Цель урока: обобщить и систематизировать знания по теме “кислород” из курсов химии, биологии, перевести “знания от отдельных фактов, понятий к целостной системе.
Оборудование:
- плакаты по теме: “Участие кислорода в различных явлениях природы (образование озона, горение, дыхание, фотосинтез);
- оборудование и реактивы для реакции горения спирта ( штатив лабораторный, фарфоровая чашка, спирт этиловый, спички).
Предлагаемый интегрированный урок для 8-го класса включает в себя материал по химии, биологии, географии и экологии.
Он разработан в соответствии с принципом интегрированного подхода к содержанию обучения.
Основная цель такого урока – развитие познавательного интереса учащихся, их творческих способностей, формирование единой картины мира.
Урок разработан в форме деловой игры, что позволяет создать положительный эмоциональный фон обучения. Ведет урок Заведующий лабораторией – учитель.
Особенностью данного урока является возможность не только обобщить, систематизировать знания по теме “кислород”, установить межпредметные связи, но и выявить глобальные экологические проблемы, связанные с вырубкой лесов, парков, и перенести эти проблемы на личностный уровень.
I. Вступление.Учитель.
Здравствуйте, ребята!
Представьте себе, что мы находимся в научно-исследовательской лаборатории, которая занимается изучением разных явлений, в том числе паранормальных.
Несколько лет назад мы получили сигнал от внеземного разума. Нам не удалось до конца расшифровать его. Но экспертами установлено, что в послании несколько раз повторялось:
| ..........Oxygenium.......... | ..........Oxygenium.......... | ..........сохраните.......... |
Короткая справка:
Oxygenium – кислород.
Химический знак – О
Относительная атомная масса – 16
Химическая формула – О2
Относительная молекулярная масса – 32
Газ без цвета и запаха
Температура кипения – 183о С
Температура плавления – 219о С
Вы, наши лучшие сотрудники, лучшие эксперты в области химии, биологии и географии, несколько лет занимались изучением природных явлений.
“Возможна ли на планете Земля экологическая катастрофа, связанная с уменьшением содержания кислорода?”
Чтобы ответить на этот вопрос мы должны знать:
- Где и в виде каких соединений находиться кислород на нашей планете?
- Как связан кислород с объектами живой и неживой природы?
- Кто и что является основными потребителями кислорода на нашей Земле?
- Каким образом пополняются запасы кислорода на нашей планете.
Заведующий лабораторией. В нашем распоряжении оказался засекреченный видеоматериал. (Демонстрируются фрагменты видеофильма “Живая природа” (четыре оболочки Земли).
Заведующий лабораторией. Уважаемые эксперты, в области географии, объясните, что показано в видеофильме.
Эксперт-географ. В этих видеофрагментах показаны четыре оболочки Земли: литосфера – это твердая оболочка, атмосфера – это воздушная оболочка, гидросфера – это водная оболочка и биосфера – живая оболочка.
Заведующий лабораторией. Какая связь между кислородом и оболочками Земли?
Эксперт-географ. Кислород в виде разных соединений входит в состав оболочек Земли.
Заведующий лабораторией. Уважаемые эксперты в области химии, объясните, в виде каких соединений кислород входит в состав атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы.
Эксперт-химик. Гидросфера содержит кислород в виде соединения Н2О. В состав атмосферы кислород входит в виде соединений О2 , Н2О. В состав гидросферы – Н2О, О2. В состав атмосферы – SiО2. Также кислород входит в состав жиров, белков и углеводов т.е. является составной частью биосферы.
Заведующий лабораторией. Уважаемые эксперты, нам известно, что содержание кислорода в атмосфере по объему составляет 21%. Кроме того, установлено, что на любой высоте в воздухе процентное содержание кислорода одинаково.
Но имеются сведения о том, что высоко в горах человек начинает задыхаться, ему не хватает кислорода. Наши агенты зафиксировали на вершине Эвереста альпинистов, которые пользовались кислородными приборами.
Уважаемые биологи, объясните эти противоречия.
Эксперт-биолог. На вершине Эвереста процентный состав воздуха тот же самый, что и у подножья горы, но давление почти в два раза меньше нормального – на долю кислорода приходиться всего лишь 80 миллиметров.
Альпинист, поднявшийся на вершину горы, резко чувствует уменьшение давления, кровь не успевает насыщаться кислородом, поэтому он начинает задыхаться.
Заведующий лабораторией. В нашу лабораторию попал исторический документ. В нем зашифрована таинственная история. (Учитель зачитывает документ)
А история простая…
Один ученый как-то раз,
Оксид какой-то нагревая,
Обнаружил странный газ.
Газ без цвета, без названья.
Ярче в нем горит свеча.
А не вреден для дыханья –
Не узнаешь у врача.
Новый газ из колбы вышел –
Никому он не знаком,
Этим газом дышат мыши
Под стеклянным колпаком.
Человек им тоже дышит,
Наш ученый быстро пишет:
Воздух делится на части.
(Эта мысль весьма нова).
Здесь у химика от счастья,
И от воздуха отчасти
Закружилась голова.
Уважаемые эксперты-химики, проанализируйте этот документ .
Эксперты-химики. Этот документ – история открытия кислорода Д.Пристли в 1774 году. Д.Пристли разложением оксида ртути (II) получил кислород и изучил его свойства.
Заведующий лабораторией. Уважаемые коллеги, мы располагаем сведениями о том, что в засекреченных лабораториях до сих пор проводят опыты по получению кислорода. Что вам известно об этом?
Эксперт-химик. В лабораториях кислород получают при разложении сложных кислородосодержащих веществ:
- 2Н2О
2Н2
Заведующий лабораторией. Коллеги, возможно ли в лабораторных условиях получить достаточное количество кислорода для того, чтобы обеспечить им всех обитателей нашей планеты.
Эксперт-химик. В лабораторных условиях кислород можно получить в очень небольших количествах.
Заведующий лабораторией. А как получают кислород в промышленности?
Эксперт-химик. В промышленности кислород получают из воздуха, который под давлением сжижают. Воздух представляет собой смесь газов; основные компоненты в нем – азот и кислород. Т.к. температура кипения жидкого азота ( -196оС) ниже температуры кипения жидкого кислорода ( -183оС), то азот испаряется, а жидкий кислород остается.
Заведующий лабораторией. Уважаемые коллеги, анализируя рассмотренные документы, можно сделать вывод – процентное содержание кислорода в атмосфере пока не изменилось и составляет 21% по объему. А также мы выяснили, что ни химическая лаборатория, ни промышленность не являются источником, способным обеспечить планету достаточным количеством кислорода.
Продолжаем работу. В наши руки попали секретные схемы. ( Учитель демонстрирует плакаты, показывающие участие кислорода в различных явлениях природы.) Внимательно посмотрите на них. Что здесь изображено? Как это связано с кислородом?
Эксперт-биолог. На схемах показано участие кислорода в различных явлениях природы.
Заведующий лабораторией. Внимательно посмотрите на первую схему ( на ней изображен процесс дыхания). Объясните, какое участие кислород принимает в этом процессе.
Эксперт-биолог. При дыхании все живые организмы используют кислород. В течение одной минуты человек в среднем употребляет 0,5 л кислорода. Кроме того, кислород для дыхания используют животные и растения.
Заведующий лабораторией. Что показано на второй схеме? И как с этой схемой связан следующий процесс? ( Учитель демонстрирует горение спирта).
Эксперт-химик. Кислород – газ, поддерживающий горение. Этот процесс мы сейчас наблюдаем. Огромное количество кислорода используется при сжигании топлива, что и показано на второй схеме.
Заведующий лабораторией. Установлено, что современный пассажирский самолет при полете в течение 9 ч расходует 50-75 т кислорода. Для ракетных двигателей кислорода требуется намного больше. Итак, мы с вами начинаем выявлять мощных потребителей кислорода – это живые организмы, которые используют кислород при дыхании, а также промышленность и транспорт.
Уважаемые эксперты, что вам известно об использовании кислорода в промышленности?
Эксперт-химик. В больших количествах кислород используют для ускорения химических реакций в разных отраслях промышленности и в металлургии. Например, при выплавке чугуна для повышения производительности доменных печей, в них подают воздух, обогащенный кислородом. Кислород также используется в медицине и в косметологии.
Заведующий лабораторией. А что показано на третьей схеме? (На плакате изображен процесс образования озона во время грозы).
Эксперт-химик. Под воздействием электрических разрядов кислород превращается в озон:
Заведующий лабораторией. Уважаемые коллеги, объясните, что такое озоновый слой, о котором так много говорят.
Эксперт-географ. В верхних слоях атмосферы располагается так называемая “озоносфера”. Она находится на высоте 25-30 км от поверхности Земли. Озоновый слой защищает планету от жестких ультрафиолетовых лучей, губительных для человека.
Заведующий лабораторией. Уважаемые эксперты, анализируя эти схемы, мы выявили важнейшие процессы, в которых участвует кислород, а также установили потребителей кислорода. Теперь мы знаем – на планете ежесекундно расходуется огромное количество этого ценного газа. Нам осталось изучить последний документ. (Учитель демонстрирует плакат, где изображен процесс фотосинтеза). Уважаемые коллеги, что изображено на этой схеме?
Эксперт-химик. Это фотосинтез. Это процесс происходит в зеленых растениях при солнечном свете:
В результате этого процесса масса кислорода в воздухе постоянно пополняется.
Заведующий лабораторией. Нашими экспертами установлено, что количество выделяемого кислорода зелеными растениями в год превышает все затраты , связанные с его использованием. Но всегда ли так будет?
Мы должны ответить на главный вопрос – возможно ли уменьшение количества кислорода на нашей планете?
Эксперт-химик. Мы выяснили, что кислород используется в огромных количествах и поэтому на Земле возможно уменьшение его содержания.
Заведующий лабораторией. А какие последствия ожидают планету, если содержание кислорода на Земле будет уменьшаться?
Эксперт-биолог. Жизнь на Земле прекратится, так как кислород – газ, поддерживающий дыхание, без него живые организмы существовать не смогут.
Заведующий лабораторией. Что мы можем сделать, чтобы содержание кислорода в атмосфере не изменялось?
Эксперт-биолог. В целях сохранения кислорода в воздухе необходимо сохранять зеленые насаждения – именно они являются источником пополнения этого ценного газа на нашей планете. Кроме этого, нужно создавать новые зеленые зоны, особенно вокруг городов и крупных промышленных центров. Они являются мощными потребителями кислорода.
III. Подведение итогов работы комиссии.Заведующий лабораторией. Уважаемые коллеги, изучив огромное количество документов, мы пришли к выводу, что экологическая катастрофа на Земле, связанная с уменьшением кислорода в атмосфере Земле, возможна!
Наши города и промышленность развиваются слишком бурно, мы смело отвоевываем у природы ее территории, вырубая леса, сады и парки, тем самым, приближая себя к неминуемой гибели. Пришло время задуматься. Мы должны сделать все, чтобы жизнь на Земле продолжалась.
IV. Домашнее задание.Предложите необходимые мероприятия, связанные с защитой окружающей среды.