Экологическое воспитание школьников на уроках биологии в школьной практике

Глава 2. Экологическое воспитание школьников на уроках биологии в школьной практике.

2.1. Обобщающий интегрированный урок: "...Oxygenium... Oxygenium...сохраните..." 

    Цель  урока: обобщить и систематизировать знания по теме “кислород” из курсов химии, биологии, перевести “знания от отдельных фактов, понятий к целостной системе.

    Оборудование:

• плакаты по теме: “Участие кислорода в различных явлениях природы (образование озона, горение, дыхание, фотосинтез);
• оборудование и реактивы для реакции горения спирта (штатив лабораторный, фарфоровая чашка, спирт этиловый, спички).

    Предлагаемый  интегрированный урок для 8-го класса включает в себя материал по химии, биологии, географии и экологии.

    Он  разработан в соответствии с принципом  интегрированного подхода к содержанию обучения.

    Основная  цель такого урока  – развитие познавательного интереса учащихся, их творческих способностей, формирование единой картины мира.

    Урок  разработан в форме деловой игры, что позволяет создать положительный  эмоциональный фон обучения. Ведет урок Заведующий лабораторией – учитель.

    Особенностью  данного урока является возможность не только обобщить, систематизировать знания по теме “кислород”, установить межпредметные связи, но и выявить глобальные экологические проблемы, связанные с вырубкой лесов, парков, и перенести эти проблемы на личностный уровень.

    I. Вступление.

    Учитель.

    Здравствуйте, ребята!

    Представьте себе, что мы находимся в научно-исследовательской  лаборатории, которая занимается изучением  разных явлений, в том числе паранормальных.

    Несколько лет назад мы получили сигнал от внеземного разума. Нам не удалось  до конца расшифровать его. Но экспертами установлено, что в послании несколько  раз повторялось:

    Короткая  справка:

    Oxygenium – кислород.

    Химический  знак – О

    Относительная атомная масса – 16

    Химическая  формула – О2

    Относительная молекулярная масса – 32

    Газ без цвета и запаха

    Температура кипения – 183º С

    Температура плавления – 219º С

    Вы, наши лучшие сотрудники, лучшие эксперты в области химии, биологии и географии, несколько лет занимались изучением природных явлений.

    “Возможна ли на планете Земля экологическая  катастрофа, связанная с уменьшением  содержания кислорода?”

    Чтобы ответить на этот вопрос мы должны знать:

    Где и в виде каких соединений находиться кислород на нашей планете?

    Как связан кислород с объектами живой  и неживой природы?

    Кто и что является основными потребителями  кислорода на нашей Земле?

    Каким образом пополняются запасы кислорода на нашей планете.

    II. Заседание экспертной  комиссии.

    Заведующий  лабораторией. В нашем распоряжении оказался засекреченный видеоматериал. (Демонстрируются фрагменты видеофильма “Живая природа” (четыре оболочки Земли).

    Заведующий  лабораторией. Уважаемые эксперты, в области географии, объясните, что показано в видеофильме.

    Эксперт-географ. В этих видеофрагментах показаны четыре оболочки Земли: литосфера – это твердая оболочка, атмосфера – это воздушная оболочка, гидросфера – это водная оболочка и биосфера – живая оболочка.

    Заведующий  лабораторией. Какая связь между кислородом и оболочками Земли?

    Эксперт-географ. Кислород в виде разных соединений входит в состав оболочек Земли.

    Заведующий  лабораторией. Уважаемые эксперты в области химии, объясните, в виде каких соединений кислород входит в состав атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы.

    Эксперт-химик. Гидросфера содержит кислород в виде соединения Н2О. В состав атмосферы кислород входит в виде соединений О2 , Н2О. В состав гидросферы – Н2О, О2. В состав атмосферы – SiО2. Также кислород входит в состав жиров, белков и углеводов т.е. является составной частью биосферы.

    Заведующий  лабораторией. Уважаемые эксперты, нам известно, что содержание кислорода в атмосфере по объему составляет 21%. Кроме того, установлено, что на любой высоте в воздухе процентное содержание кислорода одинаково.

    Но  имеются сведения о том, что высоко в горах человек начинает задыхаться, ему не хватает кислорода. Наши агенты зафиксировали на вершине Эвереста альпинистов, которые пользовались кислородными приборами.

    Уважаемые биологи, объясните эти противоречия.

    Эксперт-биолог. На вершине Эвереста процентный состав воздуха тот же самый, что и у подножья горы, но давление почти в два раза меньше нормального – на долю кислорода приходиться всего лишь 80 миллиметров.

    Альпинист, поднявшийся на вершину горы, резко  чувствует уменьшение давления, кровь  не успевает насыщаться кислородом, поэтому  он начинает задыхаться.

    Заведующий  лабораторией. В нашу лабораторию попал исторический документ. В нем зашифрована таинственная история. (Учитель зачитывает документ)

    А история простая…

    Один  ученый как-то раз,

    Оксид какой-то нагревая,

    Обнаружил странный газ.

    Газ без цвета, без названья.

    Ярче  в нем горит свеча.

    А не вреден для дыханья –

    Не  узнаешь у врача.

    Новый газ из колбы вышел – 

    Никому  он не знаком,

    Этим  газом дышат мыши

    Под стеклянным колпаком.

    Человек им тоже дышит,

    Наш ученый быстро пишет:

    Воздух  делится на части.

    (Эта  мысль весьма нова).

    Здесь у химика от счастья,

    И от воздуха отчасти

    Закружилась голова.

    Уважаемые эксперты-химики, проанализируйте этот документ.

    Эксперты-химики. Этот документ – история открытия кислорода Д. Пристли в 1774 году. Д. Пристли разложением оксида ртути (II) получил кислород и изучил его свойства.

    Заведующий  лабораторией. Уважаемые коллеги, мы располагаем сведениями о том, что в засекреченных лабораториях до сих пор проводят опыты по получению кислорода. Что вам известно об этом?

    Эксперт-химик. В лабораториях кислород получают при разложении сложных кислородосодержащих веществ:

    2Н2О  2Н2

    

    

    

    Заведующий  лабораторией. Коллеги, возможно ли в лабораторных условиях получить достаточное количество кислорода для того, чтобы обеспечить им всех обитателей нашей планеты.

    Эксперт-химик. В лабораторных условиях кислород можно получить в очень небольших количествах.

    Заведующий  лабораторией. А как получают кислород в промышленности?

    Эксперт-химик. В промышленности кислород получают из воздуха, который под давлением сжижают. Воздух представляет собой смесь газов; основные компоненты в нем – азот и кислород. Т.к. температура кипения жидкого азота (-196оС) ниже температуры кипения жидкого кислорода ( -183оС), то азот испаряется, а жидкий кислород остается.

    Заведующий  лабораторией. Уважаемые коллеги, анализируя рассмотренные документы, можно сделать вывод – процентное содержание кислорода в атмосфере пока не изменилось и составляет 21% по объему. А также мы выяснили, что ни химическая лаборатория, ни промышленность не являются источником, способным обеспечить планету достаточным количеством кислорода.

    Продолжаем  работу. В наши руки попали секретные  схемы. ( Учитель демонстрирует плакаты, показывающие участие кислорода  в различных явлениях природы.) Внимательно  посмотрите на них. Что здесь изображено? Как это связано с кислородом?

    Эксперт-биолог. На схемах показано участие кислорода в различных явлениях природы.

    Заведующий  лабораторией. Внимательно посмотрите на первую схему ( на ней изображен процесс дыхания). Объясните, какое участие кислород принимает в этом процессе.

    Эксперт-биолог. При дыхании все живые организмы используют кислород. В течение одной минуты человек в среднем употребляет 0,5 л кислорода. Кроме того, кислород для дыхания используют животные и растения.

    Заведующий  лабораторией. Что показано на второй схеме? И как с этой схемой связан следующий процесс? (Учитель демонстрирует горение спирта).

    Эксперт-химик. Кислород – газ, поддерживающий горение. Этот процесс мы сейчас наблюдаем. Огромное количество кислорода используется при сжигании топлива, что и показано на второй схеме.

    Заведующий  лабораторией. Установлено, что современный пассажирский самолет при полете в течение 9 ч расходует 50-75 т кислорода. Для ракетных двигателей кислорода требуется намного больше. Итак, мы с вами начинаем выявлять мощных потребителей кислорода – это живые организмы, которые используют кислород при дыхании, а также промышленность и транспорт.

    Уважаемые эксперты, что вам известно об использовании  кислорода в промышленности?

    Эксперт-химик. В больших количествах кислород используют для ускорения химических реакций в разных отраслях промышленности и в металлургии. Например, при выплавке чугуна для повышения производительности доменных печей, в них подают воздух, обогащенный кислородом. Кислород также используется в медицине и в косметологии.

    Заведующий  лабораторией. А что показано на третьей схеме? (На плакате изображен процесс образования озона во время грозы).

    Эксперт-химик. Под воздействием электрических разрядов кислород превращается в озон:

    

    Заведующий  лабораторией. Уважаемые коллеги, объясните, что такое озоновый слой, о котором так много говорят.

    Эксперт-географ. В верхних слоях атмосферы располагается так называемая “озоносфера”. Она находится на высоте 25-30 км от поверхности Земли. Озоновый слой защищает планету от жестких ультрафиолетовых лучей, губительных для человека.

    Заведующий  лабораторией. Уважаемые эксперты, анализируя эти схемы, мы выявили важнейшие процессы, в которых участвует кислород, а также установили потребителей кислорода. Теперь мы знаем – на планете ежесекундно расходуется огромное количество этого ценного газа. Нам осталось изучить последний документ. (Учитель демонстрирует плакат, где изображен процесс фотосинтеза). Уважаемые коллеги, что изображено на этой схеме?

    Эксперт-химик. Это фотосинтез. Это процесс происходит в зеленых растениях при солнечном свете: