Просмотр содержимого документа
«Экологическое образование на уроках химии»
Экологическое образование на уроках химии.
Из опыта работы с учащимися по экологическому образованию и воспитанию на уроках химии.
Целью моей работы является раскрытие актуальных проблем по экологическому образованию учащихся, разработка методов и приемов, применяемых на уроках химии, направленных на экологическое образование и воспитание учащихся.
На сегодня нет необходимости убеждать кого-либо в том, какое огромное значение для всего человечества играют вопросы, связанные с проблемой охраны окружающей среды. Учебное заведение призвано дать выпускнику твердое владение минимумом химических знаний, необходимых для повседневной жизни и деятельности во всех областях народного хозяйства, культуры, науки, в том числе и не связанных с химией непосредственно. Человек, овладевший экологической культурой, подчиняет все виды своей деятельности требованиям рационального природопользования, заботится об улучшении окружающей среды, не допускает ее разрушения и загрязнения.
За годы своей трудовой деятельности я накопила большой объем материала по экологическому образованию и воспитанию учащихся. Передо мной, как преподавателя химии, стоит задача:заложить основу формирования личности с новым образом мышления и типом поведения в окружающей среде.
Вопросы, связанные с экологическим образованием и воспитанием в учебниках по химии практически не освещают, кроме круговорота веществ, да и то в общем виде. По этой причине я собираю материал по данному вопросу из специальной литературы и адаптирую его к учащимся.
Одним из эффективных методов формирования экологических знаний, которые я применяю на своих уроках, является решение задач по экологической тематике, их оптимальное использование в учебном процессе позволяет сделать теоретический материал аргументированным, жизненным и нескучным. В поисках ответа на поставленную задачу, при проведении расчетов и сопоставлении полученных результатов, учащийся становится сопричастным к проблемам защиты природы, получает возможность использовать полученные знания в жизни, при принятии решений. Кроме того, содержание задач по экологической тематике создает благоприятные условия для формирования целостного восприятия окружающего мира и способствует развитию мыслительных способностей учащихся. Но большую часть задач я составляю сама. В условия задачи включаю следующие проблемы: двойственная роль химии - с одной стороны - служит человеку и природе, с другой - приводит к нарушению биогеохимических циклов при бездумном использовании ее достижений человеком; технологическое несовершенство производства, накопление отходов, появление побочных продуктов; влияние конкретных поступков человека на состояние окружающей среды. Приведу примеры таких задач.
Ты гулял по лесу и сломал ветку дерева, на ней было 30 листьев. Рассчитай массу и объем кислорода, которые могли выделить эти листья за год, если бы ты их оставил? Площадь одного листка 35см, а каждые 100 см поглощают 15 мг углекислого газа в час, световой день 10 часов, а теплых дней в году 150.
При сгорании в карбюраторе автомобиля 1 кг горючего, в воздух выбрасывается до 800 г оксида углерода [II]. Вычислить массу и объем оксида углерода, образующегося при сгорании 100 кг горючего.
Установлено, что за вегетационный период дерево, имеющее 10 кг листьев, может обезвредить без ущерба для него свыше 500 г сернистого газа и 250 г хлора. Рассчитать, какое количество указанных газов может обезвредить одно такое дерево.
Решая такие задачи, учащиеся узнают о роли растений в обезвреживании ядовитых газов. Подобные факты еще раз убеждают их в сохранении каждого дерева и мобилизуют учащихся на активное участие в озеленении города, села.
Чаще всего дополнительную экологическую информацию я использую небольшими блоками при рассмотрении той или иной проблемы.
На первом курсе после завершения темы «Углеводороды и их природные источники» провожу беседу по теме «Поступление загрязняющих веществ в результате переработки и сжигания углеродного сырья и влияние их на здоровье человека». Приведу небольшую часть материала, касающегося конкретных загрязняющих веществ.
Угарный газ образуется в результате неполного сгорания топлива в двигателях и ТЭС, сжигания отходов и пожаров. Угарный газ понижает содержание кислорода в крови, замедляет рефлексы, вызывает сонливость, потерю сознания и даже смерть.
Оксиды азота образуются при сгорании топлива (50% -выхлопы автомобилей), при грозе. Они вызывают раздражение легких, ОРЗ. Кроме того, входя в состав смога, вызывают кислотные дожди, замедляют рост растений, способствуют развитию водорослей.
Оксид серы образуется в результате работы угольных и дизельных ТЭС, нефтеперерабатывающих заводов, целлюлозно-бумажных предприятий. Он влияет на дыхание, вызывает заболевания легких, понижает видимость, вызывает кислотные дожди, задерживает рост растений, снижает урожай.
Другой блок – две стороны роли озона. В зависимости от того, в каком слое атмосферы он находится, озон может играть положительную или отрицательную роль. Если озон находится в тропосфере в составе смога, он, будучи окислителем, разрушает резину, ткани, стройматериалы, повреждает фрукты, семена, даже растения. У человека озон вызывает боль в груди, кашель, одышку, тошноту, раздражает верхние дыхательные пути, вызывает аллергию. С другой стороны, озон верхних слоев атмосферы, поглощая солнечное ультрафиолетовое излучение, обусловливает распределение температуры в стратосфере и защищает биосферу от ультрафиолетовых лучей, тем самым, поддерживая жизнь на Земле. Уменьшение концентрации озона может привести к гибели всего живого. Так, снижение озона на 1% приводит к увеличению суточной дозы ультрафиолетового излучения на 3%. Это вызывает увеличение ожогов, заболеваний кожи, глаз, аллергических реакций, раковых опухолей. На этом уроке рассматриваем и химизм процесса защиты:
O3 + hν → O2 + O.
O3 + O → 2O2.
При обычных условиях скорость этих реакций незначительна, но при появлении некоторых веществ, скорость распада может увеличиться в 10-100 тысяч раз, разрушая тем самым озоновый слой. До высоты 35 км происходят следующие реакции, где катализатором служат оксиды азота:
N2O + O(1D) → NO + NO
O3 + NO → NO2 + O2
NO2 + O → NO + O2
Главными виновниками деградации озонового слоя выше 35 км являются фторхлоруглеводороды, которые, попав в стратосферу, образуют атомы хлора, а один атом хлора может разрушить до 100 тысяч молекул озона:
CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl
CI+О3→ CIО+О2 CIО+О → CI+О2
Но на большинство экологических вопросов учащиеся сами ищут ответы: они могут быть в виде доклада, или в виде реферата. Обычно предлагаю следующие темы: «Кислотные дожди», «Парниковый эффект», «Реакция горения – добро или зло», «Нитраты в почве и овощах» и т.д. На этих учебных занятиях я не ограничиваюсь только сообщениями учащихся, здесь широко освящаю вопросы практического характера, так как каждая тема связана с жизнью. Иногда провожу уроки, полностью посвященные каким-либо аспектам экологии. Например, при рассмотрении темы «Химические элементы», где мы рассматриваем распространенность химических элементов в природе, в организме человека, изучаем их классификацию на: биогенные и второстепенные; на макро- и микро- элементы, изучаем роль некоторых из них в том или ином процессе. Особо заостряю внимание на конкуренции биогенных и второстепенных элементов, которые могут занять место биогенов, дезактивируя и разрушая жизненно важные центры.
Одной из моих форм экологического образования на уроках является организация самостоятельной работы учащихся как в ходе лабораторных, так и в ходе практических занятий. На уроках данного типа останавливаюсь на принципе безотходной технологии химического производства. Возможность раскрытия его на занятиях, в частности, при проведении практических работ, является важной частью экологического образования. Так, объяснение способа переработки отходов каждого конкретного эксперимента на уроке, можно преподнести в сравнении с аналогичным способом переработки подобных веществ в промышленности. Приведу примеры таких заданий, которые я использую на учебных занятиях.
Задача 1. Опытным путем докажите наличие следующих веществ в трех пробирках: хлорида натрия, гидроксида натрия, соляной кислоты.
После проведения опыта с учащимися провожу беседу об отрицательном воздействии на окружающую среду растворов, содержащих кислоты, щелочи; напоминаю, что эти растворы необходимо нейтрализовать. В нашем случае достаточно слить вместе растворы щелочи и кислоты. В результате проведения этой реакции образуется безвредная поваренная соль и нейтральное вещество – вода. Этим опытом мы доказали, что в процессе производства веществ можно прибегать к безотходной технологии.
Задача 2. Распознать с помощью химических реакций оксид кальция и оксид цинка.
Для решения этой задачи используем воду, так как эти вещества различаются по растворимости:
CaO+H2O→ Ca(OH)2+Q ZnO+H2O→
Ca(OH)2, гашеная известь – вещество, использующееся в строительстве и при известковании почв, а также для удаления кислых газов и нейтрализации кислот. Нерастворимые вещества, в частности оксид цинка, безвредны, если они не находятся в виде пыли в воздухе.
Один из принципов безотходной технологии заключается в использовании отходов одного производства в других процессах. В нашем случае Ca(OH)2 можно использовать для выполнения задания №3.
Задача 3. Осуществить следующие превращения:
Ca(OH)2 → CaСO3 → Ca CI2
Для решения этой задачи, берем пробирку с реакционной смесью, полученной в задаче №2-это Ca(OH)2, отфильтруем несколько капель этого раствора в пустую пробирку. Фильтрат представляет собой свежеприготовленный раствор гидроксида кальция, который можно использовать для указанных превращений. Для получения карбоната кальция пропускаем выдыхаемый воздух через этот раствор с помощью чистой стеклянной трубки. Через некоторое время выпадает осадок CaСO3 (помутнение).
Данными примерами я доказываю учащимся, что и в процессе производства можно достичь безотходной технологии.
На лабораторных и практических занятиях я еще раз обращаюсь к принципам переработки химических отходов в промышленности. После проведения практических занятий каждый учащийся должен кратко рассказать о способах переработки веществ.
Наш колледж готовит специалистов сельского хозяйства, поэтому на учебных занятиях я отдельно уделяю внимание почве. В программе по химии нет упоминания о почве, но я неоднократно обращаюсь к ней, как к объекту изучения в процессе преподавания химии. Так, при изучении темы «Теория электролитической диссоциации», обращаю внимание учащихся на то, что в почве неорганические вещества находятся в диссоциированном состоянии. Элементы питания в ионной форме наиболее доступны растениям. Агрохимические свойства почвы определяются поглотительной способностью почвенных частиц, соотношением поглощенных ионов, находящихся в почвенном растворе. Вносимые в почву минеральные удобрения повышают плодородие почвы, заостряю внимание учащихся на последствиях, которые возникают при внесении избыточного количества минеральных удобрений.
При изучении щелочных металлов и кальция, углубляю знания учащихся о химической мелиорации. Указываю учащимся на то, что на засоленных почвах растения растут плохо, но если эти почвы окультуривать, применяя химическую мелиорацию, можно создать благоприятные условия для их роста.
К почве, как к объекту изучения, неоднократно обращаюсь и в курсе органической химии. В частности, привожу примеры применения полимерных пленок для защиты почвы от потери влаги, пластмасс для мульчирования почвы, для изготовления трубопроводов, применяемых в строительстве оросительных систем. Обращаю внимание на то, что поверхностный слой почвы засоряет человек. Так, в год распыляется 105 кг меди, 8 кг молибдена на квадратный километр суши. Человечество перенасыщает биосферу тяжелыми металлами. Главный путь спасения – это создание замкнутых технологических циклов в промышленности, при которых такие ценные элементы, как свинец, молибден не будут выбрасываться в воздух или воду.
Отдельно останавливаюсь на биологических методах борьбы с вредителями культурных растений взамен химических средств – пестицидов. Например: божья коровка является хорошей биологической защитой от тлей и их личинок. Численность гусениц некоторых видов вредителей можно контролировать при помощи паразитических перепончатокрылых, которые откладывают в них яйца.
При изучении темы «Нефть. Переработка нефти» рассказываю учащимся об экологически чистых видах топлива для транспорта. Сегодня известно немало примеров, когда в качестве топлива в транспортных средствах используется спирт и водород. У нас в Республике работают три предприятия, выпускающие биодизельное топливо для двигателей внутреннего сгорания. Данное топливо позволяет сократить выбросы углекислого газа в атмосферу по сравнению с обычным дизельным топливом.
Одной из моих форм работы с учащимися по экологическому образованию является внеурочная работа, которая представляет собой важную составляющую экологического образования, поскольку ориентирована на практическую работу учащихся. Учащиеся с интересом занимаются научно-исследовательской работой по выявлению влияния промышленных предприятий города Борисова на экосистемы: реки Березину и Сху.
Проблема охраны природы и угроза экологического кризиса предъявляют высокие требования к подготовке будущего специалиста. В системе непрерывного экологического образования учебные заведения призваны решить одну из важнейших задач – заложить основу формирования личности с новым образом мышления и типом поведения в окружающей среде. И курс химии может внести свой немалый вклад в систему экологических знаний, только глубокие знания химии позволят избежать экологической катастрофы.
