Цель: Изучить влияние химических загрязнителей на рост и развитие грибов и комнатных растений

Результаты исследования:

1. Колонии гриба Мукора приобрели сине-зеленую окраску, количество черных спор уменьшилось, субстрат изменился. Мицелии гриба погибли в растворе 2,3 полностью, в 1-частично.

2. Колонии гриба на субстрате мяса продолжали разрастаться и покрыли весь верхний слой.

3. Растение колеус погибло быстрее в 2 раза (через 5 дней). Растение 1 изменилось внешне: стебли стали темно-зеленого цвета, листья насыщенно-контрастны по цвету, прирост составил за 7 дней 5мм.

Выводы:

1. Агрессивность веществ загрязнителей воды зависит от степени диссоциации соединений и среды раствора. Самыми агрессивными являются CuSO₄ , NaOH, NaCL.

2. Химические загрязнители, попадая в почву изменяют кислотно-щелочной баланс.

3. Вещества KNO₃ , Ca(NO₃)₂ относятся к разряду минеральных удобрений и в разумных концентрациях положительно влияют на рост и развитие растений (колеус1), или ограничивают разрастание гриба.

4. Меньшее влияние оказал загрязнитель NaCl на белковый субстрат гриба. Значит даже в агрессивных средах белковая пища должна быть сохранена при более жестких условиях и высоких концентрациях.

5. Организмы с низким уровнем развития подвергаются агрессивному воздействию в меньшей степени, чем высокоорганизованны.

При изучении естественно-научных дисциплин необходимо постоянно акцентировать внимание на экологических проблемах, путях их решения. В этом могут помочь эксперименты с экологическим содержанием.

Экологизация химического эксперимента невозможна без включения в него исследовательского компонента. Только в этом случае у учащихся формируется широкий спектр практических умений, появляются навыки формулирования проблемы, планирования эксперимента, проведения наблюдений, сбора данных, овладения разнообразными методами и методиками исследования, обработки, анализа и обсуждения результатов, оценки реальной экологической ситуации и прогнозирования последствий применения природозащитных мероприятий.

С целью апробации перечисленной исследовательской компоненты в экологоориентированном химическом эксперименте в 10 и 11 классах были проведены уроки: «Влияние химических загрязнителей воды на рост и развитие живых организмов», "Определение качества водопроводной и речной воды", «Влияние нефти на живые организмы», «Влияние ионов металлов на живые организмы».

Исследовательский компонент может быть реализован через систему нетрадиционного химического эксперимента, основу которого составляют:

1) моделирование экологических ситуаций, адекватных реально существующим;

2) имитация некоторых природных процессов и явлений;

3) определение биогенных элементов в биологическом материале;

4) оценка качества сельскохозяйственной продукции.

2.2.2 Разработка урока химии по теме:

"Определение качества водопроводной и речной воды".
Цель: Познакомиться с методиками:

1. 
   "Определения концентрации ионов трехвалентного железа
   
2. 
   "Определения концентрации ионов хлора
   
3. 
   "Определения концентрации сульфат-ионов.
   

1. 
   "Самостоятельно и мотивированно организовать свою познавательную деятельность (от постановки цели до получения оценки и результата)
   
2. 
   "Оценить и корректировать свое поведение в окружающей среде.
   
3. 
   "Выполнять в практической деятельности и в повседневной жизни экологические требования.
   

Важность воды:

"Вода, как и воздух, неразделимо связана с существованием жизни на Земле.

"Большинство процессов в природе протекают с участием воды или в водной среде.

"Вода необходима для жизни и деятельности человека.

"Существуют особые требования, предъявляемые к воде.

, NO.

К 5 мл воды добавить на кончике ножа (0,1 г) гидросульфата калия, 0,1 г смеси (красная кровяная соль и сахарная пудра 1:9) и хорошо взболтать. В присутствии ионов двухвалентного железа появляется сине-зеленое окрашивание.

Светло-сине-зеленый 1 - 6 мг/л

сине-зеленый 6 - 10 мг/л

синий 10 - 15 мг/л

темно-синий 15 - 30 мг/л

К 5 мл воды осторожно, по стенке пробирки, прибавить I мл реактива, полученного растворением I г дифениламина в 100 мл концентрированной серной кислоты. Если есть нитрат-ионы, то появляется синее окрашивание. Но этой реакции мешают нитрит-ионы, которые предварительно надо разрушить. К исследуемой воде добавляют несколько кристаллов хлорида аммония и кипятят 2-3 минуты. Образовавшийся нитрит аммония разрушается до азота и воды. После этого проводят реакцию с дифениламином.

К 5 мл природной воды прибавить 1-2 капли концентрированной соляной кислоты и 5 капель 10%-ного раствора роданида аммония. В присутствии ионов трехвалентного железа появляется красный цвет.

желтовато-красный 0,4 - 1,0 мг/л

красный 1 - 3 мг/л

ярко-красный 3 - 10 мг/л

К 5 мл природной воды прибавить 1-2 капли 10%-ного раствора нитрата серебра, подкисленного азотной кислотой. Образуется осадок или муть.

сильная муть 10 - 50 мг/л

хлопья, осаждаются сразу 50 - 100 мг/л

белый объемистый осадок более 100 мг/л

К 5 мл воды прибавить 4 капли 10%-ного раствора соляной кислоты и 4 капли 5%-ного раствора хлорида бария. Нагреть. Образуется муть или осадок.

слабая муть сразу 10 - 100 мг/л

сильная муть 100 - 500 мг/л

большой осадок, быстро оседающий более 500 мг/л

Во время экспериментальной работы учащиеся самостоятельно заполняют таблицу, с помощью учителя делают выводы.

Вода, подаваемая в водопроводную сеть города, соответствует санитарным правилам и нормам. Данные анализа качества воды свидетельствуют о загрязнении Таласа:

1. 
   летучими фенолами, нитратами, превышающими ПДК;
   
2. 
   микробиологическими и вирусологическими показателями.
   

1. 
   Питьевая вода должна быть бесцветной, чистой, не иметь запаха и иметь хороший вкус.
   
2. 
   Она также не должна содержать химических или биологических примесей.
   
3. 
   Воду надо использовать экономно.
   
4. 
   Вода - необходимое условие для жизни.
   

1. 
   Для сохранения водных богатств создавать замкнутые циклы производства, когда вода используется многократно.
   
2. 
   Использовать новые биологические методы для очистки воды.
   
3. 
   Осуществлять постоянный контроль за качеством воды.
   

Взять пробу природной воды, определить интенсивность запаха, цветность и мутность.

Определение интенсивности запаха воды.

Определения цветности воды:

1.Заполнить пробирку водой до высоты 10-12см.

2.Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном.).

Подчеркните (или отметить галочкой) наиболее подходящий оттенок из приведенных в таблице либо заполните свободную линию в таблице.

Цветность воды.

Мутность воды.
Определение концентрации ионов двухвалентного железа

К 5 мл воды добавить на кончике ножа (0,1 г) гидросульфата калия, 0,1 г смеси (красная кровяная соль и сахарная пудра 1:9) и хорошо взболтать. В присутствии ионов двухвалентного железа появляется сине-зеленое окрашивание.

Светло-сине-зеленый 1 - 6 мг/л

сине-зеленый 6 - 10 мг/л

синий 10 - 15 мг/л

темно-синий 15 - 30 мг/л

К 5 мл воды осторожно, по стенке пробирки, прибавить I мл реактива, полученного растворением I г дифениламина в 100 мл концентрированной серной кислоты. Если есть нитрат-ионы, то появляется синее окрашивание. Но этой реакции мешают нитрит-ионы, которые предварительно надо разрушить. К исследуемой воде добавляют несколько кристаллов хлорида аммония и кипятят 2-3 минуты. Образовавшийся нитрит аммония разрушается до азота и воды. После этого проводят реакцию с дифениламином.

К 5 мл природной воды прибавить 1-2 капли концентрированной соляной кислоты и 5 капель 10%-ного раствора роданида аммония. В присутствии ионов трехвалентного железа появляется красный цвет.

Слабо-красновато-желтоватый 0,95 - 0,4 мг/л

желтовато-красный 0,4 - 1,0 мг/л

красный 1 - 3 мг/л

ярко-красный 3 - 10 мг/л

К 5 мл природной воды прибавить 1-2 капли 10%-ного раствора нитрата серебра, подкисленного азотной кислотой. Образуется осадок или муть.

Слабая муть 1 - 10 мг/л

сильная муть 10 - 50 мг/л

хлопья, осаждаются сразу 50 - 100 мг/л

белый объемистый осадок более 100 мг/л

К 5 мл воды прибавить 4 капли 10%-ного раствора соляной кислоты и 4 капли 5%-ного раствора хлорида бария. Нагреть. Образуется муть или осадок.

- слабая муть через несколько минут 1 - 10 мг/л

- слабая муть сразу 10 - 100 мг/л

- сильная муть 100 - 500 мг/л

- большой осадок, быстро оседающий более 500 мг/л

- познакомить учащихся с составом, свойствами и значением нефти; показать отрицательное влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы;

- развивать умение делать доклады, работать с литературой;

- формирование бережного отношения к окружающей среде, адекватного поведения личности, воспитывать культуру труда и отдыха.

Оборудование: банки с водными растениями, моллюсками, нефть, мазут, бензин.

Методика проведения

Опыт является долговременным. Поэтому работа проводится за одну неделю до урока. Несколько учащихся готовят доклады на следующие темы: «Состав нефти», «Методы переработки нефти», «Значение нефти и нефтепродуктов».

Остальные ученики закладывают опыт. В три банки наливают воду и помещают водные растения и моллюсков. В первую банку наливают бензин (из расчета 10мл/м³); во вторую – мазут, и в третью – нефть. Наблюдения проводятся в течение недели. Результаты записываются в дневник наблюдений (дата, качество воды).

На уроке заслушиваются доклады, по одному учащемуся из группы докладывают результаты опыта. Ребята делают вывод об отрицательном влиянии нефти и нефтепродуктов на живые организмы и отвечают на вопросы:

1. Объясните факт отравления человека съедобными моллюсками, выловленными из зоны моря, загрязненной нефтепродуктами.

2. Можно ли мыть автомобили вблизи водоемов.

Форма работы: индивидуальная (с дополнительной литературой), групповая.

Выводы:

2. При организации данного долговременного опыта необходимо обговорить с учащимися график проведения наблюдений, чтобы запись результатов опыта была регулярной.

- закрепление полученных теоретических знаний по теме: «Металлы», раскрытие значения ионов металлов для живых организмов;

- развивать умение самостоятельно проводить эксперимент, делать выводы, применять знания на практике; развивать общеучебные умения и навыки.

- Воспитывать бережное отношение к окружающей среде, уважительное отношение друг к другу.

При проведении работы раскрывается двойственное влияние ионов металлов на природу в зависимости от концентрации их в окружающей среде. Школьники узнают, что ионы металлов являются участниками биохимических процессов, стимулируют и нормализуют обмен веществ, оказывают положительное влияние на рост и размножение, участвуют в создании определенной ионной концентрации в клетках, обеспечивают протекание жизненных процессов в клетке.

Также выясняется влияние продуктов коррозии на растительность. Коррозия металлов рассматривается как результат и как фактор загрязнения окружающей среды, а меры предупреждения коррозии расцениваются как один из путей сохранения её чистоты.

Группе учащихся (5-6 человек) предлагается подготовить доклады (5-10 минут) о значении металлов для живых организмов, химической и электрохимической коррозии.

Вторая группа учащихся проводит эксперимент по влиянию продуктов коррозии на растительные организмы:

1. В 5 химических стаканов помещают воду и растение из аквариума.

2. Проведение анализа воды на запах, цвет, на кислотность среды, наличие ионов 2-х и 3-х валентного железа (качественная реакция с роданидом аммония и красной кровяной солью).

3. В 1-й стакан опустить железный гвоздь, во второй – железный гвоздь, соединенный с кусочком меди; в 3-й – железный гвоздь, соединенный с кусочком свинца; в 4-й – железный гвоздь, соединенный со свинцом.

4. Через 1 день в течение 6 дней берут пробы воды по тем же параметрам как указано в п. 2.

По завершении опыта учащиеся оформляют результаты в виде таблицы

и графиков «Влияние степени коррозии на изменение характера среды».

На уроке-обобщении ученики из первой группы делают сообщения о значении ионов металлов для живых организмов и коррозии, на доске оформляются результаты исследований. После этого учащиеся делают выводы о влиянии коррозии на живые организмы и отвечают на вопросы карточек.

В конце урока подводится итог: коллективно оцениваются результаты работы, обсуждаются ответы на вопросы карточек и природоохранные меры.

Форма работы: групповая с последующим обсуждением, индивидуальная.

После проведения урока и наблюдения за учениками можно сделать следующие выводы:

1. 
   Учащиеся в ходе практической деятельности знакомятся с процессом коррозии, осмысленно делают вывод об отрицательном влиянии коррозии на окружающую природу. В результате в сознании ребят фиксируются правила поведения вблизи водоемов.
   
2. 
   Учащиеся учатся работать с дополнительной литературой, составлять текст доклада, оформлять работу, делать выводы.
   
3. 
   В ходе работы учащиеся самостоятельно учатся объяснять сущность коррозии и указывать причину её возникновения, а также знакомятся с условиями, способствующими усилению этого процесса.
   
4. 
   Проблемой при проведении работы явилось то, что не все ученики принимают участие в проведении работы. Для того чтобы задействовать всех учащихся можно увеличить вариативность опыта (предложить большее количество пар металлов), но при этом возникает проблема недостатка реактивов.
   

Выбор демонстрационных опытов во время объяснения нового материала объясняется тем, что демонстрационному эксперименту характерны: наглядность, простота, безопасность, надежность. Кроме того использование эксперимента на уроке позволяет сориентировать наблюдения эксперимента учащимися и после проведения опыта сделать выводы.

Демонстрационный эксперимент проводила с помощью лаборанта.

После объяснения новой темы с помощью демонстрационных опытов была проведена контрольная работа. В написании контрольной работы были задействованы два параллельных класса. В каждом из которых было отобрано по 27 учеников. В одном классе объяснение нового материала проводился в традиционной форме (без использования демонстрационных опытов). Во втором классе во время объяснения нового материала были использованы демонстрационные опыты. Результаты проверки контрольной работы представлены в таблице 1:

Таблица 1. Результаты контрольной работы

	Количество учеников, получивших оценки
	«Неуд.»	«Удовл.»	«Хор.»	«Отл.»
Объяснение нового материала с использованием демонстрационных опытов	3	5	14	5
Объяснение нового материала без использования демонстрационных опытов	7	7	10	3

Как видно из таблицы 1 и диаграммы 1 в классе, где объяснение нового материала сопровождалось показом опытов, оценку 5 получили 18,5% учащихся, а в классе без демонстрации опытов всего 11% учащихся, оценку 4 соответственно 52% и 37%, оценку 3 – 18,5% и 26%, и оценку 2 – 11% и 26% соответственно. (Результаты представлены в таблице2 и диаграмме 2.).

Таблица 2. Результаты проверки контрольной работы

	Количество учеников (в %), получивших оценки
	«Неуд.»	«Удовл.»	«Хор.»	«Отл.»
Объяснение нового материала с использованием демонстрационных опытов	11	18,5	52	18,5
Объяснение нового материала без использования демонстрационных опытов	26	26	37	11

Результаты контрольной работы показали, что на уроках химии с экологической направленностью целесообразно использовать демонстрационные опыты. Использование химического эксперимента во время объяснения нового материала способствует более эффективному овладению знаниями, умениями и навыками.

Диаграмма 1. Результаты контрольной работы.

Диаграмма 2. Результаты проверки контрольной работы