Ткаченко Алла Евгеньевна

Методическая разработка интегрированного урока химии в 8 классе «Нефтяная чума»

Материал опубликован 2 February 2019

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Предметно-языковая школа «Дуплекс» г. Перми

«Нефтяная чума»

методическая разработка интегрированного урока

(биология, химия, экология)

7 класс

Ткаченко Алла Евгеньевна

учитель химии

г. Пермь 2017г.

Пояснительная записка

«С каждым годом экологическая ситуация в мире ухудшается. Кто-то считает это неизбежностью, кто-то пытается бороться за состояние окружающей среды, но факт остается фактом. Дело тут даже не в том, что человечество загрязняет атмосферу посредством выхлопных газов от автомобилей или выбросов с заводов и фабрик, глобальные экологические катастрофы стали регулярными».

Типичный тому пример связан с добычей нефти, ее транспортировкой, переработкой и использованием. Оборудование устарело, кто-то где-то недосмотрел, не соблюдены меры безопасности – и вот уже произошло беспрецедентное по масштабам экологическое бедствие - разлив нефти в Мексиканском заливе (20 апреля 2010 г.)! Произошедшая катастрофа имеет долговременный эффект, и ее новые последствия будут проявляться еще многие годы.

Разлив нефти – действительно одна из самых страшных экологических катастроф. «Тысячи миль, не подлежащих восстановлению заболоченных участков и пляжей, прекращение рыболовства на несколько сезонов, гибель наиболее уязвимых видов животных и отраслевой экономический упадок на десятилетия – все это последствия, к которым могут привести катастрофы такого характера».

Чтобы снизить неблагоприятное воздействие нефтедобычи на окружающую среду в данной отрасли надо придерживаться высоких экологических стандартов деятельности. «Для предотвращения аварий в компаниях внедряются новые стандарты деятельности, учитывающие прошлый негативный опыт, культивируется культура безопасного ведения работ. Разрабатываются технические и технологические средства, предотвращающие риск возникновения аварийных ситуаций». Ученые разрабатывают новые методы борьбы с загрязнением. Такие как, применение специальных реагентов-диспергентов, которые позволяют ускорить сбор разлившейся нефти с поверхности воды или искусственное выведение бактерий-деструкторов. Они, при распылении на нефтяное пятно, способны в короткие сроки переработать нефть, превращая ее в более безопасные продукты.

Экологическое воспитание представляет собой целенаправленное воздействие на духовное развитие ребенка, формирование у него определенных ценностных установок в плане нравственного отношения к окружающей среде. Но к сожалению, базисный учебный план 2004 года не предусматривает выделения учебных часов на ведение отдельного предмета «Экология», поэтому проблема экологического воспитания частично решается за счет введения экологической составляющей в теоретические и практические занятия по биологии и химии в средних и старших классах общеобразовательных школ.

На уроках в группе «Эколог» добавляются элементы экологических знаний и часть времени отводится на решение биологических задач с экологическим содержанием. При рассмотрении темы «Природные сообщества», разбираются региональные экологические проблемы, их влияние на биологическое разнообразие растений и животных, возможные пути решения этих проблем, в том числе и роль школьников в этом процессе.

Т.е. необходимо внедрять в содержание уроков биологии и химии аспекты экологизации, что повлияет на расширение информации краеведческого, природоохранного направления, вопросов экологии человека, сохранения здоровья, и что поспособствует формированию экологического сознания учеников.

Урок «Нефтяная чума»

Тип урока: межпредметный интегрированный

Форма урока: комбинированный

Цель: Формирование целостного представления о глобальной проблеме экологии – загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами, причинах ее возникновения, последствиях, возможных путях ее решения.

Задачи урока

Обучающая: 1) Систематизировать информацию по экологической проблеме, определить причинно – следственные связи и найти оптимальные пути решения экологической проблемы. 2) Прививать обучающимся навыки работы с методами, необходимыми для исследований - наблюдением, экспериментом, моделированием.

Развивающая: Формировать умение обучающихся устанавливать причинно – следственные связи, обобщать, делать выводы.

Воспитательная: Ориентировать обучающихся на разумную, экологически обоснованную деятельность, способствующую рациональному использованию и охране окружающей природной среды, воспитывать коммуникативную культуру через работу в группе, формировать активную жизненную позицию.

Методы обучения:

- словесный (смысловое чтение, беседа, дискуссия)

- наглядный (демонстрация видеофрагмента, слайдов)

- практический (составление модели искусственного водоема, разлив нефти на его поверхности, проведение экспериментов по удалению нефтяного пятна)

Формы учебной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Оборудование и материалы: проектор; видеофрагмент «Разлив нефти в Нефтеюганске – 2015 г.»; презентация по теме «Нефтяная чума»; тексты № 1, № 2 для смыслового чтения «Нефтяная чума»; набор хим. посуды и реактивов для проведения лабораторной работы.

Список интернет источников, использованных при составлении рабочего плана урока:

Исследовательский проект / http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2016/01/08/issledovatelskaya-rabota-razliv-nefti-kak

Очистка воды от нефти /http://www.o8ode.ru/article/answer/clean/o4ictka_vody_ot_nefti.htm

Реферат: Проблемы загрязнения нефтью / http://www.ronl.ru/referaty/ekologiya/365832/

Экологические катастрофы России / https://ecoportal.info/ekologicheskie-katastrofy-rossii/

Экологические последствия эры нефти / http://vseonefti.ru/upstream/ekologicheskie-posledstviya-dobychi-nefti.html

Видеофрагмент «Нефтеюганск... разлив нефти...» / https://www.youtube.com/watch?v =SvBTR4S0cuU

Ход урока:

Этап урока	Содержание деятельности учителя	Содержание деятельности учащихся
I. Организа-ционный момент. Актуализа-ция знаний.	Вступительное слово учителя: Изучая тему «Водоросли», вы рассматривали вопрос о среде их обитания. Это пресная или морская вода. Вопросы: Какая экологическая проблема, связанная с природными водами, в наше время становится все более значимой и актуальной? Почему? Какие организмы могут пострадать от возникшей экологической «катастрофы»? Показ видеофрагмента «Разлив нефти в Нефтеюганске в 2015 г.» (https://www.youtube.com/watch?v=SvBTR4S0cuU) Вопросы: Теперь, посмотрите, что находится на ваших столах? С какой целью поставлены данные приборы? Что сегодня мы будем изучать? (на партах выставлена хим. посуда, хим. реактивы (нефть и вода), адсорбирующие материалы).	Просмотр видеофрагмента и его обсуждение. Ответ: Это загрязнение нефтью и нефтепродуктами не только водного пространства, но и участков суши. Ответ: Будет проводиться лабораторная работа, связанная с изучением физических свойств нефти и способами очистки воды от ее разливов.
II. Изучение нового мате-риала. III. Учебные действия по работе с текстом.	Учитель: Нефть – ценнейшее сырье, без использования которого невозможна современная цивилизация. (Презентация: слайд № 2, 3) Вопрос: Опишите, какими физическими свойствами обладает нефть? Что происходит, когда нефть смешивается с водой? Проведите лабораторные опыты по выданной инструкции (см. Приложение № 2). Учитель: Но нефть не только «черное золото», как принято ее называть, но и «черная смерть», о чем, к сожалению, известно не каждому. Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Прошу вас разделиться на две группы (вариант I и вариант II) и ознакомиться с текстом «Нефтяная чума» для первой или второй группы и ответить на вопросы: 1.Почему текст так называется? 2.Каковы причины попадания нефти в природные воды или на участки суши? 3.Какие организмы пострадали в период экологических катастроф? Во время обсуждения информации из прочитанного текста идет демонстрация слайдов. (Презентация: слайд № 4, 5, 6) Учитель: Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять не только на физико-химические и гидробиологические условия в океане, но и на баланс кислорода в атмосфере. Из вышесказанного становится понятно, что перед человечеством остро становится проблема очистки водных ресурсов от нефтепродуктов. На данный момент существует несколько способов, которыми пользуются при разливе нефтепродуктов и загрязнении водоемов нефтью. Возникает вопрос, какой же из них более эффективен и безопасен? Учитель: Давайте сегодня на уроке побываем в роли исследователей - экологов и предложим способы спасения Земли от разлитых нефтяных пятен на поверхности воды и песчаного побережья.	Обсуждение. Проведение лабораторных опытов № 1, 2. Обсуждение. Работа с текстом (смысловое чтение). Обсуждение. Ожидаемый ответ: Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т. нефти. Некоторое ее количество поступает в результате естественного просачивания со дна океана, но сколько именно определить сложно. А вот львиная доля - из источников на суше (нефтеперерабатывающие заводы, нефтезаправочные станции). Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей.
IV. Учебные действия по реализации профильной пробы.	Учитель предлагает учащимся разделиться на мини-группы (по 2 или 4 человека). Каждая группа проводит лабораторный опыт «Очистка воды от нефтяного пятна» одним из способов, приведенном в таблице («Способы очистки воды при разливе нефти в реальных ситуациях и подобные способы для моделирования ситуации в условиях профильной пробы» см. Приложение № 3). При этом учащиеся должны ориентироваться на приготовленные для каждой группы свои (отличительные от других групп) адсорбирующие материалы. Например: Группа № 1 – собирает разлитое на воде нефтяное пятно с помощью пластмассовой ложки. Группа № 2 – с помощью порошкообразного активированного угля. Группа № 3 – с помощью медицинского «Полисорба». Группа № 4 – с помощью полипропиленовых гранул. Группа № 5 – с помощью древесных опилок. Группа № 6 – с помощью измельченного торфа. Группа № 7 – с помощью прямоугольной рамки из пенопласта. Группа № 8 – с помощью полосок из поролоновой губки. Вопросы: Расскажите, что получилось, какие вы испытывали затруднения, подходит ли ваш способ для реальных ситуаций?	Работа в мини-группах (парах): проведение лабораторного опыта № 3 или 4. Устный отчет о проведенных исследованиях перед учащимися всего класса. Ожидаемый ответ: справиться с загрязнениями из нефтяных пятен достаточно сложно. В этом можно убедиться на опытах, проведенных на текущем уроке. Не смотря на то, что масштаб экспериментов кажется мизерным в сравнение с площадями, загрязняемыми нефтью в природе, в полной мере осознается насколько велико и сложно в своем устранении это экологическое бедствие. Ожидаемый ответ: очистка берега может нанести экосистеме больший вред, чем сама нефть.
V. Рефлексия	Вопросы: К каким выводам вы пришли в результате работы на уроке? Чему научились новому? Предполагаемый вывод: Нефть – ценнейшее сырье, без использования которого невозможна современная цивилизация. Однако, процессы добычи, транспортировки, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов очень часто становятся источниками загрязнения окружающей среды, которые приобретают масштабы экологических катастроф. Конечно, нефть попадает в Мировой океан не только в результате аварийных разливов. Естественные ее выходы существуют во многих районах морей и океанов через разломы в земной коре. Но по существующим разломам нефть, как правило, просачивается постепенно в небольших объемах. Вокруг таких выходов нефти даже образуется своя экосистема. «Опасность техногенных разливов в том, что они происходят в короткое время в значительных объемах. Они нарушают сложившуюся экосистему и ведут к массовой гибели морских обитателей». Люди пытаются минимизировать последствия подобных загрязнений. Однако справиться с ними достаточно сложно. В этом можно убедиться на опытах, проведенных в условиях профильной пробы. Не смотря на то, что масштаб этих экспериментов кажется мизерным в сравнение с площадями, загрязняемыми нефтью в природе, в полной мере осознается насколько велико и сложно в своем устранении это экологическое бедствие.	Ребята оценивают полноту полученных знаний, проводят самооценку своей работы.
VI. Домашнее задание	Учитель предлагает учащимися написать синквейн, используя слово «нефть».	Записывают домашнее задание.

Приложение № 1 - текст «смысловое чтение» для учащихся I группы «Нефтяная чума»

«Нефтяная чума» появилась не сегодня и не внезапно. Источников поступления нефти в моря и океаны много: это сброс очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками. В настоящее время из каждых 10 добываемых в море тонн нефти 7-8 тонн доставляется к местам потребления морским транспортом. Почти каждый год случаются крупные катастрофы. Например:

В 1967 году произошла авария супертанкера «Тори Каньон» у берегов Западной Европы. В море попало 120 тыс. тонн нефти. Огромное нефтяное пятно обезобразило прибрежные воды и берега Франции и Англии. Погибло 50 тыс. водоплавающих птиц, т.е. 90% морских птиц этих районов.

В 1978 году танкер «Amoco Cadiz» сель на мель неподалеку от побережья Бретани (Франция). Из-за штормовой погоды спасательную операцию провести было невозможно. В воду вылилось 223 тыс. тонны нефти, образовав пятно размером в две тысячи квадратных километров. Подсчитано, что погибли 20 тыс. птиц. В спасательных работах принимали участие более 7 тыс. человек. По мнению некоторых ученых, экологическое равновесие в этом регионе не восстановилось до сих пор.

В 1990 году Ирак захватил Кувейт. Войска антииракской коалиции, образованной 32 государствами, разбили иракскую армию и освободили Кувейт. Однако, готовясь к обороне, иракцы открыли задвижки на нефтяных терминалах и опорожнили несколько нагруженных нефтью танкеров. Этот шаг был предпринят для того, чтобы затруднить высадку десанта. До 1.5 млн. тонн нефти вылилось в Персидский залив. Так как шли боевые действия, с последствиями катастрофы некоторое время никто не боролся. Нефть покрыла примерно 1 тыс. кв. км. поверхности залива и загрязнила около 600 км. побережий. Для того, чтобы предотвратить дальнейший разлив нефти, авиация США разбомбила несколько кувейтских нефтепроводов.

В 2006 году потерпел аварию танкер на Филиппинах. Тогда оказались загрязнены 300 км побережья в двух провинциях страны, 500 гектаров мангровых лесов и 60 га плантаций водорослей. Пострадал и морской резерват Таклонг, на территории которого обитали 29 видов кораллов и 144 вида рыб. В результате разлива мазута пострадали около 3 тысяч филиппинских семей. Местные рыбаки, которые раньше за день могли выловить до 40-50 кг рыбы, сейчас с трудом ловят до 10 кг. Для этого им приходится уходить далеко от мест распространения загрязнений. Но даже эту рыбу невозможно продать.

В 2007 году шторм в Керченском проливе стал причиной беспрецедентного чрезвычайного происшествия в Азовском и Черном морях - за один день затонули четыре судна, еще шесть сели на мель, получили повреждения два танкера. Из разломившегося танкера "Волгонефть-139" в море вылилось более 2 тысяч тонн мазута, на затонувших сухогрузах находилось около 7 тысяч тонн серы. Росприроднадзор оценил экологический ущерб, причиненный в результате крушения нескольких судов в Керченском проливе, в 6,5 миллиарда рублей. Ущерб только от гибели птицы и рыбы в Керченском проливе оценивался приблизительно в 4 миллиарда рублей.

В 2010 году на платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе произошел взрыв, из-за которого возник сильный пожар и нефть в море стала выливаться ежедневно в течение трех с половиной месяцев. Устранение последствий этой аварии было сопряжено с целым рядом сложностей, учитывая большую глубину очага утечки и условную бесконечность (относительно танкера) потока вытекающей из скважины нефти. СМИ окрестили эту катастрофу "нефтяным чернобылем". В результате в водах Мексиканского залива оказалось более 670 000 тонн нефти. Таким образом, самый крупный разлив нефти был впервые в истории связан не с нефтеналивными танкерами, а с морской платформой.

Если перечислять все происходившие за последние годы аварии судов, получится громадный список.

Вопросы:

1.Почему текст так называется «Нефтяная чума»?

2.Каковы причины попадания нефти в природные воды или на участки суши?

3.Какие организмы пострадали в период экологических катастроф?

Приложение № 2 - текст «смысловое чтение» для учащихся II группы

СПРАВКА из Большой Советской Энциклопедии

«Чума - острое инфекционное заболевание человека и животных; относится к карантинным болезням. Возбудитель - чумный микроб, открытый в 1894 французским учёным А. Йерсеном (1863-1943) и японским учёным С. Китазато (1852-1931), - яйцевидная, биполярно окрашенная палочка; хорошо растет на обычных питательных средах, чувствителен к воздействию физических и химических факторов и обычным дезинфицирующим средствам; при температуре 100 градусов погибает в течение 1 мин.»

«Нефтяная чума»

В настоящее время нефть – самое распространенное вещество, загрязняющее природные воды. Только в Мировой океан ежегодно поступает 11-16 млн. тонн нефти. Примерно 20% нефти находится в виде пленки на поверхности, 40% в виде эмульсии и 40% оседает на дно. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега.

Нефтяная пленка уменьшает проникновение света в водоем, препятствует протеканию процесса фотосинтеза, нарушается проникновение кислорода в водоем, что ведет к гибели живых организмов. Так всего 1 литр попавшей в воду нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. литров морской воды. При дрейфе нефтяного пятна загрязняются все новые порции воды.

1 тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Личинкам некоторых морских рыб необходимо сделать первый глоток воздуха. Нефтяная пленка не позволяет этого сделать, и они гибнут.

Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое воды. Опасность встречи с нефтью здесь особенно велика. На 1 гектаре морской поверхности может погибнуть более 100 миллионов рыбок, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 литр нефти.

Некоторые составные части нефти несут гибель морским беспозвоночным и Ракообразным животным. Моллюски, например, накапливают канцерогенные вещества, извлекаемые ими из нефти. Опасность таких накоплений не только в изменении вкуса морских и речных организмов, но, что более значимо, в канцерогенных свойствах соединений!

Глобальная экологическая опасность нефтяных загрязнений в том, что они препятствуют контакту и взаимодействию системы Мировой океан – атмосфера, нарушая тем самым физико-химические и биологические процессы в водной среде, процессы теплообмена океана с атмосферой, так как Мировой океан регулирует обмен веществ и энергии на всей планете. Это ведет к неконтролируемым изменениям климата Земли, нарушению баланса кислорода в атмосфере.

Трудно перечислить все беды, которые причиняет «нефтяная чума» океану.

Вопросы:

1.Почему текст так называется «Нефтяная чума»?

2.Каковы причины попадания нефти в природные воды или на участки суши?

3.Какие организмы пострадали в период экологических катастроф?

. Приложение № 3. Лабораторная работа (работа в парах)

Опыт 1. Изучение физических свойств нефти.

Возьмите пробирку с нефтью; рассмотрите: агрегатное состояние, степень вязкости, цвет; проверьте наличие запаха.

Опыт 2. Образование нефтяной пленки.

В чашу (стакан) с водой добавьте 1мл нефти. Расскажите, что наблюдаете? Сделайте выводы о физических свойствах нефти.

Опыт 3. Удаление нефтяного пятна с поверхности воды.

Предложите способ очистки водоема от нефтяной пленки, полученной из опыта №2. Проведите эксперимент ее по удалению с помощью предложенного адсорбирующего вещества. Расскажите, что получилось, какие вы испытывали затруднения, подходит ли ваш способ для реальных ситуаций?

Опыт 4. Очистки береговой песчаной линии от нефти.

Смешайте песок с нефтью, и попробуйте его очистить. Сделайте вывод о степени сложности данной работы.

Таблица «Способы очистки воды при разливе нефти в реальных ситуациях и подобные способы для моделирования ситуации в условиях профильной пробы»

Очистка воды при разливе нефти в реальных ситуациях	Очистка воды от нефти в условиях профильной пробы
Механический – нефть удаляется из воды путем её отстаивания и фильтрации с последующим её улавливанием специальными устройствами	1. Улавливание нефти ложкой. 2. Фильтрация.
Химический – в воду добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с нефтью и осаждают её в виде нерастворимых осадков.	3.Добавление в воду моющего средства, расщепляющего жир.
Физико-химический – из воды удаляются тонко дисперсные и растворенные примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества нефти.	4.Распыление порошков активированного угля или медицинского «Полисорба». 5.Засыпка опилками, песком, торфом, гранулами пенопласта, полосками поролоновой губки.
Биологический – использование специальных микроорганизмов, питающихся нефтью и разрушающих её.	___________