения.
Растения в доме.
Животные и
насекомые в
квартире. Влияние
шума на здоровье
человека. Приемы
разумного ведения
2
Практическая работа Отчет о практической
работе
1
Демонстрация
образцов
строительных
материалов
1
Лекция с элементами Опорный конспект. Тезисы
беседы или беседа
(в зависимости от
подготовленности
учащихся)
домашнего
хозяйства. Вопросы
экологии в
современных
квартирах
Решение задач с
экологическим
содержанием
2
Заключительное
занятие. Итоговая
конференция
2
Всего часов
Практических работ
Лабораторных
опытов
Экскурсий
18
8
2
1
Урок решения задач
Решения задач
Защита проектов
Темы проектных работ:
 Курить или не курить.
 Пост и здоровье.
 На вопросы кулинара отвечает химия.
 Известная и неизвестная вода.
 Образжизни и вредные привычки.
 Воздействие окружающей среды на здоровье человека.
 Питание и здоровье.
Литература, предложенная учащимся
1. Абрамов С. И. Охрана окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов. – М., 1987.
2. Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас. – М.: Высшая школа, 1992.
3. Новиков Ю. В. Природа и человек. – М.: Просвещение, 1991.
4. Очкин А. В., Фадеев Г. Н. Химия защищает природу: Книга для
внеклассного чтения. – М.: Наука, 1990.
5. Израэль Ю. А. Проблемы охраны природной среды и пути их
решения. – Л.: Гидрометеоиздат,1984.
6. Артамонов М.И. Зеленая лаборатория планеты. – М.:
Агропромиздат, 1987.
7. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и
охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая
школа,1998.
8. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. – М.:
ФАИР-ПРЕСС, 2000.
9. Экология, охрана природы и экологическая безопасность / Под
ред. В.И.Данилова-Данильяна. – М.: МНЭПУ, 1997.
10.Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. Справочное пособие. М.:
Высшая школа, 1992.
11.Энциклопедический словарь юного химика / Под ред.
Д.Н.Трифонова. М.: Педагогика-Пресс, 1999.
12.Козлова Г.А., Мягкова А.Н., Сонин Н.И. Экология России. – М.:
АО МДС, ЮНИСАМ, 1995.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана
биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа,1998.
2. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. – М.: ФАИРПРЕСС, 2000.
3. Экология, охрана природы и экологическая безопасность / Под ред.
В.И.Данилова-Данильяна. – М.: МНЭПУ, 1997.
4. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. Справочное пособие. М.: Высшая
школа, 1992.
5. Энциклопедический словарь юного химика / Под ред. Д.Н.Трифонова.
М.: Педагогика-Пресс, 1999.
6. Козлова Г.А., Мягкова А.Н., Сонин Н.И. Экология России. – М.: АО
МДС, ЮНИСАМ, 1995.
7. Боровский Е.Э. Парниковый эффект и его последствия // Химия в
школе. – 2002. - №1. С.7-13.
8. Коробейникова Л.А. Методика изучения состава окружающего
воздуха. / Химия в школе – 2000. № 2; С. 54-58.
9. Суханова Н.Ю. Практикум с валеологической направленностью //
химия в школе. – 2002. №2. С.71-72.Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о
пище сточки зрения химика. – М.: Высшая школа, 1991.
10.С.А.Лыгин, Халикова И.В., Гильметова Э.В. К рассмотрению
проблемы кислотных дождей // Химия в школе. – 2003. №6, С. 35-38.
11.Харьковская Н.Л., Асеева З.Г. Вода, дарующая жизнь//Химия в школе.
- 1997. - №3. – С. 6-9.
12.Харьковская Н.Л., Асеева З.Г. Анализ воды из природных
источников//Химия в школе. – 1997. - №3. – С. 61-63.
13.Скуднова Л.Г. Экология жилища и здоровье человека \ Химия (ИД
«Первое сентября»), 2004, № 12, 15, 19.
14.Аликберова Л.Ю., Хабарова Е.И. Задачи по химии с экологическим
содержанием. – М.: Центрхимпресс, 2001.
15.Боровский Е.Э. Вода на земле // Химия в школе. – 2002. - №5. С.4-9.
16.Маршанова Г.Л. Аналитический семинар «Вода в природе и жизни
человека» / Химия в школе. – 2006. С. 18-25.
17.Зяблова Е.В. Курить или не курить // Химия в школе. – 2002. №7. С.8385.
18.Исаев Д.С. Интегшрация в исследовательской работе учащихся //
Химия в школе. – 2006. №2. С. 57-61.
19.Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. – М.:
Высшая школа, 1991.
20.Солодова В.И., Волкова Л.А., Волков В.Н. Определение витамина С в
овощах и фруктах // Химия в школе. – 2002. №6. С. 63-67.
21.Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты // Химия в школе. – 2002. №5.
С. 43-45.