Методическая разработка урока-деловой игры по химии
Пресс-конференция «Рудничный газ»
Цели урока:
1.Обучающая: расширение и углубление знаний обучающихся о строении и свойствах метана; о причинах и факторах взрыва газа на угольных предприятиях; формирование представления у обучающихся о метанообильности шахт; о соблюдении правил техники безопасности как одной из составляющей в предупреждении взрыва газа и гибели работающих.
2.Воспитательная: воспитание ответственности и бережного отношения к собственному здоровью и здоровью окружающих; формирование интереса к профессии.
3.Развивающая: Расширение кругозора обучающихся; развитие умений работать в группе, выступать перед аудиторией.
Тип урока: обобщения и систематизация знаний.
Вид урока: деловая игра.
Методы урока: словесные, наглядные.
Форма обучения: групповая.
КМО: ТСО; дополнительная литература, экономическая карта Кемеровской области, коллекция ископаемых углей.
Предварительная подготовка: Обучающимся присваиваются роли: «химика», «историка», «геолога», «почвоведа», «начальника научно-технической информации», «руководителя шахты», «эколога», «спасателя»; также набирается группа «корреспондентов СМИ».
Преподаватель дает задание подготовить доклады, презентации, раздает литературу. «Журналистам «нужно продумать вопросы для специалистов.
Ход урока:
1.Орг. момент(2 мин.): приветствие обучающихся, сообщение целей и задач деловой игры; инструктаж о форме работы;
2.Изучение нового материала в виде деловой игры (35 мин.):
1)Вводное слово преподавателя.
2)Предоставление слова специалистам в определенной последовательности
(метод жеребьевки):
3)Вопросы журналистов к специалистам(5 мин).
Задачи преподавателя:
- в заключение каждого выступления сделать вывод, внести коррективы.
-соблюсти регламент каждого выступления(4-5 мин.).
-поддерживать деловую атмосферу.
3.Итог урока(3 мин.):
-преподаватель раздает каждой группе обучающихся листы с заранее подготовленными табличками (в которую внесены фамилии обучающихся):
-группа оценивает сообща работу каждого по 5-бальной шкале.
-подводятся итоги.
-выставляются оценки преподавателем.
План-конспект урока.
Вводное слово преподавателя:
Угольная промышленность является отраслью международной специализации. Уголь добывают в 50 странах мира,а Россия по его добыче входит в первую пятерку стран-лидеров.
Хочется отметить, что угольные месторождения Кузбасса играют важную роль в топливно-энергетическом балансе страны.
Угольная промышленность-ведущая отрасль народного хозяйства Кемеровской области. На ее долю приходится 28% промышленного производства области.
На угольных предприятиях стран СНГ ежегодно происходят десятки вспышек и взрывов метана и угольной пыли с катастрофическими последствиями для работающих и громадными разрушениями для предприятий. Не обходят катастрофы и наш край-Кузбасс.
Слушая и читая сообщения о взрывах и погибших, все больше задумываешься о работающих шахтерах, специалистах, руководителях. Что нужно сделать, чем можно помочь, что предложить и рекомендовать по предупреждению таких аварий, особенно катастроф или это рок, своеобразная расплата за нарушение целостности недр, за всевозможные нарушения правил техники безопасности работающими?
Из прошлого и современного обобщенного трагического опыта установлено, что взрывы метана и угольной пыли из всех аварий на шахтах являются наиболее сложными и опасными. В результате часто возникают пожары, обрушения, завалы в горных выработках, отравления и другие не менее тяжелые последствия. Иногда, даже не возможно извлечь пострадавших и восстановить выработки в пределах участка, крыла шахты для возобновления горных работ (шахта им. Л.Д.Шевякова в Кузбассе).
С точки зрения выполнения научных разработок отставания от других стран нет, по механизации выемки угля - тоже, реструктуризация осуществляется достаточно высокими темпами. Открытый способ добычи угля стал основным. Системам, способам разработки пластов угля, проветриванию шахт, осуществлению мероприятий по ТБ посвящены сотни, если не тысячи научно-исследовательских работ, книг, статей и других публикаций, в том числе фундаментальных.
Следовательно, есть какие-то другие причины, факторы, тенденции, которые не учитываются в профилактической работе при осуществлении добычи угля подземным способом.
Так что же такое метан? Каково его строение и свойства? Когда он появился на планете? Как его распознать и избежать опасности в профессиональной деятельности?
На эти и другие вопросы мы попытаемся найти ответы на нашей пресс-конференции, посвященной «гремучему газу».
Сегодня на нашей пресс-конференции присутствуют представители прессы, телевидения и радио. Товарищи корреспонденты, прошу приготовить ваши ручки и тетради, в которых по ходу выступления наших специалистов сделаете записи, чтобы потом осветить их в печати.
Перед вами выступят представители : химик, историк, геолог, почвовед, начальник научно-технической информации, руководитель шахты, эколог, спасатель. В ходе их рассказа вы можете задавать вопросы, интересующие вас. Слово предоставляется представителю химической лаборатории:
Химик: Метан — первый член гомологического ряда насыщенных (метановых) углеводородов. Молекулу метана представляют в виде тетраэдра с атомом углерода в центре. Величина связи С-Н 1,09 Нм.
Представители СМИ: 1.Скажите пожалуйста, какие свойства обуславливает тетраэдрическая форма строения молекулы метана?
2. Всегда ли разлагается молекула метана под действием высокой температуры?
3. С какой кислотой способен взаимодействовать метан?
Физик: Метан — бесцветный газ с лёгким чесночным запахом, горящий слабо светящимся пламенем. При обычной температуре с большинством химических элементов не реагирует. Обладает высокой термической устойчивостью и начинает заметно разлагаться при t 600°С. Растворимость метана в нефти в 10 раз больше, чем в воде.
Удельная теплота сгорания (50,049 МДж/кг) почти в 2,5 раза больше, чем у каменного угля. Плотность метана по воздуху 0,555 (20°С); молекулярная масса 16,04, t плавления -182,49°С, t кипения — 161,56°С, критическое давление 4,58 МПа, критическая температура — 82,4°С, вспышки -187,8°С, самовоспламенения 537,8°С.
Представители СМИ: 1.Способен ли метан самовоспламеняться?
2.Растворяется ли метан в воде?
3. Что означает термин «критическое давление»?
Почвовед: МЕТАН, болотный газ, рудничный газ, CH4 (а. methane; н. Methan; ф. methane, gaz de marais, grisou; и. metano), — природный горючий газ, встречающийся в осадочном чехле земной коры в виде свободных скоплений (залежей), в растворённом (в нефти, пластовых и поверхностных водах), рассеянном, сорбированном (породами и органическим веществом) и твёрдом (газогидратном) состояниях.
Метан является основном компонентом газов природных горючих (до 99,5%), нефтяных попутных (39-91%), болотных (свыше 99%) и рудничных (34-48%) газов; присутствует в газах грязевых вулканов (свыше 95%), спорадически встречается в вулканических газах и в газах магматических и метаморфических пород, а также в микровключённых газах.
Большое количество метана растворено в водах океанов, морей, озёр, газы которых иногда представляют промышленный интерес (озеро Киву, Центральная Африка). Среднее содержание метана в водах Мирового океана порядка 10-2 см3/л, общее — 14•1012 м3. Количество метана, растворённого в пластовых водах, на несколько порядков выше его промышленных запасов.
Значительное количество метана сорбировано породами (при давлении 40 МПа глины сорбируют 2600 см3/кг метана). В угленосных толщах метан находится в свободном и сорбированном состояниях (240-260 трлн. м3). Метаморфизм углей сопровождается выделением огромных объёмов метана, в несколько раз превышающих запасы известных газовых месторождений. Содержание сорбированного газа преобладает над свободным, сорбционная ёмкость углей по метану увеличивается со степенью метаморфизма (углефикации) углей. В геологических закрытых угленосных бассейнах за счёт газов угольных пластов могут сформироваться газовые залежи. Метан присутствует также в атмосферах Земли (около 6•1012 м3), Юпитера, Сатурна, Урана; в газах поверхностного грунта Луны.
Представители СМИ: 1.Что значит «Сорбированное состояние» газа?
2. В каком состоянии присутствует метан в атмосфере?
3. Наносит ли вред здоровью человека атмосферный метан?
Историк: Основной источник метана — природный газ, известен человечеству за много столетий до н.э. Древние римляне были знакомы с горючими свойствами газов, выделяющихся из трещин Земли ("вечные огни"). На месте таких выходов греки построили храм "богу небесного и земного огня" и назвали гору Химерой в честь огнедышащего фантастического чудовища. Огни Химеры горели свыше 3 тысяч лет.
Многочисленные горящие источники издавна известны в Иране, Азербайджане, Ираке и других местах. Обилие их в Иране привело к созданию там в 7 веке религии огнепоклонничества, распространившейся и в другие места. Широко были известны "огнедышащие грязевые горы" — грязевые вулканы.
В 15 веке отмечены случаи взрывов рудничного газа. Болотный газ был известен ещё раньше. Однако после описания англичанина Г. Кавендиша (1766) водорода как "горючего воздуха" некоторое время все горючие газы отождествлялись с водородом. А. Вольта (1776) установил отличие болотного газа от водорода и газов перегонки растительных масел. К. Бертолле (1785) доказал, что болотный газ состоит в основном из метана и содержит примесь азота. Количественное соотношение углерода и водорода в болотном газе определено Дж. Дальтоном (1805). Синтез метана осуществил Л. Мельзенс (1845) по схеме CCl CH4, использовав в качестве восстановителя амальгаму калия. П. Бертло получил метан непосредственно из сероуглерода, пропуская его пары вместе с сероводородом над медью, а также перегонкой формиата бария (1858).
Представители СМИ: 1.Когда появился метан на нашей планете?
2. Каким образом возник метан в Иране и Ираке?
3. Какой ученый впервые искусственным путем синтезировал метан?
Специалист по взрывам: С воздухом метан образует взрывчатые смеси . Особую опасность представляет метан, выделяющийся при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в горных выработках, а также на угольных обогатительных и брикетных фабриках, сортировочных установках.
При содержании в воздухе до 5-6% метан горит около источника тепла (температура воспламенения 650-750°С), при содержании 5-16% — взрывается, свыше 16% — может гореть при притоке кислорода, снижение при этом концентрации метана взрывоопасно.
После контакта с источником тепла воспламенение происходит с некоторым запаздыванием. На этом свойстве основано создание предохранительных взрывчатых веществ и взрывобезопасного электрооборудования. На объектах, опасных по метанообильности, вводится газовый режим.
Представители СМИ: 1. При каких условиях метан может взорваться?
2.Какое влияние на взрыв метана оказывает угольная пыль?
Руководитель угольного предприятия: Иногда специалисты шутят, “если есть метан – искра всегда найдется”. Но так только кажется, на самом деле все сложнее, причин и факторов, оказывающих влияние на скопление - загазирование и взрывы метана несколько десятков (главные, сопутствующие, косвенные, прочие). Рассмотрим основные причины и тенденции.
Основной особенностью метана является его необычная характеристика и отсутствие у работников ощущения опасности метана. Многие виды опасности, такие как обрушения угля, породы, режущие и движущиеся части машин и оборудования, мы видим каждый день, естественно опасаемся их, при необходимости принимаем соответствующие меры, чтобы обезопасить себя, не заходить в опасную зону.
Однако имеется ряд видов опасности, которые визуально нельзя рассмотреть, например, радиацию, электромагнитные и другие излучения, так как они не имеют явных признаков – цвета, запаха, вкуса. Эта особенность оказывает отрицательное влияние в профилактической работе.
