Интегрированный урок биологии (экологии) и английского языка в 10 классе «Роскошь или необходимость?»

Деятельность учителя

Деятельность

учащихся

УУД

Актуализация прежних знаний, подготовка к восприятию нового материала

Слайд 1. Всю свою жизнь Владимир Иванович Вернадский посвятил изучению биосферы, которую образно называл «тонкой плёнкой жизни».

С появлением наук человеческий разум начал осваивать прилегающее к Земле космическое пространство, преобразует биосферу в ноосферу. Ноосфера (от греч. «ноос» - «разум») – сфера взаимодействия природы и общества, в переделах которой разумная человеческая деятельность становится главной, определяющей силой развития биосферы и человечества.

Благодаря научно-техническим достижениям развитие ноосферы ускорилось. Ноосфера включает в себя техносферу. Техносфера (от греч. «техне» - «мастерство») – совокупность элементов среды в пределах географической оболочки Земли, созданных из природных веществ трудом и сознательной волей человека и не имеющих аналогов в девственной природе. [1]

Попробуйте нарисовать схему взаимодействия этих 4 компонентов: Человек, биосфера, техносфера, космос.

Вы совершенно верно изобразили современный этап развития: пока еще биосфера справляется даже с техногенными катастрофами… пока еще космос для человека – terra incognita…

В. И. Вернадский писал: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, ставится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся…» [10]

Слайд 2. Интегрированный урок биологии (экологии) и английского языка мы посвятим только одному изобретению человека, среди его авторов – великие Леонардо да Винчи и Исаак Ньютон. Знакомо ли вам это изобретение?

Изобретение колеса считается одним из величайших изобретений человечества.

Комбинируя число колес и варианты их соединения, человек изобрел колесницу, телегу, карету…Мы же поговорим об автомобиле.

Слайд 3. Автомобиль – это роскошь или необходимость?

Давайте попытаемся увидеть «основные вехи автомобильной эры». Запишите основные направления развития автомобиля.

Слайд 4. Что-то похожее на первый автомобиль изобрел крепостной Леонтий Шамшуренков, который жил в Нижнем Новгороде. 1 ноября 1752 года его изобретение было представлено в столице Российской Империи – Санкт-Петербурге. Самоходная четырехколесная коляска могла разгоняться до пятнадцати километров в час и везти двух человек. Два водителя должны были вращать ворот, запускающий привод и приводящий в действие колеса. Для пассажиров был сконструирован огороженный от водителей довольно просторный и комфортный отсек. Все металлические детали «самоходки» были выполнены из «железа сибирского мягкого», кузов - из дерева, рогожи и кожи, промазанной по швам салом и воском для защиты пассажиров от дождя и ветра.

Изобретатель представил общественности и первый счетчик пройденного пути, так называемый верстометр. [2]

Слайд 5. В 1791 году Иван Кулибин, гениальный изобретатель, представил свое детище – трехколесный экипаж, который мог передвигаться самостоятельно. Он же сумел поставить первый рекорд скорости для самоходной машины – 16,2 км/ч. Кулибин очень любил свою машину и часто разъезжал на ней по улицам Санкт-Петербурга, вызывая в восхищение у прохожих.

Автомобиль имел подшипники, коробку передач, уникальный маховик и тормозную систему. У машины было всего три колеса. К сожалению, изобретение рассматривалось только в качестве развлечения, и никто так и не решился вложить в него деньги. [2]

Подробнее с шедеврами И. Кулибина вы сможете познакомиться в Приложении № 2. Механик-самоучка Иван Кулибин.

Слайд 6. В 1769-ом году машина с паровыми двигателем была изобретена французским изобретателем Кюньо и называлась «Малая телега Кюньо». Она могла на дороге развить скорость до четырёх с половиной километров в час, однако воды и пара в ней хватало всего на двенадцать минут движения. Чтобы обеспечить машине движение, необходимо было наполнить котёл водой и разжечь под ним костёр, так как собственной топки в ней не было. Инженер выполнял заказ французских военных, а именно – военного министра Этьена Франсуа. Планировалось использовать изобретение Кюньо для транспортировки артиллерийских пушек. При максимальной скорости не более пяти километров в час, она обладала грузоподъёмностью до пяти тонн. Во время проведения испытаний, произошло несколько несчастных случаев, и проект был закрыт. Минусы автомобиля – неэффективная тормозная система, необходимость в частых остановках для разжигания топки, быстрое падение давления в котле.

В девятнадцатом веке, получив широкое распространение, машины с паровым двигателем использовались для перевозки людей. Управляющий ею человек назывался водителем, тот же, кто разжигал паровой котёл, именовался шофёром. Следует отметить, что паровые автомобили усовершенствовались, но оставались для эксплуатации очень неудобными.

Самыми известными автомобилями второй половины девятнадцатого века были «Реверанс» и «Мансель». Их скорость не превышала тридцати пяти километров. Эти машины называют предвестниками первых настоящих автомобилей.

Уже после появления двигателей внутреннего сгорания, энтузиасты и почитатели автомобилей с паровыми двигателями продолжили их использование, произведя ряд усовершенствований. Удалось уменьшить время запуска двигателя до шестидесяти секунд. Известно, что до сороковых годов двадцатого века Европа и США продолжала выпускать автобусы и грузовики с паровыми двигателями, которые отличались малошумностью и плавностью хода.

Изобретателем двигателя внутреннего сгорания считается Э. Ленуар, который в 1860-ом году впервые создал двигатель, в котором топливо сжигалось внутри цилиндра двигателя. Это изобретение сыграло важнейшую роль в автомобилестроении.

Слайд 7. Впервые машина с таким двигателем появилась в 1886-ом году. Её создатель – Г. Даймлер.

Слайд 8. Спустя несколько месяцев мир познакомился с трёхколёсным автомобилем К. Бенца.

Постепенно новые машины стали вытеснять более громоздкие авто с паровыми двигателями. Таким образом, 1886-ой год официально признан годом рождения автомобиля.

Спустя девять лет после изобретения и оформления патента на первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, Г. Даймлер сумел запустить в серийное производство функциональную машину «Даймлер». Карл Бенц тоже же не отставал и начал промышленное производство своего «детища». Так началось массовое производство автомобилей… [3]

Учащиеся составляют схему: Человек – Техносфера – Биосфера – Космос…

Учащиеся высказывают предположения

Запись учащихся: механомобиль – паромобиль - бензомобиль…

ЛУУД: осознание личностного значения изучения темы

ПУУД: умения анализа информации

ПУУД: перевод аудиальной информации в визуальную и обратный перевод

ПУУД: конкретизация

Создание проблемной ситуации, освоение новых знаний и способов действий

При удовлетворении потребности в дыхании, свойственной всем организмам, человечество делает свой вклад в газовую функцию живого вещества. Долгое время состав атмосферы был неизменным: 21% кислорода, 0,03% углекислого газа… Растения с помощью фотосинтеза успешно справлялись с «утилизацией» углекислого газа. Но в течение последних лет состав воздуха Земли сильно изменился. В результате деятельности человека возрастает содержание разнообразных загрязняющих веществ в нижних слоях атмосферы. Оксиды серы, азота, растворяясь в парах воды, превращают атмосферные осадки в кислотные дожди. Самыми активными загрязнителями воздуха являются выбросы промышленности и транспорта.

ХХ век - век автомобиля. В каждой семье мечтали об автомобиле, и хотя он был роскошью по тогдашним временам и ценам, говорили: «Автомобиль – не роскошь, а средство передвижения».

А сейчас, в XXI веке автомобиль стал привычным средством передвижения. И если в к/ф «Бриллиантовая рука» управдом говорит: «Наши люди на такси в булочную не ездят!», то сейчас заядлые автомобилисты скорее откажутся от каких-то других вещей, но только не от автомобиля даже при поездке в булочную.

В 2017 году число автомобилей на планете достигло одного миллиарда!

Технологическое воздействие человека на окружающую среду все увеличивается, баланс природных круговоротов в биосфере оказывается, нарушен, и под угрозой оказались существование и человека, и природы.

Какой будет цель нашего урока?

Давайте поучаствуем в экспресс-анкете «Автомобиль: роскошь или необходимость?»

Поставьте любой знак в ячейке от 1 до 10 баллов в зависимости от того, как вы оцениваете значение данного пункта анкеты для себя.

Слайд 9. Автомобиль – это необходимость A car it is necessity:

Автомобиль необходим в плохих погодных условиях

А сar is the necessity in bad weather conditions;

Перемещения на длинную дистанцию невозможны без автомобиля

Long distance travelling is not possible without a car;

Общественный транспорт перегружен и ходит нерегулярно

Public transport is congested and irregular;

Комфорт автомобиля невозможно обеспечить в общественном транспорте

Comfort which cannot be ensured by public transport;

Статус, который машина придает владельцу

The status that car gives to the owner

Слайд 10. Автомобиль – это роскошь A car it is luxury:

Дороговизна ухода за автомобилем

The high cost of car care;

Автомобильные выбросы ухудшают состояние окружающей среды

Car emissions harm the environment;

Автомобиль с одним человеком в кабине занимает на дороге больше места, чем автобус

A car with one person in the cab takes up more space on the road than a bus;

Экономия времени, которая возникает у человека без автомобиля

Saving time that occurs in a person without a car. [5]

Подсчитаем баллы. Проанализируем результаты анкетирования. Ваши мнения разделились: одни из вас считают, что не следует покупать автомобиль, другие же утверждают, что в современном мире без автомобиля не обойтись… К этому вопросу: «Автомобиль – роскошь или необходимость?» мы еще вернемся в конце урока.

Слайд 11. С момента своего появления автомобиль породил серьезное недоверие у обывателей. Скорость, с которой передвигались первые самобеглые коляски, по нынешним меркам, конечно, не высока, но у современников вызывала если не ужас, то, по крайней мере, оторопь. Противники автомобилей заявляли, что организм человека не способен перенести движение с такой кошмарной быстротой. Перегрузки и рывки, которые возникают при поворотах, разгоне и торможении, приведут к перенапряжению мышц шеи и спины, затруднят дыхание; бьющие в лицо ветер и пыль испортят глаза; мелькающие мимо «будки, бабы, мальчишки, лавки, фонари, дворцы, сады, монастыри, бухарцы, сани, огороды, купцы, лачужки, мужики, бульвары, башни, казаки, аптеки, магазины моды, балконы, львы на воротах и стаи галок на крестах» рассеют внимание водителя, сделав неизбежными аварии. Не стоит забывать и об испуганных грохотом механических экипажей лошадях. Эти смирные и в спокойном состоянии в высшей степени полезные животные, испугавшись, могут наделать немало бед. Да и для зазевавшихся пешеходов авто представляет немалую опасность: при бешеных скоростях 12-15 верст в час, с которыми грохочущие и чадящие монстры несутся по улице, недолго угодить под колеса или зацепиться за торчащие в разные стороны крылья, фары, дверные ручки, радиаторные пробки с фигурками летящих серебряных фей, оленей, ягуаров и прочей живности, украшающими произведения инженерной мысли.

После первых серьезных аварий и гибели нескольких спортсменов-автомобилистов и ни в чем не повинных зрителей проблемой безопасности стали заниматься серьезно, в том числе и на законодательном уровне. Так, в Париже в 1903 году были введены жесткие ограничения скорости (не более 12 км/ч), в том же году французы заставили всех владельцев автомобилей зарегистрировать свои машины в мэрии и повесить на них таблички с номером. Ограничили скорость движения и в других городах, в том числе в Петербурге и Москве. После нескольких несчастных случаев на автомобильных гонках во Франции запретили проведение соревнований в населенных пунктах... [4]

Конечно, вы сможете перечислить меры, помогающие снизить повышенную опасность автомобиля.

Вот как актуально звучит «Обязательное Постановление о порядке движения по городу Москве автоматических экипажей», принятое Московской Городской Думой в 1916 (!) году: «Автоматический экипаж должен быть сделан надежно и так сконструирован, оборудован и выполнен, чтобы опасность пожара, взрыва, а также неудобство для людей и животных от шума, дыма, пара и удушливого запаха не могли иметь места…»

Слайд 12. Кроме реальной опасности для жизни автомобиль участвует в обострении сразу нескольких глобальных экологических проблем:

Загрязнение атмосферы;

Парниковый эффект;

Фотохимический туман – смог;

Кислотные дожди;

Утилизация старых автопокрышек;

Утилизация старых автомобилей;

Шумовое загрязнение…

Химические реакции, которые происходят в воздухе, приводят к возникновению дымчатых туманов с частицами пыли, выхлопными газами, дымом, копотью. Эта удушливая смесь влажного воздуха называется смогом (от англ. «smoke» - дым, курить, дымить, коптить), или фотохимическим туманом. В состав основных компонентов этой смеси газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.

Автомобильные выхлопные газы и загрязняющие выбросы предприятий в условиях инверсии температуры вступают в химическую реакцию с солнечным излучением, образуя озон. [6]

Автомобильные двигатели внутреннего сгорания – вот главный источник смога. В выхлопах автомобилей содержатся оксиды азота и углерода, озон, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

Слайд 13. Количество выбрасываемых загрязнителей и доля их в выхлопах автомобиля зависят от режима работы двигателя.

Проанализируйте данные графики. Каких веществ выделяется автомобилем больше во время стояния «в пробке»? во время быстрой езды? при торможении у светофора?

Весь этот «букет» в сырую погоду висит в воздухе в виде аэрозоля, снижая видимость автомобилисту и заставляя кашлять и задыхаться пешехода.

ПАУ и озон – сильные окислители, пагубно влияют на городскую растительность, ингибируя многие ферментативные реакции в организмах растений.

Оксиды азота и углерода тоже отрицательно влияют на живые организмы – под их воздействием обесцвечиваются листья, увядают цветы, прекращается плодоношение и рост. Такое действие объясняется образованием кислот при растворении оксидов в межклеточной и внутриклеточной жидкостях.

Фотохимический смог может вызвать поражение дыхательных путей, рвоту, раздражение слизистой оболочки глаз и общую вялость. В ряде случаев в фотохимическом смоге могут присутствовать соединения азота, которые повышают вероятность возникновения раковых заболеваний. [7]

Слайд 14. Химические вещества, которые содержатся в выхлопных газах, обладают подчас значительным временем «жизни» в атмосферном воздухе, поэтому процесс самоочищения последнего от различных ингредиентов может колебаться от 1 часа до нескольких тысяч лет.

Проанализируйте таблицу «Время «жизни» компонентов выхлопных газов ДВС при взаимодействии с атмосферными составляющими до разложения 60% исходного количества примеси (по данным ЕРА, США)». Назовите загрязнители – «долгожители».

Фотохимический смог, в возникновении которого вносят вклад компоненты выхлопных газов автотранспорта, инициируемый солнечным светом, представляет собой желтовато-коричневатую дымку над городами, уменьшающую видимость, с наличием химических веществ, которые вызывают раздражение дыхательных путей и слезоточивость. Указанный цвет объясняется присутствием диоксида азота NO2 , а раздражение вызывают озон, алифатические альдегиды и органические нитраты.

Появление фотохимического смога инициируется сочетанием следующих факторов:

солнечный свет;

оксиды азота NOx;

углеводороды;

температура выше 18ºC.

При этих значениях реакции происходят достаточно быстро для устойчивого формирования вредных веществ.

Известно, что ранним утром уровень загрязнения низкий. Концентрация NO и несгоревших углеводородов возрастает, когда люди отправляются на работу в автомашинах. С восходом солнца в утренние часы и увеличением интенсивности излучения, NO превращается в NO2 и, соответственно, возрастает содержание озона и альдегидов. Последние достигают максимума в полдень, при наибольшей солнечной активности. Надо отметить, что концентрация NOx падает после 10 часов утра и не возрастает снова во время вечернего транспортного пика.

Выбросы автомобилей служат причиной увеличения концентрации NO, которая затем окисляется в NO2 . Диоксид азота фотолизуется на солнечном свете, и эта реакция протекает тем быстрее, чем выше интенсивность фотонов. Происходит накопление «приземного» (в противоположность атмосферному) озона и его фотолиз ведет к формированию ОН-. Выбросы автомашин также поставляют органические вещества (субстраты) реакций с OH-; промежуточные и побочные продукты окисления этих веществ – такие, как альдегиды и органические нитриты, - являются компонентами смога, вызывающими раздражение слизистых оболочек. Многие из этих реакций зависят от температуры и поэтому в жаркое время года смог проявляется гораздо заметнее.

Слайд 15. Впервые фотохимический смог зафиксирован в г. Лос-Анжелесе (штат Калифорния, США), обладающем своеобразным климатом. В городе с огромным числом автомобилей весьма часты температурные инверсии – до 260 дней в году. Инверсионный слой располагается на небольшой высоте, а интенсивность солнечной радиации в этом месте достаточно велика, поэтому явно выраженный фотохимический туман наблюдается здесь более 60 дней в году.

Все четыре условия фотохимического смога должны проявиться одновременно, поэтому место и время возникновения этого явления могут быть предсказаны. Так как именно автотранспорт поставляет NOx и углеводороды, поэтому фотохимический смог – явление, характерное для больших, насыщенных автомобилями городов, особенно расположенных в низких широтах и в котлованах. Таковыми являются Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Детройт, Токио, Милан, Москва и др. [8]

Слайд 16. Азотная, азотистая, серная, сернистая, угольная кислоты, образующиеся в ходе реакций оксидов азота, серы, углерода с водой являются причиной кислотных дождей. Кислая среда неблагоприятна для всего живого: развивается суховершинность деревьев, некрозы листьев, гниение корней. Закисление водоемов приводит к гибели планктона. Страдают люди с заболеваниями дыхательной системы.

Следующая глобальная проблема – утилизация старых автомобильных покрышек.

Слайд 17. В России ежегодно образуется 1 млн. тонн отработанных автомобильных шин, из них на переработку поступает менее 10%. Остальные 90% отправляются прямиком на свалки.

На санкционированных и нелегальных свалках нашей страны скопилось уже около 90 млрд. тонн использованных покрышек. В Москве, где годовой прирост этих отходов составляет 9,5 млн. тонн, через три-четыре года будет некуда складировать отслужившие шины. Примерно такая же ситуация и в Петербурге.

Наладить полноценную систему рециклинга покрышек в России мешает отсутствие соответствующих законов. В других странах (США, Китае, Бразилии, государствах ЕС и т. д.) перерабатывается до 96% использованных шин. Лишь незначительная часть из них сжигается. В основном измельченные покрышки идут на строительство дорог и дорожных сооружений, а также детских площадок. «Резиновый» асфальт почти втрое более износостойкий, чем традиционный и обладает лучшими потребительскими характеристиками (менее скользкий в дождливую погоду, не так плавится в жару, как обычный, снижает уровень шума от дороги и т. д.).

В России законопроекты, которые должны повысить процент переработки шин, еще только готовятся. [9]

Слайд 18. Куда сдать старые колеса? И почему старые шины требуется обязательно утилизировать, а не просто выбрасывать?

Слайд 19. Полураспад резины составляет 100 лет (не подвержена полному биологическому разложению). При этом в процессе разложения в почву попадает огромное количество токсичных вредных веществ. При попадании в почву или в водоём загрязняющие вещества наносят непоправимый ущерб окружающей среде.

Брошенная шина - это благоприятная среда для распространения вредоносных бактерий и грызунов - переносчиков инфекционных заболеваний. Известно немало случаев, когда свалка шин являлась источником эпидемии в городах.

Слайд 20. Огнеопасность покрышки. В процессе горения в атмосферу выделяются токсичные вещества удушающего характера. При сжигании покрышек в атмосферу попадает более 250 кг сажи и более 400 кг токсичных газов с каждой тонны. Ядовитые летучие вещества, образующие при сгорании, являются канцерогенами и влияют на дыхательные пути человека (особенно людей пожилого возраста и детей). Если свалка шин загорелась, то потушить ее будет очень не просто, потому что температура горения шины равна температуре горения каменного угля.

Переработка изношенных шин также освобождает значительные площади земли, занимаемые свалками, что в свою очередь позволяет использовать землю по назначению. [10]

Мы с вами рассмотрели лишь часть глобальных экологических проблем, связанных с автомобилем.

- Изучить материал о роли автомобиля в жизни человека и влиянии его на природу…

Учащиеся передают по цепочки листы с вопросами, ставят баллы

Учащиеся называют: ремни безопасности, подушки безопасности, специальные автокресла для детей и др.

Учащиеся отмечают в таблице «ГЭП» определенным знаком или с помощью формул веществ влияние автомобиля на проявление некоторых экологических проблем

- В пробке, на перекрестке в выхлопах больше СН4…

- При быстрой езде больше образуется угарного газа, оксидов азота…

Учащиеся работают с Приложением № 3.

РУУД: целеполагание

ЛУУД: осознание личностного значения изучения темы

ЛУУД: составление оценочных суждений

ПУУД: умения анализа информации

ПУУД: установление причинно-следственных связей

ПУУД: перевод аудиальной информации в визуальную и обратный перевод

ПУУД: обобщение и формулирование выводов

КУУД: умения публичного мини-выступления

ПУУД: умения анализа информации

КУУД: умения публичного мини-выступления

ПУУД: конкретизация

ПУУД: установление причинно-следственных связей

Формирование умений и навыков, способов мышления и деятельности посредством применения знаний, полученных в результате разрешения проблемы

Слайд 21. Open your books on page 72 Should Cars be banned from City Centres?

1. Find the problem in the text

2. «For» -arguments

3. «Against» –arguments

4. Make your own decision

Надеемся, что ваше мнение о пользе и вреде автомобиля стало за время урока более обоснованным. Выскажите его!

Слайд 22. Прочтите высказывания на плакате. Что характеризует современный этап развития планеты Земля? Биосфера или техносфера?

Слайд 23. Человечество не в силах отменить технический прогресс, но оно вправе задуматься: «Что будет ЗАВТРА?»

Учащиеся аргументируют свой выбор

Учащиеся работают с Приложением № 4.

/data/files/i1519741702.docx (Приложения для учащихся к уроку "Роскошь или необходимость?")/data/files/k1519741822.pptx (Презентация к уроку "Роскошь или необходимость?")/data/files/k1519741822.pptx (Презентация к уроку "Роскошь или необходимость?")РУУД: рефлексия

РУУД: самооценивание

ЛУУД: осознание личностного значения изучения темы

Д/з: Найдите дополнительный материал об автомобилях будущего.

Напишите эссе «Автомобиль: За и Против…»

ЛУУД: составление оценочных суждений