Цель урока:
- повышение общенаучного и социального интереса к воде.
Задачи:
Образовательные:
- интегрировать знания о свойствах и значении воды в природе, полученных на уроках физики, химии, биологии;
- систематизировать знания о физических свойствах воды, о типах химической связи на примере водородной связи, роли воды в жизни человека.
Развивающие:
- продолжать формирование навыков прослеживания причинно-следственных связей между строением молекулы, структурой кристаллической решетки и свойствами воды.
Воспитательные:
- воспитывать культуру сохранения собственного здоровья через бережное отношение к воде;
- формировать навыки экологической культуры.
Оборудование:
- компьютер,
- мультимедийная презентация по теме «Вода»,
- видеофильм «Великая тайна воды»,
- пробы воды для практической работы (речная, водопроводная, фильтрованная),
- индикаторы,
- тексты для определения прозрачности воды.
Ведущий. Уважаемые ребята, мы приветствуем вас на интегрированном уроке «Вода обычная и необычная». Целью урока мы видим формирование интереса к этому необыкновенному веществу и хотим, чтобы после встречи с нами вы задумались, и, может быть, воскликнули: «Ах, какая же она, эта удивительная вода!»
Наш интегрированный урок проведут учитель биологии Ащеулова Ольга Викторовна, учитель физики Есипенко Людмила Николаевна, и учитель химии Конева Екатерина Васильевна. Кроме того, я хочу представить вам учениц 11 класса Лаевскую Викторию и Ериновскую Екатерину, которые изучали воду на занятиях НОУ и выступали на районной конференции, они будут готовить репортаж для школьной газеты.
Важность воды, этого бесценного сокровища на Земле, люди осознали еще в далекой древности. Но так ли уж много мы знаем о ней? Ценим ли ее сегодня так, как она этого заслуживает? Или не замечаем, считая ее повседневным объектом, слишком простым, потому малоинтересным? Ведь мы начинаем думать о воде, только когда ее нет, или она грозит стихийным бедствием.
Биолог. Вода является самым распространенным веществом на Земле – планете, которую точнее следовало бы назвать Планетой воды или Океаном. Ведь водная поверхность составляет 2/3 земного шара, и если бы вся эта вода равномерно распределилась по нему. Толщина слоя была бы около 4 км. Вода находится на Земле в постоянном движении. Среднее ее пребывание в атмосфере оценивается 10 сутками. Посчитано, что в живых организмах суммарный запас воды в несколько раз больше, чем в реках. В среднем в растениях и животных содержание влаги может доходить до 80% массы. Например, у человека она составляет 95% - в эмбриональных клетках, 80% в молодости, 60% в старости, 85% в мозгах, 83% в крови, 80% в сердце, легких, почках, 40% в жире, 30% в костях. При потере 6-8% воды человек впадает в полуобморок, более 15-20% приводит к смерти, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. Продолжая примеры можно отметить, что в рыбах воды 80%, а в водорослях 90% и т.д. Обмен и обновление биологической воды происходит постоянно. В кактусе в течение 28 лет, у черепахи за 1год, у верблюда за 3 месяца, у человека 1 год. Вода участвует в растворении веществ, образовании крахмала, сахара, жиров, в теплообмене. Поэтому, если без пищи человек может прожить от 30 до 50 дней, то без воды всего 3 дня.
Ведущий. Но, несмотря на все эти интригующие сведения, вода по-прежнему остается одним из самых загадочных веществ.
Физик. Даже экзотическому гелию не вырвать пальму первенства у привычной жидкости, которая каждый день струится из крана. И ведь действительно, она достойна крайней степени удивления.
Давайте рассмотрим причины аномального поведения столь необычной жидкости. Они заключаются в ее строении. Моделью строения воды является правильный тетраэдр. А началось все около 200 лет назад, когда Генри Кавендиш и Антуан Лавуазье выяснили, что вода – не простой химический элемент, а соединение в определенной пропорции водорода и кислорода Н2О. Молекулу стали изображать в виде равнобедренного треугольника. Угол при вершине, где находится атом кислорода, равен 104,5о, а расстояние до каждого из двух атомов водорода 0,96А (1А = 10-12 м). Электронная плотность выше в области атома кислорода, поэтому молекула Н2О – полярная. Это электрический диполь с «минусом» на атоме кислорода и «плюсом» на атомах водорода. Будучи диполями, молекулы воды взаимодействуют друг с другом, образуя водородные связи. Эти связи удерживают молекулы воды довольно прочно, поэтому у воды поверхностное натяжение наиболее высокое среди жидкостей (кроме ртути). Процесс испарения затруднен, для него требуется достаточно сильное нагревание, температура кипения одна из высоких среди жидкостей - 100оС. Электронная структура молекул воды задает условия объединения: в каждой образуется четыре водородные связи. В совокупности получается трехмерная сеть водородных связей, ажурная сетка с большим количеством пустот упорядоченной структуры – кластеры. Сетка легко сжимается при внешнем воздействии, пустоты могут заполняться либо молекулами самой воды (как это происходит при плавлении льда), либо посторонними молекулами. Это объясняет ее главную особенность как растворителя. Вместо обычного увеличения плотности при понижении температуры, связанного с уменьшением теплового движения молекул, т.е. с уменьшением размера колебания частиц, плотность воды, начиная с +4оС, уменьшается. Плотность воды = 1г/см3, плотность льда = 0,92г/см3, поэтому лед всегда находится на поверхности воды, сохраняя все живое в природе. Существует и аномалия сжимаемости воды. Обычно, с возрастанием температуры сжимаемость жидкостей растет, а вода обнаруживает такое поведение лишь при высоких температурах. Удельная теплоемкость воды и льда различаются в два раза – такого огромного скачка нет ни у одного другого вещества. Это можно объяснить затратами энергии на изменение структуры сетки водородных связей. Она существует до 100оС, т.е. на всем интервале существования воды в жидкой фазе, только изменяя свою конфигурацию. Теплоемкость воды плавно уменьшается в интервале температур 0-35оС. Это объясняет тот факт, что нормальная температура человеческого организма, состоящего примерно на 60% из воды, оказалась 37оС, т.к. для поддержания температуры в этом случае требуется меньше энергии. Большинство особых свойств воды при повышении температуры начинают исчезать, и она все больше становится похожа на другие жидкости.
Трудно прервать рассказ о воде; академик В.И. Вернадский в свое время сказал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных человеческих процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало»
Даже горение без нее не возможно. И если жизнь без воздуха, а именно без кислорода, возможна (анаэробные организмы), то без воды нет. Поэтому поиски жизни на других планетах в настоящее время сводятся, в первую очередь к поискам воды.
Ведущий. Пока готовится экспериментальная часть урока, проведем блиц опрос.
Вы, наверное, заметили, что для слов, взятых в качестве эпиграфов нашего урока, не указаны авторы. Пожалуйста, прочтите вслух и назовите авторов.
«В кружево будто одеты
Деревья, кусты, провода,
И кажется сказкою это,
А, в сущности – только вода…
Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И все это – только вода».
(А.А. Фет)
«Тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты сама жизнь… Ты самое большое богатство на свете…»
(А. Сент – Экзюпери)
Самое распространенное вещество на Земле? (Вода)
Основные запасы воды на Земле? (Мировой океан, воды суши, подземные воды)
В каких агрегатных состояниях существует вода? (Жидкость, твердое, газообразное)
Главная причина возникновения пещер? (Разрушение горных пород водой)
Как звучит вода на других языках?
Где больше всего расходуется воды? (В промышленности, в сельском хозяйстве, коммунальные нужды).
Можно воду пить из лужи? (Если предварительно ее профильтровать).
Что такое гидра? (Животное типа полостных).
Что такое гидропоника? (Способ выращивания растений без почвы в питательных растворах).
Что такое туман? (Дисперсная система воздух – вода).
Чем дышат рыбы в воде? (Жабрами).
Нарисуйте капельку воды в воздухе. (Чем хотите: рукой, головой).
Встаньте, пожалуйста. Погребите веслом в воздухе.
Изобразите водопад.
Представьте, что вы плывете.
Спасибо. Садитесь.
Ведущий. А сейчас мы переходим к следующему этапу нашего урока – практической работе «Анализ воды». У вас на столах находится инструкция по выполнению работы, прочитайте ее внимательно и только после этого можно приступать к выполнению. Желаю успеха.
(Проводится практическая работа по карте-инструкции).
Более полный и количественный анализ в условиях нашей лаборатории провести сложно, но даже эти показатели позволяют различить образцы воды и сделать вывод, что в настоящий момент все образцы воды соответствует ПДК.
Проблема качества воды стоит очень остро повсеместно. В «Кузнецком рабочем» за 3 месяца 2008 года появилось 3 публикации о воде в городе Новокузнецке. В статье, от 15 марта, в преддверии Всемирного Дня воды (22 марта), опубликована экологическая сказка.
Мы хотим показать вам инсценированный отрывок из «Экологической сказки про капельку воды».
Действующие лица:
Капелька чистой пресной воды
Дизентерийная амеба
Бытовой мусор
Ливневка
Хлор
Бытовой фильтр.
Капелька воды (встречаясь с амебой).
Амеба: В нашей Томи от Междуреченска до Кемерово столько нечести – взвешенных веществ, фенолов, нефтепродуктов, легких и тяжелых металлов, не увернешься.
Кто я? Дизентерийная амеба. Мои друзья – крутые ребята: сальмонелла, кишечная палочка, холерный вибрион. Попадая в организм с сырой водой, мы вызываем кишечные заболевания.
Автор: Быстрей отсюда. Но впереди капельку воды уже ждут новые знакомые: бытовой мусор и топляк.
Мусор: Мы просто так не сдаемся: бумага в воде может разложиться за год, металлические банки за 100 лет, а вот стекло и через 500 лет будет так же лежать на дне. Микроорганизмов, которые разложили бы полиэтилен и пластик на простые составляющие, вообще нет. До чего дошла химическая промышленность.
Автор: Капелька заторопилась дальше и попала в ливневую канализацию, где крутились в водовороте грязь и пыль с дорог, бензин и масла от автомашин, бытовые стоки из подвалов домов.
Ливневка: А послушай еще, чистенькая ты наша. Ежегодно в Томь и её притоки предприятия сбрасывают 220 млн. м3 сточных вод. Во мне содержится вся таблица Менделеева. Ливневка – это сила!
Автор: Но появился спаситель. Чистый, опрятный и многообещающий хлор.
Хлор: Я работаю на городском водозаборе. Речную воду делаю пригодной для питья и мытья.
Автор: Выслушав, как в свое, время хлор поборол тиф с холерой, капелька воды оценила его самокритичность. По новым данным, хлор, соединяясь с органикой, например, с гниющей древесиной, образует канцерогенные вещества.
Хлор: Уступаю дорогу новой очистке – озонированию. Не сразу конечно, но с временем.
Автор: Разговор подхватил Бытовой фильтр.
Фильтр: Я весь набит сорбентом, специальным фильтрующим материалом, который задерживает вредные вещества, хлорорганику в том числе. А если засорюсь – стоит промыть солевым раствором, и я снова здоров и готов к работе.
Автор: Все закончилось хорошо. Человек взял стакан и налил чистой воды. Но как далеко все же этой водице до мягкой речной или родниковой. Мы сами рубим сук, на котором сидим, выбрасывая в реку свои отходы и глупо надеяться получить воду назад чистой.
Ведущий: Друзья, позвольте задать вам вопрос: «Какие способы очистки воды в домашних условиях вам известны, и какие вы применяете? (отстаивание, кипячение, фильтрование, вымораживание).
Вода сопровождает каждое мгновение нашей жизни, но знаем ли мы, какую тайну хранит эта удивительная стихия. Воду изучали очень давно и довольно подробно, но только недавно доказали, что у воды есть память, она запоминает и запечатлевает любое воздействие, которое происходит в окружающем пространстве.
Догадывались ли наши предки, когда использовали в лечебных целях серебряную воду. Сенсационная новость заключается в том, что структура воды намного важней, чем химический состав воды. Структура меняется в зависимости от воздействия в положительную или отрицательную стороны.
Японский ученый Эмото Масару исследовал воду, которая подвергалась различным впечатлениям, впоследствии чего вода стремительно замораживалась в креагенной камере. Если посмотреть под микроскопом, то вы увидите, как выглядит вода, которой сказали: «Спасибо», этой сказали: «Извини», а этой: «Ты мне противна».
Я думаю, что вы уже сделали свои выводы, и поняли, что если человек обращается к воде с хорошими мыслями или благословляет ее, говорит ей спасибо, то качество этой воды будет расти, и она будет положительно влиять на наши мысли. Человек влияет также на себя, в духовном плане на уровне мысли, те, чьи мысли негативные, загрязняют свою собственную воду, из которой на 75-90% состоит организм человека.
В 1995 году впервые удалось зафиксировать музыкальные впечатления воды, ей дали послушать музыку, после чего стремительно заморозили и под микроскопом увидели кристаллы, которые в результате образовала вода. Посмотрите, как выглядит музыка Баха, Бетховена, Моцарта, а так - тяжелый рок. Сравните воду из-под крана и воду, освященную в храме. Разница понятна без слов
В завершении урока составим синквейн (пятистрочечный стих) по данной теме.
Надо назвать (записывается на доске)
- 1 существительное; (вода)
- 2 прилагательных; (удивительная и необыкновенная )
- 3 глагола; (бежит, журчит, поит)
- составить предложение; (вода нужна всем)
- назвать ключевое слово или выражение (Вода основа жизни )
Вот на этой оптимистической ноте я хочу закончить урок, поблагодарить вас за активное участие в нашем уроке, пожелать вам здоровья, чистой, структурированной воды, и подарить медно-серебряные ионаторы.
Попадая в воду, медь и серебро, образуют гальваническую пару и медь вытесняет ионы серебра в раствор. Таким образом, ионатор будет дезинфицировать вашу кипяченую, отфильтрованную, вымороженную или, просто отстоянную воду. Восстановить ионатор легко, достаточно купить в аптеке ляпис, опустить в него проволоку и через пару минут, он будет готов к работе
Литература
- Бабиков, С. О чистоте воды и чистоте помыслов, Кузнецкий рабочий, №23 28 февраля 2008
- Павлова, С.А. «Оценка качества питьевой воды», Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» 2004-2005 учебного года
- Стахович, М. Экологические сказки к Всемирному дню воды /М. Стахович / Кузнецкий рабочий. – 2008. - №30.
- Тихоплав, В.Ю. Вода – ключ к вашему здоровью / Виталий и Татьяна Тихоплав, - М.: АСТ: Астрель: Хранитель, 2008. – 157, [3] с.: ил.
- Фидаров, А. Удивительная вода / А. Фидаров //Физика. – 2008. - №4. – С. 17.
- Штрекер, И.А. «Урок химии по теме: «Вода – самая удивительная жидкость на земле» Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» 2004-2005 учебного года
Интернетресурсы:
- http//www.koreiz.ru/paragraphs/digital photography water/html
- http//www.wif/ru/photos/natWater01/html
- http//toseeunvisible/narod/ru/pictures/water/water.htm
- http//sestrasveta.narod.ru/voda/htm
- http//www.butakova.ru/info/list.php?ID=24