Цели:
- показать на конкретных примерах, как можно организовать экспериментальную деятельность с обучающимися на занятиях по внеурочной деятельности;
- показать роль эксперимента в формировании универсальных учебных действий школьников;
- обозначить экологические проблемы и показать направления в решении данных проблем;
- воспитывать интерес к окружающей среде, бережное отношение к растительному и животному миру.
Задачи:
- изучить масштабность проблемы;
- проанализировать виды загрязнения углеводородами;
- найти рациональные способы защиты от загрязнения.
Формы организации обучения: индивидуальная, групповая, фронтальная.
Виды деятельности учащихся на занятии: Самостоятельное изучение дополнительной литературы и электронных ресурсов, прослушивание выступлений учителя, ответов учеников и их анализ, решение тестов и задач.
Форма организации деятельности: словесные методы, дискуссия, работа с текстом, наглядные методы, практические и лабораторные методы, методический прием «фишбоун».
Формирование универсальных учебных действий:
1. Личностные УУД
- Формирование: мотивации к обучению и познанию; адекватной самооценке; готовности открыто выражать свою позицию на занятии, адекватное понимание причин успеха (неуспеха) в учебном процессе.
2. Регулятивные УУД
- Формирование: умения удерживать цель деятельности до получения ее результата; умения видеть ошибку; умения оценивать результат своей деятельности, аргументировать своё мнение и позицию, самоконтроль процесса и результатов деятельности.
3. Познавательные УУД
- Формирование: умения выполнять мини-проекты по теме занятия; высказываться о проблемах охраны окружающей среды.
4. Коммуникативные УУД
- Формирование: умения слушать и слышать учителя, ученика; умения сотрудничать в группе при решении задач.
Оборудование: оформление магнитной доски (нарисован скелет рыбы), раздаточный материал для работы в группах, магниты на доску, набор для эксперимента: образцы воды, полоски универсального индикатора, шкала кислотности, таблица для заполнения)
Ход занятия
1. Огранизационный момент
Здравствуйте, ребята! Рада вас приветствовать на нашем занятии. И прежде чем мы начнем, хочу проверить ваш настрой на работу. Все очень просто, я хлопаю в ладоши, вы повторяете. (Ребята повторяют хлопки до тех пор, пока все одновременно не повторяют звук за учителем). Отлично, настроились на общую волну и начинаем.
2. Определение темы и цели занятия
У: Вопрос: От чего зависит качество жизни современного человека?
Ответы: достойная зарплата, хорошее квартира, хорошие продукты, чистая вода, здоровье и т.д.
У: Качество жизни человека зависит от состояния окружающей среды. Чистая вода, свежий воздух и плодородная почва - все это необходимо людям для полноценного и здорового существования. Загрязненный воздух может стать источником проникновения вредных веществ в организм через органы дыхания. Вода может содержать патогенные микроорганизмы или токсичные соединения. Загрязнение почвы и грунтовых вод уменьшает продуктивность сельскохозяйственных угодий, приводит к снижению качества пищи. Все это представляет угрозу для здоровья человек. Внимание на экран. Предлагаю вам посмотреть небольшой видеоролик.
Просмотр половины ролика https://www.youtube.com/watch?v=AbJBGCnfeig
У: Каким в данном ролике показано отношение человека к земле?
Ответ: потребительское отношение, загрязнение земли
У: Однако человек издавна рассматривал окружающую среду в основном как источник ресурсов. При этом большую часть взятых от природы ресурсов он возвращает в виде отходов, что поставило под угрозу существование как биосферы, так и человека.
У: Какие виды ресурсов добывает человек?
Ответы: уголь, газ, нефть
У: Всё что вы перечислили к каким органическим химическим веществам относятся?
Ответ: углеводороды
У: правильно, ребята какую тему мы сегодня будем обсуждать?
Ответы: влияние углеводородов на планету, загрязнение планеты углеводородами.
У: молодцы, совершенно верно. Тема нашего урока - "Углеводороды и окружаюшая среда". На уроках химии мы знакомились с источниками углеводородов. А сегодня поговорим о последствиях их использования и о путях решения возникших проблем. Это проблемный вопрос нашего занятия и я предлагаю поместить в голове скелета нашей нарисованной рыбы.
3. Групповая работа с материалом над проблемой и поиск путей решения, прием «фишбоун»
У: Что такое углеводороды с точки зрения химического состава?
Ответ: химические элементы, состоящие из углерода и водорода
У: какие классы углеводородов мы с вами изучили на уроках химии? нужно назвать класс и характер связи между атомами углерода.
Ответы: алканы - одинарная, алкены - двойная, алкины - тройная, алкадиены - две двойные, арены - ароматическое кольцо.
У: сегодня я предлагаю вам поработать в команде, но состав команд мы определим по результатам выполнения задания. На столах у вас лежат карточки красного цвета, на карточках молекулярная формула вещества. Вам нужно составить структурную формулу, назвать вещество и определить к какому классу органических соединений вещество относится. На работу вам три минуты.
У: теперь я попрошу встать тех, у кого в ответе получился алкан - это 1 группа, алкен - 2 группа, алкин - третья группа. Займите, пожалуйста места.
У: Итак, группы определены. Проблема есть, начинаем решать. У вас на партах находятся листы с дополнительной информацией. Вам нужно ознакомиться с ней и выполнить предлагаемые задания. Я предлагаю вам сразу разделить вопросы и определиться кто на какие вопросы будет давать ответы и разъяснения. На один вопрос может отвечать сразу несколько человек, можно использовать записи. Отвечать будем по очереди, начиная с первой группы. Скелет нашей рыбы будет состоять из проблем, их по мере выполнения заданий, вы будете прикреплять. А вот в хвосте рыбы мы будем выводить пути решения проблем. На выполнение задания вам предоставляется 10 минут.
1 группа
- Проблемы окружающей среды, связанные с нефтедобычей (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
- Пути решения проблем (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
2 группа
- Проблемы окружающей среды, связанные с добычей угля (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
- Пути решения проблем (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
3 группа
- Проблемы окружающей среды, связанные с газодобычей (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
- Пути решения проблем (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
(Выполняют задание, заслушивают группы по очереди, прикрепляют ответы на доску)
У: Молодцы! Все хорошо поработали.
4. Выполнение эксперимента в группах, вывод по работе
У: За окном у нас зима, на улице лежит снег. А снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Снег своего рода индикатор загрязнения. В снежном покрове могут накапливаться ионы кальция, меди, хрома, железа (III), хлора, свинца, сульфаты, сульфиты, ионы водорода. В снежном покрове нашего города присутствуют ионы хлора, железа, свинца, сульфаты, сульфиты и конечно продукты горения углеводородов. Что является такими продуктами?
Ответы: углекислый газ и вода.
У: Правильно, при сгорании все углеводороды образуют углекислый газ, который может накапливаться в снегу. Я хочу предложить вам выполнить небольшой эксперимент. На столах находятся образцы снеговой воды. Они под разными номерами, так как были взяты в разных местах города. Один образец взят на школьной автомобильной стоянке, второй взят в частном секторе с газовым и частично печным отоплением и еще один образец контрольный, это дистиллированная вода для контроля и чистоты эксперимента.
На столах находятся карточки голубого цвета с таблицей, которую вы заполните по ходу выполнения эксперимента. Приступайте. 5 минут на выполнение.
Группа 1. расскажите о своём результате.
Группа 2. расскажите о своем результате.
Группа 3. расскажите о своем результате.
Молодцы, вы все оказались верны, вот расшифровка образцов снега. Действительно, образец номер два это дистиллированная вода, образец номер один и три по результатам оказались очень близки.
Какой вывод общий мы можем сделать по нашему эксперименту?
Ответы: в городе тоже есть загрязнение углеводородами, несмотря на то, что в нашем районе нет добычи полезных ископаемых.
5. Подведение итогов, рефлексия
У: К сожалению, любая деятельность человека приводит в той или иной мере к загрязнению окружающей среды и изменению экологической обстановки в районе его деятельности. И деятельность по обеспечению цивилизации энергией здесь не исключение. Добыча нефти и газа, каменного угля, транспортировка, переработка и использование, принося несомненную пользу человечеству, также не обходится без серьезных экологических последствий.
Вторая часть видеоролика https://www.youtube.com/watch?v=AbJBGCnfeig
Наше занятие подходит к концу. Ребята, я предлагаю вам оценить своё местоположение на лестнице успеха, я очень рада, что вы все на вершине. Спасибо большое за урок, до свидания!
Раздаточный материал «Нефть»
Нефть - важное полезное ископаемое, настоящая кладовая природы. Сырая нефть - природная легковоспламеняющаяся жидкость, которая находится в глубоких осадочных отложениях и хорошо известна благодаря её использованию в качестве топлива и сырья для химического производства. Но нефть не только «черное золото», как принято ее называть, но и «черная смерть», о чем, к сожалению, известно не каждому. Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи.
В настоящее время из каждых 10 добываемых в море тонн нефти 7-8 тонн доставляется к местам потребления морским транспортом. Почти каждый год случаются крупные катастрофы. Например:
В 2006 году потерпел аварию танкер на Филиппинах. Тогда оказались загрязнены 300 км побережья в двух провинциях страны, 500 гектаров мангровых лесов и 60 га плантаций водорослей. Пострадал и морской резерват Таклонг, на территории которого обитали 29 видов кораллов и 144 вида рыб. В результате разлива мазута пострадали около 3 тысяч филиппинских семей. Местные рыбаки, которые раньше за день могли выловить до 40-50 кг рыбы, сейчас с трудом ловят до 10 кг. Для этого им приходится уходить далеко от мест распространения загрязнений. Но даже эту рыбу невозможно продать.
В 2007 году шторм в Керченском проливе стал причиной беспрецедентного чрезвычайного происшествия в Азовском и Черном морях - за один день затонули четыре судна, еще шесть сели на мель, получили повреждения два танкера. Из разломившегося танкера "Волгонефть-139" в море вылилось более 2 тысяч тонн мазута, на затонувших сухогрузах находилось около 7 тысяч тонн серы. Росприроднадзор оценил экологический ущерб, причиненный в результате крушения нескольких судов в Керченском проливе, в 6,5 миллиарда рублей. Ущерб только от гибели птицы и рыбы в Керченском проливе оценивался приблизительно в 4 миллиарда рублей.
В 2010 году на платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе произошел взрыв, из-за которого возник сильный пожар и нефть в море стала выливаться ежедневно в течение трех с половиной месяцев. Устранение последствий этой аварии было сопряжено с целым рядом сложностей, учитывая большую глубину очага утечки и условную бесконечность (относительно танкера) потока вытекающей из скважины нефти. СМИ окрестили эту катастрофу "нефтяным чернобылем". В результате в водах Мексиканского залива оказалось более 670 000 тонн нефти. Таким образом, самый крупный разлив нефти был впервые в истории связан не с нефтеналивными танкерами, а с морской платформой.
Известны случаи слива мазута и сырой нефти в реку Обь (нерестилище ценных пород рыб) и другие водные артерии страны.
Если перечислять все происходившие за последние годы аварии судов, получится громадный список. Это связано с добычей нефти, ее транспортировкой, переработкой и использованием. Оборудование устарело, кто-то где-то недосмотрел, не соблюдены меры безопасности, что приводит к катастрофам.
В настоящее время нефть - самое распространенное вещество, загрязняющее природные воды. Только в Мировой океан ежегодно поступает 11-16 млн. тонн нефти. Примерно 20% нефти находится в виде пленки на поверхности, 40% в виде эмульсии и 40% оседает на дно. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега.
Нефтяная пленка уменьшает проникновение света в водоем, препятствует протеканию процесса фотосинтеза, нарушается проникновение кислорода в водоем, что ведет к гибели живых организмов. Так всего 1 литр попавшей в воду нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. литров морской воды. При дрейфе нефтяного пятна загрязняются все новые порции воды.
1 тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Личинкам некоторых морских рыб необходимо сделать первый глоток воздуха. Нефтяная пленка не позволяет этого сделать, и они гибнут.
Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое воды. Опасность встречи с нефтью здесь особенно велика. На 1 гектаре морской поверхности может погибнуть более 100 миллионов рыбок, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 литр нефти.
Некоторые составные части нефти несут гибель морским беспозвоночным и Ракообразным животным. Моллюски, например, накапливают канцерогенные вещества, извлекаемые ими из нефти. Опасность таких накоплений не только в изменении вкуса морских и речных организмов, но, что более значимо, в канцерогенных свойствах соединений!
Глобальная экологическая опасность нефтяных загрязнений в том, что они препятствуют контакту и взаимодействию системы Мировой океан - атмосфера, нарушая тем самым физико-химические и биологические процессы в водной среде, процессы теплообмена океана с атмосферой, так как Мировой океан регулирует обмен веществ и энергии на всей планете. Это ведет к неконтролируемым изменениям климата Земли, нарушению баланса кислорода в атмосфере.
Одним из наиболее перспективных путей ограждения среды от загрязнения является создание комплексной автоматизации процессов добычи, транспорта и хранения нефти. Централизованное управление государством, жёсткий контроль за работой отрасли.
Вопросы:
1 группа
- Проблемы окружающей среды, связанные с нефтедобычей (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
- Какие организмы страдают в период нефтяных катастроф?
- Пути решения проблем (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
Раздаточный материал «Каменный уголь»
Российская угольная промышленность - это более 193 миллиардов тонн разведанных запасов угля, в том числе месторождения антрацитов, каменного, коксующего и бурого угля. На сегодняшний день идет добыча угля в 16 угольных бассейнах, территория которых охватывает 85 муниципальных образований Российской Федерации.
Годовая добыча угля составляет 383 млн тон угля.
Сущность экологических проблем угольной промышленности в первую очередь характеризуется негативным воздействием горных работ на природу, особенно при открытой добыче угля. Более половины угольных шахт России считаются взрывоопасными (за счет газа и угольной пыли), в них также присутствует риск самовозгорания угля.
При подземных горных работах существует опасность оседания земной поверхности, которую возможно предотвратить
- эрозии;
- загрязнение воздуха и воды;
- выбросы метана в результате добычи угля;
- подземные пожары;
- загорания в отвалах;
- оползни неустойчивых откосов;
- загрязнение и отравление водосборных бассейнов кислотными водами, или содержащими металлы и твердые вещества;
Однако, уже сегодня во многих районах, где активно ведется угледобыча, все негативное влияние отражается на местном населении:
- уменьшение продолжительности жизни;
- увеличение уровня врожденных аномалий;
- повышение онкологических, нервных и профессиональных заболеваний;
- отмечается уязвимость населения к воздействию окружающей среды;
Для решения этой проблемы нужно ставить очистные сооружения на сточные воды, контролировать и улавливать выбросы метана. При проведении выемки угля, следует заполнять выработки пустой горной породой или другими материалами. Многие страны уже работают по такой технологии, где действуют законы и программы по рекультивации нарушенных земель после горных работ.
Использование альтернативных источников углеводородов (ветра, солнца, воды).
Внедрение новых технологий, создание и внедрение безотходных циклов производства
2 группа
- Проблемы окружающей среды, связанные с добычей угля (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
- Пути решения проблем (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
Раздаточный материал «Природный газ»
По токсикологической характеристике природный газ соответствует IV классу опасности, является малотоксичным, пожаро- и взрывоопасным веществом. Газовая промышленность в основном оказывает такое негативное влияние. Основными загрязняющими веществами являются окись углерода, окислы азота, диоксид серы, формальдегид, бенз(а)пирен и углеводороды. Источниками загрязнения атмосферы в газовой промышленности являются организованные источники: дымовые трубы печей, выхлопные трубы газоперекачивающих агрегатов, факельные установки, продувочные свечи.
Также негативное влияние на экологию возникает при прокладке газопроводов, особенно в условиях речной и болотистой местностей. При строительстве подводных траншей происходит загрязнение воды, а в скальных грунтах, где выполняют буровзрывные работы, происходит массовая гибель ихтиофауны.
- поступление токсичных веществ в атмосферу в результате выбросов газа из скважин, естественных геологических нарушений и при утечке части веществ на газоперерабатывающих предприятиях;
- загрязнение грунтовых вод при попадании жидких отходов;
- нарушение почвы и растительного и животного миров в результате изменения природного ландшафта и, как следствие, нарушение среды обитания животных.
- Процесс транспортировки газа проходит по газопроводу, а сжиженный газ - по железной дороге в специальных толстостенных цистернах. Транспортировка газа аналогично добыче и подготовке газа создает шумовое загрязнение на окружающую среду.
- Особенную опасность представляют собой аварии на газопроводах. Прорывы газа и его распространение на значительной площади создают взрывоопасную обстановку в районе работ, угрожают жизни и здоровью людей и животных, особенно при содержании в газе большой доли сероводорода. Около половины аварий сопровождаются воспламенением газа.
- популяризация природного газа, как более экологически чистого источника топлива в транспортной сфере;
- внедрение современных технологий на этапе бурения скважин с целью уменьшения отходов при производстве, а также сокращения площади под их хранение;
- бережное отношение к земной поверхности - использование техники горизонтального и наклонного бурения, прокладка газопроводов в едином техническом коридоре, кустовое расположение скважин на промыслах;
- рекультивация повреждённых территорий;
- сохранение целостности покрова в условиях вечной мерзлоты;
- строительство новых и реконструкция существующих очистных сооружений;
Надо сказать, что городской смог - явление, с которым люди больших городов сталкивались, уже начиная с эры массового использования угля в качестве топлива. Но в эпоху угля причина смога была довольно быстро определена (смешение дыма и диоксида серы) и были выработаны пути ее решения (перевод промышленных предприятий с угля на природный газ). Причина появления смога при отсутствии углесжигающих производств оставалась загадкой.
Основной причиной этого вида смога были названы продукты неполного сгорания топлива в двигателях автомобилей. Выхлопы автомобилей, смешиваясь с озоном, парами углеводородсодержащих продуктов и перекиси нитратов под воздействием солнечных лучей и образуют эту ядовитую дымку, от которой начинает саднить легкие.
Парниковые газы, скапливаясь в верхних слоях атмосферы, способствуют увеличению приповерхностной температуры планеты. Основные парниковые газы (в порядке их влияния) - это водяной пар, углекислый газ, метан, озон. По мнению ученых, наблюдаемое в последние десятки лет потепление вызвано в основном повышением концентрации углекислого газа в атмосфере Земли. Причем подавляющая часть углекислого газа образуется в результате деятельности человека.
Глобальное потепление, то есть постепенное увеличение температуры атмосферы Земли, может привести к катастрофическим последствиям. Ожидается, что таяние ледников приведет к повышению уровня Мирового океана, затоплению значительной части суши, увеличению количества выпадающих осадков. Произойдет значительное изменение климата, в результате чего участятся природные катаклизмы, такие как наводнения, ураганы, смерчи; усилится их интенсивность. Озеленение городов, промышленных центров.
3 группа
- Проблемы окружающей среды, связанные с газодобычей (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)
- Пути решения проблем (выбрать из вариантов и прикрепить на доску)