Интегрированный урок (химия + биология + география) "Оксиды в природе и жизни человека"

Цель:

• знакомство с оксидами, их составом и классификацией
• рассмотреть названия оксидов их нахождение в природе
• роль оксидов в природе и жизни человека.

Задачи:

• закрепить на оксидах знания химической номенклатуры бинарных соединений;
• расширить представление о важнейших оксидах, их свойствах, роли в природе и жизни человека.
• способствовать пониманию необходимости бережного отношения к природным богатствам.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: физическая карта мира, шкатулки, коллекция «Горные породы и минералы», ноутбуки, медиапроектор, таблица «Состав воздуха», изделия из уральских самоцветов.

Ход урока

I. Организация класса. Мотивация.

Учитель географии.

– Сегодня у нас c вами не совсем обычный урок.  Это урок, объединяющий знания по химии, биологии и географии. Такие уроки называются интегрированными, так как позволяют объединить знания всех наук для создания целостного представления об изучаемом объекте.

Необычным урок является еще и потому, что работать с вами  будут учителя химии, географии и биологии. (Представление учителей).   

На данном уроке мы будем говорить о необыкновенных по значимости и распространению на Земле веществах

Тема урока: Оксиды в природе и жизни человека.              

II. Проверка домашнего задания. Изучение нового материала.

Учитель химии.

– На предыдущем уроке вы изучили бинарные соединения.

– Какие соединения называются бинарными?  

(Ответ учащегося: Соединения, состоящие из двух элементов.)

– На мониторе ноутбуков задания для учащихся.

1. Подчеркните формулы бинарных соединений,  назовите их: NaCl, Fe, CuSO₄, CaO, ZnS, FeO, HNO₃, SO₂, O₂, K₂O. (Учащиеся подчеркивают бинарные соединения, а учитель просит проговорить их названия – работа по цепочке.)
2. Из подчеркнутых формул выберите формулы оксидов и определите степени окисления элементов. (Учащиеся подчеркивают формулы оксидов, указывая степень окисления их элементов.)
3. Укажите основные признаки оксидов.

Основные признаки оксидов:

1. _______________________(Сложные вещества)
2. _______________________(Состоят из двух элементов)
3. _______________________(Один из элементов – кислород)
4. _______________________(Кислород имеет степень окисления – 2)

Самопроверка. (Результат высвечивается на  экране медиапроектора).

– На основании вышесказанного  дайте определение оксидам. (Запись в тетрадь).

Учитель: Систематические названия сложных веществ строятся по формуле справа налево и состоят из двух слов: оксид  и название элемента. В номенклатуре оксидов придерживаются следующих правил: (на экране)

Основные правила современной международной номенклатуры

Название оксида = «Оксид» + Название элемента в родительном падеже + (с.о. римскими цифрами)

Учитель химии

Существует еще бытовая или тривиальная  номенклатура.

Для знакомства с  различными видами номенклатур будем работать с таблицей «Оксиды в природе». (ноутбуки и экран мультимедиа)

– Дадим название некоторым оксидам. (тривиальные названия произносит и записывает на экран учитель, учащиеся в свой электронный конспект)

Таблица «Оксиды в природе»

Учитель географии

– На уроках географии и природоведения мы уже знакомились с водой. Что вы знаете о воде?

Предполагаемый ответ.

Вода в природе существует в трех состояниях: жидкость, лед и пар. Она есть в литосфере, атмосфере и биосфере и составляет так называемую водную оболочку Земли – гидросферу. Вода занимает 70 % всей поверхности Земли. Сосредоточена вода в основном  Мировом океане.

Значит большая часть воды соленая. Используем же мы лишь пресную воду, а ее очень мало. Непосредственно доступные пресные воды составляют лишь 0,007 % всей воды Земли или 0,26 % общего запаса пресной воды. Но благодаря круговороту воды в природе (т.е. возможности превращения воды из жидкости в пар под влиянием солнечной радиации) мы получаем пресную воду необходимую для питья, бытовых нужд, работы предприятий и сельского хозяйства.

Учитель просит ребят по ходу беседы заполнять в таблице  графу «нахождение в природе» и производить краткую запись основного в тетрадь.

Учитель географии

1. Вода – уникальное природное соединение.

(На экране высвечивается айсберг в океане и запись «Объем льда на 9% больше объема незамерзшей воды»)

Все тела, переходя из жидкого в твердое состояние уплотняются. Вода же не подчиняется этому правилу, лед не тонет, он всегда на поверхности, его объем на 9% больше объема незамерзшей воды. Способность воды расширяться при замерзании спасает нашу планету от оледенения.

2. Максимальную плотность вода имеет при температуре + 4 С.  При охлаждении до этой температуры она сжимается. При дальнейшем понижении температуры вода снова расширяется, пока не перейдет в лед.

При температуре ниже +4, вода,  поскольку она легче, занимает верхние слои водоема, укрывая, как шубой, нижележащие слои, защищая их от охлаждения.

(Слайд с рыбой в проруби)

Это создает условия для жизни обитателей водоема в зимнее время. А если образуется лед, то он создает другой защитный слой.

(На экране капель с текстом «С понижением температуры падает  величина плавления льда»)

3. Высокая скрытая теплота плавления льда оберегает нашу планету от наводнения. Таяние льда и снега связано с огромными затратами тепла, поэтому процесс этот происходит постепенно, в большинстве случаев не причиняя вреда.

(На экране текст «На испарение 1 кг воды расходуется в 7 раз больше энергии, чем на плавление 1 кг льда»)

4. Даже в самые жаркие дни вода испаряется крайне медленно, только, поэтому сезоны года меняются не резко, а плавно: лето – осень – зима – весна.

(Виды разных сезонов года одного и того же места)

5. Вода имеет высокую теплоемкость, поэтому на Земле не бывает резкого перепада температур зимой и летом, ночью и днем.

(На экране «Удельная  теплоемкость – сколько надо затратить теплоты на нагревание 1 килограмма воды»)

По ходу урока учащиеся в тезисной форме записывают в тетради свойства воды и их значение в природе:

1. способность расширяться – спасает от оледенения;
2. защищает от переохлаждения;
3. оберегает от наводнения;
4. плавная смена времен года;
5. нет резких перепадов температур.

Учитель биологии

Биологическое значение воды для живых организмов.

– Вода входит в состав клеток живых организмов и является участницей всех процессов их жизнедеятельности.

(На экране схема «Содержание воды в организме человека»)

– Каково же биологическое значение воды для материального мира?

Чтобы ответить на данный вопрос, внимательно посмотрите на экран, здесь будут появляться изображения. Ваша задача, определить какую функцию выполняет вода в каждом конкретном случае.

По ходу выполнения задания составляется диаграмма.

Итак, начнем (на основном и ученических экранах высвечивается радиальная диаграмма, которую учащиеся с помощью учителя дополняют и заполняют, выводы фиксируются в графе  «Значение в природе и жизни человека» таблицы).

– Когда вещество переходит в раствор его молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно и их реактивная способность возрастает. По этой причине в клетке большая часть химических реакций протекает в водной среде.

(На экране «Универсальный растворитель»)

Вывод: вода превосходный растворитель.

– Для  многих клеток и организмов, для которых характерно значительное постоянство условий. Вода является…

(На экране «Среда обитания», слайд водоем с живыми организмами)

Вывод: средой обитания.

– Присущие воде свойства растворителя означает также, что вода служит средой для  перемещения различных веществ. Эту роль она выполняет: в крови, в лимфатической системе, пищеварительной системе животных, проводящей системе растений (сосуды и ситовидные трубочки).

(На экране кровеносная система человека и передвижение веществ по стеблю растения)

Вывод: среда для транспорта различных веществ.

– Вода способствует …

(На экране распространение семян, гамет, личинок)

Вывод: миграции и распространению семян, плодов некоторых наземных растений – кокосовая пальма и личиночных стадий животных.

– Среда, где происходит…

(На экране оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом)

Вывод: процесс оплодотворение.

– Обуславливает осмос и тургесцентность, от которых зависит рост, увеличение клеток, поддержание структуры и движение устьиц.

(Слайд плазмолиза и деплазмолиза)

Вывод: обеспечивает поддержание пространственной структуры клеток.

– Испарение молекул воды с поверхности тела, сопровождается   затратой энергии и   охлаждением. Это явление используется у животных при потоотделении и тепловой одышке  у млекопитающих или у некоторых рептилий (например, у крокодилов), которые на солнцепеке сидят с открытым ртом. Таким образом контролируется температура тела у животного. Данное явление играет заметную роль и в охлаждении  транспирирующих листьев.

(На экране испарение воды листьями и изображение собак)

Вывод: вода способствует терморегуляции живых организмов.  

– Высокая теплопроводность воды способствует равномерному распределению тепла в организме.  В живом организме непрерывно происходят реакции сопровождающиеся выделением тепла. Тепло равномерно распределяется по всей воде содержащейся в организме. Тем самым, устраняется риск возникновения локальных «горячих точек», которые могли бы послужить причиной повреждения каких либо тонких структур.

(На экране изображение тела животного в инфракрасном излучении)

Вывод: вода обладает хорошей теплопроводностью

(На экране прорастание семени фасоли)

– У растений обеспечивает прорастание и набухание семян, разрыв семенной кожуры и дальнейшее развитие.

Вывод: вода необходима для прорастания и развития семян.   

– Вода способна оказывать воздействия и на эволюционные процессы. Одним из главных факторов естественного отбора влияющих на видообразование является недостаток воды. Все наземные организмы приспособлены к тому, чтобы добывать и сберегать воду, такого рода приспособления представляются подлинным чудом «изобретательности» природы.

(Слайд «фактор естественного отбора»)

Вывод: вода способна оказывать влияние на эволюционные процессы.

– Все живое на Земле зависит от растений – либо непосредственно, либо, как в случае с животными,  косвенно. Растения делают энергию и углерод доступными для живых организмов. Это происходит благодаря процессу фотосинтеза.

Учитель предлагает вспомнить определение фотосинтеза.

Для создания крахмала растениям нужна вода.  

(Слайд «Образование органических веществ»)

Вывод: растения являются автотрофами. Органическое вещество – крахмал образуется в процессе фотосинтеза.

Биологическое значение воды для материального мира (итоговая диаграмма)

– Без воды жизнь невозможна, биологическое значение воды определяется ее химическими и физическими свойствами.

Учитель химии

– Вода – оксид, имеющий уникальное свойство,  в природе встречаться в трех агрегатных состояниях.  Первая простая классификация оксидов по агрегатному состоянию. Оксиды делят на три группы: твердые, жидкие и газообразные. Углекислый газ, поглощаемый растениями в процессе фотосинтеза, с точки зрения химии является оксидом.

Учитель биологии

В незначительных количествах, около 0,003% СО₂ содержится в воздухе. В природе, он образуется при гниении растений и животных остатков, дыхании всех живых организмов (таблица «состав воздуха»).

Учитель географии

– Оксиды очень распространенный в природе класс неорганических соединений.

Перед вами коллекция горных пород и минералов. Найдите и рассмотрите в ней  оксиды, назовите их. (Учащиеся приводят примеры оксидов в коллекции)

Более 50% земной коры состоит из кремнезема или кварцевого песка.

(На экране высвечивается слайд с горным хрусталем, а учащиеся находят его в коллекции «минералы и горные породы», которые есть у них на парте)

Очень чистый кремнезем известен также в виде минералов горного хрусталя, который встречается в Бразилии, на Мадагаскаре, Цейлоне, а в нашей стране –  на Урале и в Восточной Сибири. (Учитель показывает регионы на карте мира)

(На экране слайды с аметистами и агатами)

А окрашенный различными примесями он образует драгоценные и полудрагоценные камни яшма, аметист, агат. Аметистами всегда славились Бразилия, Уругвай, Шри-Ланка, Мадагаскар. У нас в стране аметисты, например, есть на Кольском полуострове, а агаты на Урале. (Карта.) Кроме того почти ежегодно у нас в городе вы можете увидеть изделия из этих и других камней на выставке «Уральские самоцветы». (Демонстрация учителем изделий из уральских самоцветов.)

А теперь вернемся к шкатулкам.

Перед вами шкатулка №1.

– Древний философ Фалес из Милета еще в IV веке до нашей эры назвал это вещество первым началом и сущностью всего.

Она и дождь, и град, и снег,
Туман и гололед,
Носитель благ, предвестник бед –
И радуга и лед.
Что это за вещество? (Ответ: вода или оксид водорода)

– А что в шкатулке №2?

Это газ, необходимый растениям для фотосинтеза.
Это газ, выделяемый нами при выдохе.
Ответ готов? (Углекислый газ или оксид углерода IV)

Берем шкатулку №3.

В его прозрачной глубине – 
незыблимая вечность.
в нем есть и радость, и покой,
и мира бесконечность.

Что это? (Горный хрусталь или оксид кремния IV)

III. Домашнее задание.

1. Заполнить таблицу, используя учебник и дополнительные источники информации.
2. Выделить важнейшие биологические функции воды характерные для всех организмов, для растений, для животных.

Предполагаемый ответ:

 У  всех организмов.

• Обеспечивает поддержание структуры высокое содержание воды в протоплазме.
• Служит растворителем и средой для диффузии.
• Участвует в реакциях гидролиза.
• Служит средой, в которой происходит оплодотворение.
• Обеспечивает распространение,  семян некоторых наземных растений (кокосовая пальма), животных.

 У растений.

• Обуславливает осмос и тургесцентность (от которых зависит многое: рост, увеличение клеток, поддержание структуры, движение устьиц и т.д.)
• Участвует в фотосинтезе.
• Обеспечивает транспирацию, а также транспорт неорганических  ионов и органических молекул.
• Обеспечивает прорастание и набухание семян, разрыв семенной кожуры и дальнейшее развитие.

 У животных.

• Обеспечивает транспорт веществ.
• Обеспечивает охлаждение тела, потоотделение, тепловую одышку.
• Служит одним из компонентов смазки, например в суставе.
• Выполняет защитную функцию, например, в слезной жидкости и в слизи.
• Способствует миграции (морские течения)

3. На контурной карте России обозначить месторождения изученных оксидов.

Урок окончен. До свидания.