Использование учебных материалов эколого-валеологической направленности на уроках химии

Автор: Даньковский Роман Иосифович

Организация: ГУО «Субочская средняя школа»

Населенный пункт: Республика Беларусь, Гродненская область, аг. Субочи

Аннотация: В статье рассматриваются  вопросы  организации  учебной деятельности учащихся на уроках химии, направленной на углубление экологических и валеологических знаний старшеклассников. В связи с этим возникает необходимость совершенствования учебно-дидактических материалов, используемых в учебном процессе, содействующих формированию основ научного мировоззрения – составляющего компонента культурного потенциала личности. Приведены примеры содержания заданий данного типа и варианты их решений.

Ключевые слова: педагогическая деятельность, экологические и валеологические знания, интеграция обучения, образовательный процесс, эколого-валеологический подход.

Совершенствование содержания учебного процесса в свете модернизации всей системы образования предполагает, помимо прочего, интеграцию различных видов природоведческих знаний. Цель интеграции – углубление естественнонаучного мировоззрения учащихся, усиление практической значимости получаемых знаний. В связи с этим  важным направлением в работе учителя является поиск новых форм, методов и технологий, направленных на повышение валеологической и экологической грамотности современных школьников, совершенствование уже имеющихся и получение новых знаний и навыков, призванных содействовать выполнению определенных правил и норм поведения в среде проживания. Основу эколого-валеологической компетентности обучающихся составляет широкий спектр взаимосвязанных между собой компетенций: мотивационных, ценностных, творческих, деятельностных, когнитивных. В своей совокупности они обуславливают процесс становления эколого-валеологической культуры, как одной из составляющих частей духовного развития личности учащихся. Формирование данных компетенций возможно путём реализации инновационных подходов в химическом образовании на основании учёта следующих особенностей данного учебного предмета:

            * Область знаний химии неразрывно связана с вопросами охраны окружающей среды и сохранения здоровья человека.

            *  Наличие имеющихся знаний о свойствах веществ является важнейшим условием их грамотного использования в повседневной жизни, позволяет избежать негативных последствий для собственного здоровья человека, окружающих его людей и экологической среды проживания.

            * Содержание  программного материала школьного курса химии обуславливает возможность его интеграции с другими естественнонаучными дисциплинами, что позволяет реализовать элементы синергетического подхода в изучении вопросов экологии и валеологии в учебном процессе.             Эффективность педагогической деятельности в данном направлении в значительной степени определяется характером содержания и полнотой реализации следующих взаимосвязанных между собой основных компонентов: содержательного, методического, психологического. Обязательным условием её сопровождения является систематический анализ промежуточных результатов проведённой диагностики, что позволяет при необходимости скорректировать комплекс условий, содействующих повышению эффективности проводимой работы. Приведем краткую характеристику содержания  данных компонентов.

            Психологический компонент определяет психолого-педагогическое сопровождение всей деятельности по усилению эколого-валеологической направленности школьного образования. Его основная задача – выстраивание работы учителя таким образом, чтобы она содействовала осознанной готовности каждого учащегося добывать знания из различных источников, анализировать, формулировать и аргументировать выводы.

Методический компонент характеризуется приёмами, формами и методами организации учебного процесса, а также средствами, направленными на его реализацию.

Содержательный компонент определяется образовательным стандартом и действующей  учебной программой по химии. Перечень основных знаний, положенных его основу, отражает приведённая ниже таблица 1:

Таблица 1

Интеграция знаний содержательного компонента эколого-валеологического подхода в обучении химии.

Тип знаний	Содержания знаний
Химические	Неорганические и органические вещества и генетическая связь  между ними. Химические реакции, условия и закономерности их протекания. Влияние химических соединений на здоровье человека и  функционирование экосистем.
Валеологические	Химический состав тел живой природы.  Химические основы процессов жизнедеятельности.  Санитарно-гигиенические знания, формирующие основы здорового образа жизни.
Экологические	Среда обитания человека.  Естественный круговорот веществ и энергетических потоков в окружающей среде.  Хозяйственная деятельность человека и её экологические последствия.  Охрана окружающей среды.

Среди разных форм работы по реализации эколого-валеологического подхода в обучении большое значение имеет защита подготовленных творческих экспериментальных исследовательских проектов, организация и проведение тематических конференций, круглых столов, ролевых игр, изготовление буклетов, листовок и презентаций с содержанием  соответствующего характера.

 Одним из направлений прикладной химии является изучение жизненного пространства жилого дома с позиции химических знаний. Человек должен уметь оценивать  возможность негативного воздействия на своё самочувствие и здоровье различных веществ, с которыми он контактирует в результате своей хозяйственной деятельности. Усилить валеологический компонент содержания уроков химии можно путём изучения вопросов биологической роли отдельных химических элементов и их соединений в клетках и тканях организма, его реакции на недостаток или избыток наиболее значимых среди них. Необходимость в подобных знаниях обусловлена пониманием того, что человеческий организм – уникальная химическая система, функционирующая во взаимосвязи с окружающей средой.

Приведём примеры некоторых учебных заданий валеологической и экологической направленности, которые  использовались на уроках химии в  старших классах при изучении азота и его соединений. Их применение в учебном процессе  основывалось на учете следующих критериев:

• соответствие разнообразия содержания заданий требованиям учебной программы и общеобразовательного стандарта;

• сопоставимость  их сложности  с уровнем знаний учащихся по предмету;

• многообразие форм постановки проблемных вопросов в  заданиях данного типа;

• учёт возрастных особенностей учащихся класса;                                             

• сочетаемость используемых материалов с элементами образовательных технологий, используемых на уроке;

• определение места заданий данного типа в структуре конкретного  урока;

Задания валеологической направленности:

 Задание 1. Объясните, почему биологи считают азот наиболее ценным химическим элементом для живых организмов?

Ответ. Основные компоненты клеток и тканей организма построены из белковых молекул, в состав которых входит азот. Кроме того этот химический элемент содержится в составе целого ряда других биоорганических соединений: нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, ферментов, гормонов, витаминов.

 Задание 2. Укажите основные источники поступления азота в организм человека и окружающую среду.

 Ответ. В организм человека свободный азот поступает с вдыхаемым воздухом. Источниками поступления азота служат многие овощи, различные колбасные изделия, копчености и некоторые другие продукты питания, а также ряд медицинских препаратов, из которых в организме образуются нитросоединения.

Одним из путей поступления азота в почву и водоёмы является образование незначительного количества азотистых соединений во время грозы, которые вместе с дождевыми водами проникают в указанные среды. Небольшая часть соединений азота может образоваться в результате вулканической деятельности.

Задание 3.  Муравьиный укус причиняет боль. Почему она утихает, если место укуса обработать нашатырным спиртом?

Ответ. При укусе в ранку поступает му­равьиная кислота, вызывающую резкую боль. При обработке места укуса  водным раствором аммиака происходит  нейтра­лизация  муравьиной  кислоты за счет его основных свойств, что уменьшает боль. 

Задание 4. Используя химические знания, объясните характер влияния вдыхаемых паров аммиака на организм человека.

 Ответ. В результате вдыхания  паров аммиака  в значительном количестве на слизистой оболочке органов дыхания ионами аммония создаётся щелочная среда, что вызывает  их раздражение и появление отёчности. В малых концентрациях водный раствор данного вещества применяют для активизации работы дыхательного центра при наступлении  обморока.

Задания экологического содержания.

Задание 5. Образованию аммиака на Земле способствует деятельность микроорганизмов азотного цикла, вырабатывающих данного соединения около 300 тонн в год. Основной характер  его свойств позволяет снизить повышенную кислотность почвенных вод за счет реакции нейтрализации. Аммиак используют в качестве исходного сырья для получения азотной кислоты в промышленности. Рассчитайте массовую долю азотной кислоты в водном растворе, полученном в результате полного каталитического окисления аммиака. Считать выход продуктов реакции на каждой стадии равным 100%.

Решение

Получение азотной кислоты из аммиака в промышленных условиях отражает следующая последовательность химических реакций:

1. 4NH₃ + 5O₂ ⭢ 4NO + 6H₂O (каталитическое окисление)
2. 2NO + O₂ ⭢ 2NO₂
3. 4NO₂ + 2H₂O + O₂ ⭢4HNO₃

Итоговое уравнение реакции для расчета имеет вид:

NH₃ + O₂ ⭢ HNO₃ + H₂O

Пусть исходное количество аммиака (n) равно 1 моль. Тогда, количество образовавшейся азотной кислоты и воды равны  исходному количеству аммиака, т. е. 1 моль. Следовательно, можно рассчитать их  массы по формуле: m = M · n;

М(HNO₃) = 63 г/моль; М(H₂O) = 18 г/моль.

m (H₂O) = 18 г/моль · 1моль = 18 г;  m(HNO₃) = 63 г/моль · 1 моль = 63 г.

m (раствора) = m (H₂O) + m(HNO₃) = 18 + 63 = 81 г.

Определим массовую долю полученной кислоты в растворе:

ω (HNO₃) = m(HNO₃) : m(раствора) = 63 : 81 ≈ 0,78.  Ответ: 0,78.

Задание 6. Восстановить сыпучесть смерзшихся от холода грузов   можно  при помощи жидкого азота. Обоснуйте его применение для данных целей?

Ответ. Груз обволакивают жидким азотом, который потом превращается в газ и исчезает. В результате фазового перехода азота структура груза восстанавливается. Этот способ позволяет разгрузить сыпучие, но окаменевшие от холода в зимнее время грузы, лежащие на открытых железнодорожных платформах.

Задание 7. Различного состава оксиды азота, попадая в атмосферу, отрицательно влияют на окружающую среду. С целью предотвращения подобных выбросов в производственных условиях их пропускают над раскаленным углесодержащим материалом, который с ними взаимодействует. Какой углеродсодержащий материал наиболее пригоден для нейтрализации оксидов азота? Какими свойствами обладают исходные оксиды в данной реакции? Укажите возможные недостатки в использовании этого метода.

Ответ. В качестве углеродсодержащего материала подходит кокс с минимальным содержанием примесей, который в раскаленном состоянии реагирует с оксидами азота. В силу выраженности своих окислительных свойств последние восстанавливаются до молекулярного азота. Продуктами окисления кокса (углерода) является смесь углекислого и угарного газов. Образования вредного несолеобразующего оксида CO в газовой смеси, от которого трудно избавиться – существенный недостаток данного метода.

            В качестве домашнего задания ребятам можно предложить следующее задание.

Задание 8. Одним из факторов, способных влиять на температуру  земной поверхности, является повышение концентрации стратосферных аэрозолей и частиц пыли в верхних слоях атмосферы. В составе компонентов стратосферных аэрозолей был обнаружен сульфат аммония, наибольшая концентрация которого достигается на высоте 18-20 км [3, c. 115].

Объясните причину появления данного вещества. Какие другие негативные экологические последствия могут быть вызваны его образованием?  

В заключение необходимо отметить важность систематического использования в образовательной деятельности заданий экологической и валеологической направленности. Такой подход способен оживить учебные занятия, показывает практическую значимость химических знаний, повышает мотивацию к учебе и содействует формированию профессиональных намерений школьников.

Список литературы:

1. Аргунова, М. В. Стратегия формирования экологической культуры школьников / М. В. Аргунова // Химия в школе – 2009 – № 1 – С. 40 – 44.
2. Валединская, О. Р. Экологическая химия азота / О. Р. Валединская // Библиотечка «Первого сентября» Серия «Химия» –  Выпуск 2(8) – Москва – «Чистые пруды»  – 2006 г.
3. Лисичкин, Г. В., Бетанели В. И. Химики изобретают. / Г. В. Лисичкин, В. И. Бетанели // Москва – «Просвещение» – 1990 г. – 111с.
4. Оржековский, П. А. Творчество учащихся на практических занятиях по химии /П. А. Оржековский [и другие]// Москва: – АРКТИ. – 1999. – 152 с.  

1. file0.docx (34,8 КБ)

Опубликовано: 24.10.2024