Вопросы окружающей среды в курсе химии средней школы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Стерлитамакская государственная педагогическая академия

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

ВОПРОСЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В КУРСЕ ХИМИИ

СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Выполнила: студент 4 курса БХ

факультета ПиМНО

Назарова А.Р.

Проверила: канд. хим. наук,

ст. преподаватель

Дехтярь Т.Ф.

Стерлитамак 2007г.

Введение

Современная экология – обширный междисциплинарный научный комплекс.  Наряду с традиционной общей (биологической) экологией, исследующей отношения организмов и условий среды на уровне особей, популяций, биоценозов и экосистем, этот комплекс включает в прикладную экологию (промышленная, городская, сельскохозяйственная, лесная экология и т.д.) и социальную экологию (взаимоотношения природы и общества). Столь широкий круг проблем экологии привел к тому, что в школах Российской Федерации нет специального предмета «Экология» и получил распространение так называемый интегрированный курс вариант экологического образования. При этом варианте практически все предметы составляют единой образовательное экологическое пространство.

Большая роль в экологическом образовании школьников отводится химии, так как в основе любых процессов, протекающих в организме и экосистеме, лежат химические реакции. Тем более важна роль химии при оценке влияния человека на конкретные экосистемы и биосферу в целом. На уроках химии наиболее целесообразно изучать вопросы, связанные с химическим загрязнением окружающей среды, знакомиться с методами мониторинга загрязнения и способами снижения его пагубного влияния на живые организмы, включая человека.

В настоящее время особую актуальность приобретает внедрение в практику обучения таких методов, которые способствовали бы духовному и творческому саморазвитию личности школьника. В этом контексте важна  и проблема создания реальных условий для творческого саморазвития от отдельной личности, так и всего ученического коллектива в целом (класса, кружка, группы).

Очевидно, что с учетом этих тенденций необходимо присмотреть содержание и методическое обеспечение химического образования, т.е. преподавание химии должно быть переориентировано с изучения предмета «химия» как самоцели на развитие представлений о мире и месте человека в нем через интеграцию химических знаний и умений со знаниями смежных наук.

Проблема и взаимосвязь химических знаний с реальными проблемами  окружающего мира могут иметь социальную и прикладную направленность, характер ситуативной задачи. В любом случае перед учителем химии встает довольно сложный вопрос выявления «мостиков» между содержанием школьного курса химии и актуальными проблемами из различных областей окружающей действительности. Например, для решения социально-значимых экологических задач учащимися необходимо не только оперировать достаточно обширными знаниями из нескольких тем курса химии, но и уметь применять их в конкретной ситуации.

Объектом исследования является процесс охраны окружающей среды в курсе химии 9 класса (учебник «Химия», 9 класс». О.С. Габриелян).

Предметом исследования является особенности экологического образования в курсе химии 9 класса, так как основе любых процессов, протекающих в организме и экосистеме лежат химические процессы.

Гипотеза заключается в следующем утверждении: если курс химии IX класса играет существенную роль в образовании и воспитании подрастающего поколения, то в процессе его изучения можно естественным образом сформировать у учащихся знания и умения об охране окружающей среды.

Целью нашей работы является выявление роли химии в охране окружающей среды, в умении оперировать знаниями из курса химии, а также и уметь применять их в конкретной ситуации: приготовление пищи, хранение и использовании веществ в быту.

Из вышесказанной цели вытекают задачи:

1)     Проанализировать литературу по данной теме.

2)     Разработать примерное содержание экологической составляющей в предмете «Химия, 9 класс» и поурочное планирование экологического материала в предмете «Химия, 9 класс».

3)     Разработать урок по химии с элементами экологического образования.

§ 1. Ученые о проблемах охраны природы

При решении задач, связанных с сокра­щением вредного влияния промышлен­ных, сельскохозяйственных и бытовых отхо­дов на окружающую среду, необходимо учи­тывать уже имеющиеся знания в области хи­мии атмосферы, гидросферы и литосферы. Например, Д.И.Менделеев в своем класси­ческом труде «Основы химии» рассматри­вал не только вещества и химические про­цессы, но и их участие в природных процес­сах, влияние на окружающую среду. По словам Д.И.Менделеева, «прошлые мысли и труды уже дали многое, без чего невозмож­но идти вперед в «океан неизвестного», и в то же время прямо дают возможность узна­вать новые части этого неизвестного».

Д.И.Менделеев высказал мнение, что "мера, равновесием определяемая, замеча­ется всюду и требуется во всем" и что для сохранения в природе подвижного равнове­сия "дело наук уловить существование об­щего порядка и причины, его регулирую­щие".

Заслуживают внимания подходы Д.И.Менделеева к решению проблемы за­грязнения окружающей среды промышлен­ными предприятиями. В его трудах содер­жатся объяснения причин и условий образо­вания дыма, анализы его состава и охранные мероприятия по отношению к воздуху. Так, в опубликованных статьях «О происхожде­нии и уничтожении дыма» и «Трубы завод­ские, дымовые» он рассматривает и называ­ет причины образования дыма на химических и металлургических заводах.

Таким образом, еще М.И. Менделеев в своих трудах обозначил следующие направления в решении проблем химии атмосферы: контроль химичексого состояния атмосферы, определение источников загрязнения, создания эффективных методов анализа химических загрязнений.

Д.И. Менделеев изучал воду – один из важнейших факторов окружающей среды: качественный состав, свойства, условия, влияющие на изменение ее состава, и предполагал меры по ликвидации загрязнений гидросферы.

Рассматривая состав воды, Д.И. Менделеев выделял несколько степеней очистки воды от посторонних примесей: дождевая, дистиллированная и химически чистая. Он рассматривал меры по обезвреживанию сточных вод различных предприятий: химических, металлургических, ткацких, угольных копей, по производству бумаги, кож, сахара и других, а также методы очистки природной загрязненности.

Изучая производство, Д.И.Менделеев рассматривал его как компонент, образую­щий вместе с природной средой единую, цельную систему. По его мнению, требова­ния к производственным процессам и к на­уке, способствующей их совершенствова­нию, подсказываются самой природой, про­исходящим в ней биогеохимическим круго­воротом веществ. В своих работах о стеколь­ном производстве на примере воды и возду­ха, наиболее распространенных на земной поверхности, он показывал, что их количе­ство на Земле не уменьшается, несмотря на большое потребление техническими произ­водствами, растениями и животными. При­чина этого состоит в том, что «истребляемая вода или изменяемый воздух снова, посред­ством образовательных сил природы, обра­зуются и пополняют убыль». «Так и все про­изводства и явления, основанные на упо­треблении тех же общераспространенных веществ», делает вывод Д.И.Менделеев. От­личие состоит лишь в том, что круговорот используемых человеком веществ несколь­ко растянут во времени.

Д.И. Менделеев предлагал несколько идей по охране природы:

1. Использование «повсюдных веществ»: песок, глину, известь  и делает вывод, что «наука и промышленность должны стремиться к тому, чтобы извлечь всевозможную пользу из повсюдных веществ, должны научиться превращать одну форму глины во все остальные, один вид известняка или кремнезема – в любой другой вид».

Кроме того, стоит задача научиться из неорганических веществ, широко распространенных в природе, получать органические, видоизменять из, превращать в новые, а затем снова производить те вещества, от которых они произошли.

2. Сокращение потерь в производственном процессе.

Важным требованием к любому производственному процессу Д.И.Менделеев счи­тал сокращение потерь используемых материалов, что имеет значение не только с точки зрения получения продукта необходимо-              го качества, экономии сырья, но и для предотвращения загрязнения окружающей среды (прямого или косвенного).

3. Выбор горючего материала. Д.И. Менделеев отмечал, что большое влияние на производственный процесс и загрязнение окружающей среды оказывает горючие материалы. Например, главным горючим для производства стекла, он называет дерево, так как «оно мало дымит, оттого от пламени выделяется мало копоти, портящей стекло, притом оно прямо горит пламенем, что и требуется для нагревания стекловаренных горшков».

4. Переработка остатков (отход) производства.

М.И. Менделеев придавал большое значение переработке остатков (отбросов) производства. Он обращал внимание на то, что в результате утилизации отбросов производства превращение бесполезного материала в ценные по свойствам товары и считал это важнейшим завоеванием техники.

Высказанные Д.И. Менделеевым идеи в области охраны природы не потеряли своего значения и в наше время.

Планетарный, или глобальный, масштаб носимых человеком изменений в природные условия на Земле, предсказанный еще в начале XX века В.И. Вернадским, уже стал реальностью.  «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» [2, C. 198]

Еще в прошлом веке (1935) русский ученый А.П. Виноградов показал, что химический состав организмов есть отражение химического состава внешней среды. Он установил, что количественное содержание тех или иных химических элементов находится в обратной пропорциональной зависимости от их относительных атомных масс: увеличение последнего параметра влечет за собой снижение содержания элемента (по массе) в организме и соответственно доли участия в обмене веществ.

Из современных ученых этой проблемой занимаются Л.В. Чупанова, Л.Г. Наумова, Б.М. Миркин., Назаренко В.М. В своей статье «Об экологической составляющей химического производства они указывают на то, что «большая роль в экологическом образовании школьников отводится химии, так в основе любых процессе, протекающих в организме и экосистеме, лежат химические реакции».

Назаренко В.М. – доктор педагогических наук, область ее научных интересов – экологическое образование и методика обучения химии. В своей статье «Экологическая компонента в школьном курсе химии она указывает на то, что «экологическое знание должно иметь практическую направленность и социальную значимость. На конкретных примерах можно показать использование результатов познания мира веществ и их превращений для организации целенаправленного и рационального природопользования в интересах общества, человека и самой природы… Экологическая составляющая курса химии затрагивает не только теоретический материал, но также и химический эксперимент, расчетные и экспериментальные задачи, игры, экскурсии, наблюдения природы и краеведческую работу».

§ 2.Об экологической составляющей химического образования

Экологическое образование – стратегическое направление в развитии средней образовательной школы. Цели экологического образования для всех ее этапов включает следующее

Начальное образование: формирование основных представлений о взаимосвязи человека с природой и ценностных установок по отношению к явлениям и процесса, происходящим в биосфере.

Основная школа: формирование экологической культуры, здорового образа жизни, приобретение навыков экологически целесообразной деятельности на основе понимания целостности человека и его единства во всеми формами жизни на Земле; понимание системной структуры природной среды и опасности потери биосферой жизнепригодных качеств.

Полная средняя школа: формирование нравственной и экологической ответственности как черты личности на основе понимания сущности жизни и экологических проблем локального, регионального и глобального уровня, предпосылок и путей их решения, создание условий перехода к устойчивому развитию.

Экологические знания и умения нуждаются в реальном закреплении экологической практикой, настало время включить ее в учебно-воспитательный процесс.

Учитель химии может профессионально обсуждать с учащимися новые малоотходные технологии производства и методы очистки жидких стоков и газовых выбросов, а также проблему утилизации твердых отходов. На уроках химии надо рассматривать биосферные круговороты веществ и последствия влияния на них человека (усиление парникового эффекта, разрушение озонового экрана, трансграничный перенос загрязняющих веществ и кислотные дожди), химизацию сельского хозяйства, проблемы энергетики с использованием углеродистых энергоносителей и водорода.

Некоторые из перечисленных вопросов изучаются и в курсах других  предметов, входящих в образовательное экологическое пространство, – биологии, географии, физики. Однако эти неизбежные элементы дублирования материала даже полезны, так как позволяют учащимся взглянуть на одну и ту же проблему с разных сторон.