Интегрированный урок (биология + химия + экология) по теме "Живой покров Земли"

-Лелей лоскут отеческой земли,
Как ни болотист и ни каменист он-

О. Фокина.

Цель: познакомить ребят с составом, свойствами почвы и удобрениями.

Методы:

1. Словесный (беседа, сообщения учащихся, обсуждение).

2. Наглядный:

• графическая наглядность (рисунки, таблицы, карта)"
• предметная наглядность (коллекции, препараты).

3. Практический (исследовательский).

4. Работа с книгой (учебник, научно-популярная литература).

5. Метод информации при помощи ТСО.

6. Учебный спектакль.

Оборудование:

• ТСО (графопроектор, магнитофон);
• иллюстрированный материал;
• лабораторное оборудование (пробирки, предметные стекла, спиртовки, почва, реактивы, хим. стаканы);
• работы учеников;
• живые объекты (настой почвы);
• коллекции удобрений;

Идея проведения урока с ребятами разного возраста зрела давно. Темы: «Почва», «Минеральные удобрения», изучаются в 6 и 9 классах и эти темы наиболее благодатные для интегрированного урока. 9 классы повторяют, а 6 классы вовлекаются в развивающее, углубляющее и опережающее обучение. Девятиклассники не только сами учатся, но и учат шестиклассников. Ребятам были даны опережающие задания.

Задачи урока:

1. Повторить и углубить знания о свойствах и составе почвы, значение почвы.
2. Расширить знания об удобрениях «корни почвы», практическим путем доказать качественный анализ наличия К⁺, РО₄^3-, NН₄⁺ содержащиеся в сложных удобрениях.
3. Продолжить воспитывать культуру бережного отношения к одной из оболочек Земли – почве.

Учитель: Добрый день! Мы начинаем наш необычный урок.

(стук в дверь и передают пакет-сюрприз)

Что же это такое? Ребята, посмотрите, что там?

- Земля.

Учитель: Отлично. Сегодня мы будем говорить о ней, но не в большом смысле, а об её почвенной оболочке. Тема нашего урока:

Живой покров Земли (почва).

-Лелей лоскут отеческой земли,
Как ни болотист и ни каменист он-

О. Фокина

Вопрос: Зачем необходимо «лелеять»? Почему? Тем более если он «болотист и каменист».

На сегодняшнем уроке мы попробуем решить эту проблему. Начать урок о почве мы решили с драматического события, которое произошло много лет назад. Небывалая по своей силе засуха поразила одновременно многие страны мира. Тысячи людей умирали от жажды и голода. Особенно много умерло детей. Человек переоценил свои силы, неразумно использовал ресурсы, и, прежде всего почву, от устойчивости, которой зависит жизнь на Земле. Поэтому, чтобы избежать утомления, истощения ее необходимо знать.

- Прежде всего, про четыре узнай Мирозданья начала:

Воздух, огонь, животворная Почвы и влага,
Чьею струею родник бытия создается для смертных.

Так сказал один из мудрецов Древней Греции Эмпедокл.

Но любое знание уходит в глубь веков, например:

Мифы Древней Греции сохранили для нас не только красивые и увлекательные истории, рожденные богатой фантазией её народа, но и результаты внимательного наблюдения за природой. Греки считали почву «способной рождаться», «умирать» и, что самое удивительное - «помнить»: им знакомо было такое явление, как почвенная память. Сейчас посмотрим миф об этих способностях почвы - «умирать», «помнить», «рождаться». Сценка (участвуют учащиеся 6 и 9 классов, Приложение 1).Учитель: Ребята, о каких свойствах почвы говорится в этом мифе?

Ученик: Рождаться, умирать, помнить.

Учитель: Зачем создавались мифы?

Ученик: Передавать будущим поколениям.

Учитель: Но знания как процесс имеют способность накапливаться. Человеком, обобщившим эти знания, является В. В. Докучаев, который у нас в гостях, и мы даем ему слово.

На доске словарь – В. В. Докучаев. Почвоведение. 10 декабря 1883 года. Почва.

На магнитной доске иллюстрация, увеличенная из книги Б. Г. Розанов (Приложение 2).

В. В. Докучаев (ученик 9 класса в мантии и шапочке магистра, ученого).

Докучаев: Днем рождения считается 10 декабря 1883 г., когда я, Василий Васильевич Докучаев, сын сельского священника из деревни Милюково Смоленской губернии, выпускник и магистр Санкт- Петербургского университета.

Учитель: – Став выдающимся русским естествоиспытателем, блестяще защитил докторскую диссертацию в этом университете, совершившую революционный переворот в науке.

Докучаев: Я дал определение почвы, ставшее краеугольным камнем для почвоведения, убедительно показал, что почва- это особое природное тело, такое же самостоятельное, как минералы, растения, животные, вода и воздух.

Учитель: Спасибо уважаемому почвоведу В. В. Докучаеву- основоположнику науки о почве – почвоведению.

Ребята! Вот здесь записано его определение. (На переносной доске).

Прочитайте внимательно и ответьте на вопросы:

1. Что такое почва? (по определению Докучаева).
2. Каким образом она образовалась?

Ответы:

1. «Почва – естественноисторическое тело,
2. Образовавшееся путем сложного взаимодействия местного климата, растительности и животных организмов, горных пород, рельефа местности и возраста страны».

Ребята! Но есть ещё одно определение современного выдающегося отечественного почвоведа Бориса Георгиевича Розанова. Но когда я буду говорить его, вы внимательно слушайте и подумайте:

Чем она является для планеты? И какую роль играет?

(Запись на переносной доске). Почва это своеобразная кожа Земли, через которую осуществляется постоянный обмен веществом и энергией между всеми оболочками планеты. (Ответы ребят) (Иллюстрация: «Педосфера в системе земных геосфер»). (Приложение 3) Почва – тоже оболочка – педосфера)

Учитель: Для продолжения урока мы открываем лаборатории. В каждой из них девятиклассники-руководители, ответственные, а шестиклассники работают с ними.

(На столах таблички названной лаборатории. Задания для лабораторий на мониторах компьютеров).

1. Химико-биологическая № 1.

«Состав и значение почвы».

Карточка – задание.

1. Состав почвы

• песок (стакан, пробирка, вода);
• глина;
• воздух (пробирка, вода);
• вода (нагревание, на ощупь);
• перегной (нагревание, сгорание веществ, дым);
• минеральные вещества (фильтрование и выпаривание).

2. Каково значение почвы?

Литература: Розанов стр.18-19; Ботаника стр.33-35.

2. Химико-биологическая № 2.

«Свойства почвы» (цвет, вкус, СО2-поглощает, N2-поставляет, обитатели).

3. Химическая № 1.

«Классификация удобрений»

Литература: Ботаника; Ж.. Биология в шк.№ 3 - 93 стр.18-19.

4. Химическая № 2.

«Качественный анализ питательных элементов, входящих в состав удобрений».

5. Биологическая.

«Влияние питательных элементов N, К, Р на растения».

6. Географическая.

«Виды почв Дальнего Востока» (опережающее задание)

7. Экологическая.

Литература: Розанов стр. 54, 66; Материал школьной экологической конференции).

Задания.

Шестиклассники:

1. Назовите основных врагов почвы:

• эрозия (водная, ветровая);
• загрязнение (дать определение и назвать их).

Девятиклассники:

2. Раскрыть загрязнители на примере города:

• начать с факта по-нашему городу 1992 год;
• почвы кислые, отсюда растет много хвоща (один из индикаторов определения РН почвы);
• выпадение «кислотных дождей» - Н₂SО₄, Н₃РО₄…, много тяжёлых металлов Рb²⁺,Нg²⁺,Со²⁺,(нефтеперерабатывающий завод) стр.68-69-ГОК (Розанов);
• еще один из индикаторов нахождения Рb²⁺ в почве – полынь (серо-синий налет) и Zn²⁺ (дикая яблоня - яблоня Палласа, накоплениеPb²⁺ в плодах, ул. Советская; длина хвоинок и толщина стебля (школьная экологическая конференция: радионуклиды - желтеет хвоя – Большехехцирский заповедник);
• излишняя минерализация (пестициды, гербициды).

3. Что мы можем сделать?

• вносить органику;
• менять культуры - севооборот;
• давать почве отдыхать;
• известкование;
• посадка деревьев;
• укрепление оврагов;
• известкование кислых почв;
• пескование глинистых почв.

8. Литературная (опережающее задание).

(дети рассказывают стихи о почве, которые сами сочиняли)

Учитель: На подготовку и заполнение таблицы на доске отводится 7-10 минут.

Отчет лаборатории

1-я лаборатория – опытным путем доказывают состав почвы, а значение почвы из дополнительной литературы.

На доске словарь: Гумус, Плодородие, Сидераты.

Учитель: Что входит в состав почвы? Чем почва отличается от горных пород?

2-я лаборатория – дают определение плодородию – основное свойство почвы. Гумус – продукт разложения микроорганизмами органических остатков до минеральных веществ.

Ответы ребят:

1. Гумус образуется в почве при разложении бактериями, грибами мёртвых органических остатков, прежде всего растительных, (перегной - отмершие части растений и животных). Он под действием микроорганизмов превращается в гумус, от которого зависит плодородие почвы. Общий запас гумуса в почве на планете (≈1.5*1018г) - это аккумулятор солнечной энергии на поверхности Земли. Без гумуса почва мертва, становится бесплодной. Плодородие определяется наличием такого компонента или фактора, который находится в минимуме или максимуме. (рис. «Бочка плодородия») Приложение 4.

2. Все природные цвета почв создаются сочетаниями определённых веществ: гумус, оксиды марганца, сульфиды металлов - чёрный; белый - известь; кремнезем, глинозем; красный - безводные и маловодные оксиды железа; жёлтый - многоводные оксиды железа, сульфаты железа, голубой - соединения закиси железа; зелёный - минералы оливин, глауконит. По физическим и химическим свойствам - кислые, щелочные, малогумусные, тучные, рыхлые, плотные.

3. Почва часто оказывается настолько вкусной, что некоторые животные употребляют ее в пищу. Олени и лоси во время поста рогов поедают глинистые и солончаковые почвы. Один олень или изюбр может в это время съесть до 5 кг глины! Когда обезьяны в неволе теряют шерсть, им нужно позволить полакомиться глиной (содержит кремний), волосяная защитная рубашка быстро восстанавливается.

4. а) Длительное время считали, что CO₂, расходуется в основном на фотосинтез. Выяснилось, что около трети всего CO₂ в атмосфере поглощают торфяные почвы.

Учитель: Так можно ли осушать и уничтожать торфяные и болотистые почвы?

б) Раньше считалось, что азот поставляют в основном клубеньковые бактерии, живущие в особых наростах на корнях бобовых растений. Оказалось, что в первую очередь растения поглощают азот, который поступает к корням растений из вторичного органического «сырья» - опавших листьев, остатков погибших организмов. Это сырьё перерабатывается благодаря неустанной, кропотливой работе микроорганизмов почвы.

5. Иллюстрации:

а) Цветной рисунок, приложение 5;

6) 1 см³ почвы = 10.000.000 бактерий; 200.000 простейших; 2 км грибных волокон.

Учитель: Из чего же составлена почва?

Что произойдёт, если погибнет 0.5 га почвы?

Ребята на факультативном занятии приготовили почвенный настой. Если рассматривать его под микроскопом - картина фантастическая: (ТСО - графопроектор, на пленке обитатели почвы).

Масса микроскопических грибов, водорослей, бактерий, амёб, беспорядочно снующих туда и сюда инфузорий; коловратки, арцелы, клещики, стелонихия, дефлюгия.

Группа ребят исполняет песню. (газета «Биология»), (Приложение 6).

Учитель: Так какую роль для почвы играют микроорганизмы, которых вы увидели и о которых услышали? (образуют перегной, гумус)

3-я лаборатория.

1. Ученик: испокон веков человек называл землю кормилицей своей, но ведь и кормилице нужен корм. Выражение «корм для земли» - удобрения. Прислушайтесь, как звучит оно: « У-добр-ение»! Какой корень? - «добр» от слова «добро». И в самом деле, удобряя землю, человек делает её добрее. И земля в ответ на доброту щедро расплачивается высокими урожаями.

2. Схема на доске:

Удобрения

И органические и минеральные удобрения содержат элементы азот, калий, фосфор, необходимые растениям, так же, как и человеку, хлеб, мясо, молоко.

3. Морфологическая характеристика минеральных удобрений:

(демонстрация коллекции)

Азотные (мочевина, селитра) - цвет - белый, структура - крупные кристаллы, хорошо растворимы, подкормка. Фосфорные - суперфосфат - цвет - сероватый, структура - порошок или гранулы, плохо растворимые, перед посевом. Калийные (калийная соль, хлорид калия) - цвет - розоватый, кристаллы, хорошая растворимость, подкормка.

4. B современном экологическом земледелии всё большее внимание уделяют сидератам.

Сидераты - это культуры, земная масса которых не вывозится c поля, a запахивается в почву. (Иллюстрация «запахивание органики»), (Приложение 7).

O них знали ещё земледельцы древнего Рима и Древней Греции. В среднем запашка сидератов эквивалентна внесению на гектар 30-50 т. навоза.

Учитель: Что является кормом для земли? Какие удобрения? Что такое сидераты?

4-я лаборатория - отчитываются, как проводили качественный анализ питательных элементов, входящих в состав минеральных удобрений. Демонстрируют пробирки с результатами; уравнения реакций записаны в таблице.

5-я лаборатория - влияние питательных элементов на органы растения.

(Учебник "Биология" 6 класс, "Химия" 9 класс)

(Данные внесены в таблицу)

Учитель: Но если в почву вносить слишком много удобрений, то растительная продукция становится непригодной для человека.

(Стихотворение собственного сочинения ученицы 6«а» класса – Ани Грабельниковой), (Приложение 8).

Учитель: Так, что необходимо знать, чтобы получить хороший урожай и почве не навредить?

Слово 6-й лаборатории - географам.

Учитель: минуточку. Все посмотрите на эту карту «Размещения почв» (цветная иллюстрация из книги Пальмана), (Приложение 9).

Вот территория Дальнего Востока.

Бордовый цвет - горы, чёрный - леса, зелёный - подзолы, синий - тундра.

Учитель: Какого цвета больше всего? (Бордового)

Так много ли пригодных почв? (нет)

Учитель: A сейчас послушаем, что скажут географы.

(на доске большая карта Дальнего Востока)

Ученик: На территории Дальнего Востока несколько видов почв: на севере – тундрово-глеевые, эти почвы мало плодородные, т. к. находятся в зоне вечной мерзлоты и перенасыщены влагой.

В средней части – бурые таежные. Бурые - из-за соединений железа, горно-таежные - малоплодородные из-за выветривания; на юге – подзолистые, названы так, потому, что внешне похожи на золу. Образуются вследствие того, что здесь преобладают хвойные деревья. A в хвоинках содержится креновая кислота. При опаде она вымывается в почву и разрушает плодородный слой, делая её малоплодородной. B долине Амура - бурые лесные, в них слой гумуса больше, чем в других почвах края, т. к. здесь зона смешанных лесов. Эти почвы наиболее плодородны из всех почв Хабаровского края.

Учитель: хорошо. Переходим к отчёту.

Слово 7-я лаборатории – экологам.

Ученик: Минеральный состав почвы накапливается тысячелетиями, а если его уничтожить, то создать его снова человек практически не может, что приводит к превращению продуктивных почв в пустыни или неудобья. (Иллюстрация), (Приложение 10).

Выработанные карьеры забрасываются и зияют открытыми ранами на теле планеты. Вокруг шахт огромные пирамиды пустой породы - они занимают плодородную землю. Вокруг скважин нефтеразработок почва залита нефтью, почвенный покров - безжизненный. Главным врагом почвы является эрозия: разрушение почвы водой – водная, выдувание ветром – ветровая. Водная эрозия двух видов - размыв (овраги) - и смыв (плоскостная) (Иллюстрация - «Поступки и следствия»), (Приложение 11)

Учитель: Причина эрозии? (вырубка лесов)

Ученик: Природная почва - экологически чистая среда, безопасная для обитающих в ней или на ней организмов, включая человека до того момента, пока не загрязнена.

Загрязнение - нарушение экологического соответствия или равновесия из-за поступления в среду каких-то посторонних веществ. (Словарь)

Главные загрязнители - органические и минеральные кислоты (серная, соляная, азотная); тяжёлые металлы (ртуть, кобальт, свинец, цинк, медь и др..); органические ядохимикаты; нитраты; радионуклиды; нефтепродукты.

Способ загрязнения почвы - c атмосферными осадками, пылью, газами, водами, химическими удобрениями, ядохимикатами и т. д.

Ученик: А я расскажу подробнее, как происходит загрязнение почвы.

а) Выпадение кислотных дождей происходит в зонах прилегающих к крупным металлургическим и энергетическим предприятиям. 28 и 31 июля 1992 года в нашем городе наблюдался залповый выброс SО₃ и SO₂ газов. Сильный дождь, в котором эти газы растворились, превратился в «кислый дождь» и это облако ушло на Амурсталь. Почва насытилась большим количеством H₂SO₄. У культурных растений на огородах сгорела ботва, у деревьев пожелтели листья. Было оформлено постановление «o наложении штрафа на администрацию завода» и выделены средства на возмещение убытков населению. Отсюда почвы нашего района закислены, o чём свидетельствует произрастание хвоща. Доказательством того, что кислые почвы угнетают растения мы, к школьной экологической конференции, проанализировали размеры хвоинок и толщину ствола деревьев у школы и в парке (хвоинки 6-8 см, ствол 11-15 см).

б) Вокруг промышленных, горнодобывающих предприятий и вдоль автострад - почвы загрязнены тяжёлыми металлами – цинком, свинцом, ртутью. A они имеют свойство накапливаться в органах растений. Пример - яблоня Палласа (дикая яблонька) - в плодах накапливается Рb²⁺ (который приводит к раковым заболеваниям).

Учитель: Можно ли есть яблочки? (ни в коем случае нельзя)

в) Одна из проблем города и школьной территории - интенсивное зарастание полынью. Ребята, готовясь к школьной экологической конференции, выяснили, что это растение приспособлено к существованию в условиях присутствия в почве катионов цинка и свинца, которые она накапливает. Об этом также свидетельствует серо-синеватый налет. (Экологически чистое расстояние - 30 км от автострады)

г) Особенно опасно загрязнение почв радионуклидами (при авариях, атомных взрывах, при неправильном захоронении отходов), они накапливаются почвами и поступают в растения. У хвойных растений начинают желтеть хвоинки, стебель и хвоя растут медленнее, (так был обнаружен могильник радионуклидов в Больше-Хехцирском заповеднике).

Учитель: Таких примеров можно приводить очень много.

A что можете сделать вы, чтобы сохранить, улучшить этот живой покров Земли?

Ответы учеников:

• Посадка растений.
• Вносить органику.
• Менять культуры - севооборот.
• Давать почве отдыхать.
• Известкование кислых почв.
• Пескование – глинистых почв.
• Укрепление оврагов.
• Не жечь костры и листья, т. к. погибнут микроорганизмы, а многие из них уничтожают вредных микроорганизмов.

Учитель: Большое спасибо всем. Из всего услышанного и увиденного сделайте

Вывод.

Так почему необходимо «лелеять болотистый или каменистый лоскут отеческой земли»?

Ответы учеников.

Учитель: Но у нас есть еще литераторы

8-я лаборатория - читают стихи o почве собственного сочинения.

Учитель: Чтобы это значило? (картина, нарисованная ученицей 9 класса - На лугу мирно пасутся коровы).

Какое отношение она имеет к нашему уроку?

Ответ: Вместе c растениями и микроорганизмами они участвуют в создании самого удивительного на свете полимера - перегноя или гумуса.

Итак, ребята, самое большое экологическое значение имеет соотношение между тем, что нужно, и тем, что можно, т.e. гармония.

Урок окончен, до свидания.

Литература:

1. Марк Колтун Земля Москва «Мирос», 1994.
2. В. Пальман Когда шагаешь по траве… Москва «Детскаялитература», 1991.
3. Б.Г. Розанов Живой покров земли Москва «Педагогика», 1989.
4. Журнал Биология в школе № 3 – 1993.
5. Газета Биология, еженедельное приложение к газете «Первое сентября» №6 1996 Москва учредитель – объединение «Олимп».
6. Учебник Ботаника 6 класс.
7. Учебник Химия 9 класс.
8. Материалы школьной конференции.