Химия наука чудес и превращений

Одной из форм организации деятельности учащихся, позволяющей максимально приближать обучение к жизни, является исследовательская работа, в процессе которой учащиеся встречаются со всем многообразием фактов и явлений. Школьники сами или с помощью учителя отбирают им данные из наблюдений, литературных источников, результатов эксперимента. В курсе химии заложены большие потенциальные возможности для постановки исследовательской работы экологического характера. Круг проблем может быть обширным: исследование воды, воздуха, почвы на содержание в них загрязнителей; изучение влияния избытка и недостатка минеральных удобрений, нефти и нефтепродуктов на жизнедеятельность организмов и т.д. В теме «Вода. Растворы» раскрывается роль воды в сохранении единства и целостности окружающего мира. В связи с этим большое внимание уделяется вопросам влияния хозяйственной деятельности человека на круговорот воды и изменение основных показателей водной среды в связи с ее загрязнением, действия загрязнителей на обитателей водоемов, защиты водных источников от загрязнения. Исследовательская работа может проводиться по трем направлениям: 1. Роль воды в питании растений; 2. Сравнение чистой и загрязненной воды по некоторым параметрам: цвет, запах, прозрачность, рН среды, наличие осадка после отстаивания; 3. Влияние загрязненной воды на рост и развитие растений; на обитателей водоема (модельный опыт с аквариумом). Загрязненная вода может быть взята из какого-либо источника вблизи промышленного предприятия или непосредственно с его территории. В зимний период для наблюдений можно использовать снеговую воду. Качество воды определяется по методике. Для оценки прозрачности воды используют стеклянную трубку с делениями, диаметром 3 см и длиной 50 см. На дно трубки кладется пластинка с нанесенным на ней черным несмывающимся рисунком. Перед замером воду необходимо взболтать. Прозрачность, зависящая от количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения, определяется высотой столба воды в трубке (в см), сквозь который просматриваются контуры рисунка. Запах зависит от биологических и химических загрязнителей. Воду наливают в плоскодонную колбу с широким горлом. Качество запаха определяют эпитетами: хлорный, землистый, рыбный, травяной, болотный, сероводородный, гнилостный. Силу запаха выражают по 5-балльной системе. 1 балл – запаха нет или очень слабый (запах обычно не замечается); 2 балла – запах слабый (обнаруживается, если на запах обратить внимание); 3 балла – запах заметный (легко замечаемый и могущий вызвать неодобрительные отзывы о воде); 4 балла – запах отчетливый (могущий вызвать воздержание от питья); 5 баллов – запах очень сильный (настолько сильный, что вода совершенно непригодна для питья). Для характеристики реакции среды используется индикаторная бумага. Цветность определяется в сравнении с эталоном – чистой водой (если вода мутная, то ее предварительно фильтруют). Учащимся предлагается смоделировать в лабораторных условиях защитные мероприятия и проследить последствия их реализации для живых объектов. К таким мерам можно отнести очистку воды (выведение определенных ионов из раствора), нейтрализацию веществ, фильтрование, обработку озоном, хлором и др. Тема «Подгруппа азота» является одной из самых благодатных в плане постановки исследовательской работы. При изучении аммиака и оксидов азота (II, IV) можно предложить учащимся выяснить влияние этих веществ на растения. Опыты проводят аналогично тому, который иллюстрировал действие оксида серы (IV) на растения. Помимо наблюдений за растениями учащимся можно предложить решить проблему обезвреживания оксида азота (IV) водой с последующей нейтрализацией полученного раствора щелочью; поглощение газа раствором щелочи или соды с последующей обработкой полученного раствора разбавленной азотной кислотой для перевода образующихся токсичных нитритов в нитраты. Можно предложить учащимся в лабораторных условиях опробовать промышленный метод обезвреживания оксидов азота – поглощение его водными растворами аммиака и карбоната аммония. В этом случае оксиды азота реагируют с водным раствором аммиака с образованием нитрита аммония – нестойкого соединения, разлагающегося с выделением воды и элементарного азота – экологически безвредных веществ. При изучении темы «Природные источники углеводородов» учащиеся знакомятся с нефтью и нефтепродуктами. Помимо их положительной роли в народном хозяйстве рассматривается и их отрицательная роль в качестве загрязнителей природной среды. Учащимся становится известно, что нефть и нефтепродукты оказывают пагубное воздействие на многие живые организмы, а следовательно и на все звенья биологической цепи. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов нарушают обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. Пленка из нефти не пропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислорода в воде. В результате перестает размножаться планктон – основной продукт питания морских обитателей и главный источник кислорода в атмосфере. Растворимые компоненты нефти очень ядовиты. Их присутствие приводит к гибели морских организмов, прежде всего рыб. Нефть отрицательно влияет на физиологические процессы, вызывает патологические изменения в тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата. Для доказательства отрицательного воздействия нефти и нефтепродуктов на водные организмы проводится следующая работа. В три небольшие аквариума добавляются из расчета 10 мл/м3 нефть, мазут и бензин соответственно. Уже на 2-й день эксперимента в опытных аквариумах наблюдается замор рыб, на 3-й день – гибель моллюсков, а на 6-7-й день – «загнивание» воды и гибель растений. Качество воды резко ухудшается: изменяются цветность, прозрачность, запах. Параллельно ставится серия опытов по определению минимальной концентрации этих веществ, при которой экосистема не подвергается деградации. В заключении следует подчеркнуть, что непосредственное участие школьников в исследовательской деятельности способствует развитию у них творческого, активного отношения к проблемам охраны природы, самостоятельности в принятии конкретных решений. Список литературы: 1. Карпов Е. Учебно-исследовательская деятельность в школе. В поисках новой педагогической альтернативы.//Экономика в школе. 2001, №2. 2. Морозов В.Е., Рождественская Н.Н. Проектные технологии в лицейском и гимназическом образовании.//Учебный год. 2002, №4. 3. Никитин Л.П., Новиков Ю.Б. Окружающая среда и человек. М.: Высшая школа, 1980. 4. Новикова Т. Проектные технологии на уроках и во внеурочной деятельности.//Народное образование.-2000,№7. 5. Пахомова Н. Ю. Проектное обучение – что это?//Методист.2004, №1.