ВОДА
в природе и жизни человека

Аналитический семинар • 8 класс

…Все хорошо в природе,
но вода – красота всей природы!

С.Т.Аксаков

Методы урока. Групповые технологии, межгрупповая работа (по И.Б.Первину) с элементами коллективного способа обучения.

Тип урока. Обобщение и систематизация знаний с элементами новых знаний.

Форма урока. Аналитический семинар.

Место урока в программной теме «Вода. Растворы. Основания». Урок № 1.

Цели. Обобщить, проанализировать и расширить знания учащихся о воде, ее роли в живой и неживой природе, в жизни человека, о необходимости бережного отношения к водным ресурсам, о роли каждого человека в решении экологических и экономических проблем гидросферы; сориентировать учащихся на применение новых знаний в системе мультидисциплинарных понятий.

Девиз урока. Вода – это жизнь!

СТРУКТУРА УРОКА

1. Познавательная цель. Эмоциональное погружение в тему.

2. Аналитическая работа в семи группах.

• Изучение учебной и научно-популярной литературы.

• Работа с наглядным материалом (географический атлас для 9-го класса, физические карты мира и России, таблица растворимости веществ в воде, плакаты «Круговорот воды в природе», «Схема очистки речной воды», «Схема водоочистительной станции»).

• Анализ диаграмм «Содержание воды в организме человека», «Доля различных типов электростанций в выработке электроэнергии в России», «Расход воды по потребителям в Москве», «Удельное водопотребление в Москве», «Ежедневный расход воды в разных городах Европы».

• Заполнение таблиц, отражающих классификацию взвесей и растворов.

(На этом этапе в классе звучит классическая музыка. Очень созвучны с темой урока «Времена года» П.И.Чайковского.)

3. Представление результатов аналитической групповой работы учащихся.

1) Вода в природе. Значение воды для жизни организмов.

2) Физические свойства воды. Вода в энергетике.

3) Вода – растворитель. Взвеси. Растворы.

4) Очистка воды.

5) Применение воды и растворов. Вода как сырье. Круговорот воды в природе.

6) Водоснабжение и водопотребление города Москвы.

7) Водные ресурсы и человек. Экологические проблемы гидросферы.

4. Обсуждение результатов. Выводы.

5. Итоги урока. Рефлексивный анализ.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПОДГОТОВКЕ И ПРОВЕДЕНИЮ УРОКА

• За неделю до семинара учащимся сообщается его тема и число групп. Группы формируются равнозначные – и по количеству учащихся, и по способностям. Возможно назначение учителем руководителей групп из числа хорошо успевающих по химии учащихся, обладающих организаторскими задатками и имеющих авторитет у одноклассников. Группы динамические, их состав меняется от семинара к семинару.

Важным моментом является создание на уроке условий для эмоционального погружения в тему. Здесь возможно использование репродукций картин известных художников, эмоционально и романтично изображающих разные природные проявления воды. Например, «Девятый вал» и «Море» И.К.Айвазовского, «Весна – большая вода» И.И.Левитана, «Снежная буря» Дж.Тернера, «Волна» Г.Курбе, «Морской пейзаж» А.Маньяско и др., можно воспользоваться фотоэтюдами из настенных перекидных календарей, на которых изображены картины русской природы в разные времена года – тихая речка и задумчиво плывущие над ней облака, заснеженные леса и горы, черные проталины и журчащие меж ними ручьи и т.п. Уместно небольшое стихотворение, которое перекликается с содержанием наглядного материала, укрепленного на классной доске или мольберте. Можно прочитать такое стихотворение:

В кружево будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А все это просто вода.

Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Каскад водопада и брызги фонтана,
А в сущности это вода.

Вот белым легли покрывалом
На землю родную снега…
А время придет – все растает,
И будет простая вода.

• Эмоциональному погружению в тему способствует игра «Окрась слово». Для ее проведения каждому учащемуся до начала урока выдается комплект прямоугольников (квадратов) или кружков из цветной бумаги (6–8 цветов). В начале урока после объявления его темы учитель задает учащимся вопрос: «С каким цветом у вас ассоциируется слово “вода”? Объясните свой выбор».

Потом учитель укрепляет на доске плакат со словами:

аквариум,
акватория,
акваланг,
акварель.

В беседе с учащимися учитель узнает: понятно ли им значение этих слов, какое отношение и почему они имеют к теме урока?

Aqua в переводе с латинского – вода. Как алфавит начинается с буквы «а», так жизнь начинается с воды. Вода содержится в каждом человеке, животном и растении и уходит из них только вместе с жизнью. Вот почему девиз урока «Вода – это жизнь!»

Сегодня любой школьник знает формулу воды Н₂О, это сложное вещество – оксид водорода. А древнегреческие философы принимали воду за простое вещество. Хотя некоторые представления о воде претерпевали определенную трансформацию, она считалась единым и неделимым веществом вплоть до конца XVIII в. Завершить многолетний гигантский марафон по изучению состава воды суждено было выдающемуся французскому химику А.Лавуазье и его коллеге математику и физику П.Лапласу. Они в присутствии группы французских ученых 24 июня 1783 г. синтезировали воду из «горючего воздуха» и «дефлогистированного воздуха». При этом масса образовавшейся воды была равна массе водорода и кислорода, участвующих в реакции. Вот так в один день стало ясно, что вода – не простой элемент, а сложное вещество.

Синтезировав воду, Лавуазье вскоре проводит опыт по ее разложению: пропуская водяной пар над раскаленным железом, он получает водород и оксид металла. Новый способ получения водорода заинтересовал Парижскую Академию наук, поскольку эти работы совершенно неожиданно нашли практическое применение в воздухоплавании. Первый запуск воздушного шара, наполненного водородом, осуществил французский ученый Жак Шарль 1 декабря 1783 г. Таким образом вода стала причастной к первым полетам на воздушных шарах, открыв путь к практическому воздухоплаванию.

Опыты по синтезу и разложению воды продолжались. Лавуазье и Ж.Менье в феврале 1785 г. пришли к выводу, что вода содержит 85% кислорода и 15% водорода (по современным данным, 88,81% кислорода и 11,19% водорода).

Итак, природа воды раскрыта. В середине 1780-х гг. было окончательно установлено, что вода образуется двумя газообразными веществами – кислородом и водородом. Это выдающееся открытие сыграло исключительно важную роль в познании окружающей природы. Ведь все живые организмы планеты содержат от 65 до 99% воды.

Капля воды

• Учитель предлагает каждому учащемуся собрать шаростержневую модель молекулы воды (до начала урока на каждый ученический стол выдается набор для составления шаростержневых моделей молекул). Учитель с помощью магнита укрепляет на классную доску стилизованную каплю воды из голубого картона с химической формулой воды и знакомит учащихся с репродукциями картин и фотоэтюдами, объединенными «водной» тематикой. Вода простая и таинственная, обыкновенная и удивительная, не перестающая и сегодня удивлять нас…

• После такой вводной части учащиеся приступают к аналитической групповой работе (10–12 мин), во время которой звучит классическая музыка (учитель выбирает ее на свой вкус).

Обязательным условием успешной работы на семинаре и реализации поставленных задач является обеспечение каждого рабочего места учащегося комплектом литературы, наглядных пособий и других средств (в зависимости от темы семинара). В данной статье приводятся все карточки с заданиями для аналитической работы учащихся в группах с полным списком литературы, диаграммы и справочные материалы. Во время аналитической работы учитель подходит ко всем группам и в случае необходимости оказывает консультативную помощь.

Задание № 1.
Вода в природе. Значение воды для жизни организмов

1. Что называется гидросферой? Что такое Мировой океан? Велики ли запасы воды на нашей планете? Чего больше на Земле – соленой или пресной воды? Где сосредоточены основные запасы пресной воды?

2. Какой океан самый большой по площади? В каком море самая соленая вода? Как влияет соленость воды на жизнь в ней? В каком море самая горячая вода (+44 °С)? Какое озеро самое глубокое?

3. Какова роль воды в формировании неживой природы?

4. Прочитайте справочный материал «Вода в организме человека», рассмотрите диаграмму «Содержание воды в организме взрослого человека» и ответьте на вопрос: какова роль воды в организме человека?

5. Какова роль воды в жизни растений и животных?

При ответе на вопросы 1 и 2 используйте физическую карту мира, укрепленную на классной доске.

Л и т е р а т у р а

Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия-8. М.: Просвещение, 1999, с. 68, 72–73; Гузей Л.С. и др. Химия-8. М.: Дрофа, 1997, с. 123–124; Естествознание-5. Под ред. проф. А.Г.Хрипковой. М.: Просвещение, 1999, с. 99–100, 112–118; Бурштейн Л.М. Обыкновенное чудо – вода. М.: Детский экологический центр, 1997, с. 3–4; Шелинский Г.И. и др. Химия-8. СПб.: Спец. лит-ра, 2001,
с. 110–112; Ахметов Н.С. Химия-8. М.: Просвещение, 1994, с. 159–162; Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия-11. М.: Дрофа, 2002, с. 311–312.

Задание № 2.
Физические свойства воды. Вода в энергетике

1. Назовите важнейшие физические свойства воды. При какой температуре у воды максимальная плотность? Что называется летучестью? В каких агрегатных состояниях встречается вода в природе? Ответ поясните примерами.

2. Благодаря какому свойству воды водные бассейны регулируют температуру на нашей планете? Поясните, что это за свойство.

3. Почему даже в лютую зиму вода в водоемах не промерзает до дна? Какое это имеет значение для живой природы? В чем опасность айсбергов для судоходства?

4. Расшифруйте аббревиатуру ГЭС. Каков принцип работы ГЭС? Назовите наиболее крупные ГЭС нашей страны и покажите их на карте России.

5. Рассмотрите выданную диаграмму «Доля различных типов электростанций в выработке электроэнергии в России». Какие выводы вы можете сделать?

Л и т е р а т у р а

Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия-8. М.: Просвещение, 1999, с. 72–73; Гузей Л.С. и др. Химия-8. М.: Дрофа, 1997, с. 124–127; Энциклопедия для детей Аванта+. Техника. Т. 14. М.: Аванта+, 2000,
с. 231–235; Книга для чтения по неорганической химии (в 2 ч.). Сост. В.А.Крицман. Ч. 1. М.:
Просвещение, 1993, с. 98–100; Алексеев А.И., Николина В.В. География: население и хозяйство России. М.: Просвещение, 1999, с. 116–120; География России. Население и хозяйство. 9 класс. Атлас. М.: Дрофа, 2003, 48 с.

Задание № 3.
Вода – растворитель. Взвеси. Растворы

1. Почему воду называют универсальным растворителем? Что называют взвесями? Что такое суспензия, эмульсия, аэрозоль? Приведите примеры. Отчет о работе составьте в виде таблицы на листе бумаги формата А3 (табл. 1).

2. Что такое растворы и растворимость? Какие бывают растворы? Для ответа у доски составьте таблицу на листе бумаги формата А3 (табл. 2).

Таблица 1

Таблица 2

3. Какие вещества называют растворимыми, малорастворимыми и нерастворимыми? Для ответа используйте таблицу растворимости веществ в воде. Какое физическое явление лежит в основе процесса растворения? Поясните, что это за явление. Как ускорить процесс растворения в воде:
а) твердого вещества; б) газа?

4. Какие растворы называют насыщенными и какие – ненасыщенными? Как сделать насыщенный раствор ненасыщенным, и наоборот?

5. Какие растворы называют концентрированными, а какие – разбавленными? Как сделать концентрированный раствор разбавленным, и наоборот?

Л и т е р а т у р а

Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия-8. М.: Просвещение, 1999, с. 68–69; Гузей Л.С. и др. Химия-8. М.: Дрофа, 1997, с. 127, 136–140; Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия-11. М.: Дрофа, 2002, с. 67–71; Шелинский Г.И., Юрова Н.М. Химия-9. СПб.: Спец. лит-ра, 1999, с. 211; Шелинский Г.И. и др.
Химия-8. СПб.: Спец. лит-ра, 2001, с. 121–122.

Задание № 4. Очистка воды

1. Можно ли считать природную воду чистым (индивидуальным) веществом? Почему? Какая вода называется пресной, соленой, рассолом, минеральной? Назовите известные вам природные источники минеральных вод.

2. Изучите справочный материал «Схема водоочистительной станции», прочитайте дополнительную литературу и ответьте на вопрос: как речная вода превращается в чистую питьевую воду? При ответе используйте плакат «Схема очистки речной воды», укрепленный на доске.

3. Как, находясь в походе, сделать речную воду пригодной для питья?

4. В чем сущность дистилляции воды? Что называется дистиллированной водой? Назовите основные этапы дистилляции воды.

5. Можно ли отождествлять понятия «дистиллированная вода» и «пресная вода»? Почему? Можно ли использовать дистиллированную воду для питья? Почему?

Л и т е р а т у р а

Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия-8. М.: Просвещение, 1999, с. 9, 72; Шелинский Г.И. и др. Химия-8. СПб.: Спец. лит-ра, 2001, с. 17–18, 112–113; Бурштейн Л.М. Обыкновенное чудо – вода. М.: Детский экологический центр, 1997, с. 3–4.

Задание № 5.
Применение воды и растворов.
Вода как сырье. Круговорот воды в природе

1. Что такое водопользование и водопотребление? Хозяйственное использование океанов, морей и пресных водоемов.

2. Применение воды и растворов в промышленности и сельском хозяйстве. Вода как сырье.

3. Использование воды в быту. Для чего в аптечке первой помощи кабинета химии находятся водный раствор питьевой соды и спиртовой раствор йода? Когда и как их применяют?

4. Прочитайте справочный материал «Берегите воду!» и дайте несколько советов по экономии воды в быту.

5. Как происходит круговорот воды в природе? При ответе используйте плакат, укрепленный на классной доске.

Л и т е р а т у р а

Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия-8. М.: Просвещение, 1999, с. 75; Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. 9–11. М.: АО МДС, Юнисам, 1995, с. 44–46; Естествознание-5. Под ред. проф. А.Г.Хрипковой. М.: Просвещение, 1999, с. 132–135, 150–152; Детская энциклопедия «Москва-река». Познавательный журнал для девочек и мальчиков. М.: Аргументы и факты, 2000, № 5, с. 15–16; Габриелян О.С. Химия-9. М.: Дрофа, 2001, с. 136–137; Шелинский Г.И. и др. Химия-8. СПб.:
Спец. лит-ра, с. 119–120; Зоммер К. Химия. Справочник студента и школьника. М.: Дрофа, 2000,
с. 255; Маршанова Г.Л. Техника безопасности в школьной химической лаборатории. М.: Аркти, 2002,
с. 42–43, 47; Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия-11. М.: Дрофа, 2002, с. 311–312.

Задание № 6.
Водоснабжение и водопотребление города Москвы

1. Какие задачи решает водоснабжение? Когда в Москве появился первый водопровод? С какого времени в Москве существует система централизованного водоснабжения?

2. Дайте краткую характеристику системе водоснабжения Москвы по плану:

• важнейшие поверхностные источники;

• количество водохранилищ;

• протяженность сетей водоснабжения;

• количество, названия и суммарная мощность водопроводных станций.

Какая водопроводная станция поставляет воду в Солнцево и Новопеределкино? Какова ее мощность?

3. Каким трем главным критериям (по нормативам) должна отвечать водопроводная питьевая вода? Отвечает ли этим критериям московская водопроводная вода? Почему считается нецелесообразным фторировать питьевую воду в Москве? Как повысить качество воды и водоснабжения?

4. Рассмотрите выданные вам диаграммы «Расход воды по потребителям в Москве», «Удельное водопотребление в Москве» и «Ежедневный расход воды в разных городах Европы». Какие вы можете сделать выводы?

5. Какая вода предпочтительней в качестве питьевой – подземная или речная? Обоснуйте ваш выбор.

Л и т е р а т у р а

Москвоведение. Экология Московского региона: пособие для учащихся 8–9 классов г. Москвы и Московской области. М.: Экопрос, 1995, с. 66–68, 77–78, 82–86; Экология России. Хрестоматия. Сост. В.Н.Кузнецов. М.: АО МДС, 1995, с. 236, 254–255.

Задание № 7.
Водные ресурсы и человек.
Экологические проблемы гидросферы

1. Прочитайте справочный материал «Вода и ее природные проявления в произведениях литературы». О каком стихийном бедствии идет речь? Как называется это произведение и кто его автор?

2. Проблемы водных ресурсов: засухи, наводнения, кислотные дожди, антропогенное загрязнение.

3. Проблемы гидроэнергетики России.

4. Что такое бессточные производства и безотходные технологии?

5. Охрана морей, океанов и пресных вод.

Л и т е р а т у р а

Бурштейн Л.М. Обыкновенное чудо – вода. М.: Детский экологический центр, 1997, с. 8–10; Чернова Н.М. и др. Основы экологии-9. М.: Просвещение, 1998, с. 207–211; Седлецкая Е., Секретов А. Энергетика и экология: проблемы и решения. М.: Детский экологический центр, 1997, с. 14–15; Естествознание-5. Под ред. проф. А.Г.Хрипковой. М.: Просвещение, 1999, с. 135–137, 153–155; Новиков Ю.В. Природа и человек. М.: Просвещение, 1991, с. 155–159; Бочкарева Н.Ф. Экология России. Пособие по географии. 8–9 класс. Калуга: Золотая аллея, 1997, с. 13–15, 22–24;
Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия-11. М.: Дрофа, 2002, с. 311–315.

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Вода в организме человека

Как ты думаешь, много ли в твоем теле воды? Оказывается, 65% массы всего тела. Если твоя масса тела 40 кг, то в нем 26 кг воды. Почти три ведра воды! Конечно, это не чистая вода. В ней растворены или взвешены различные вещества. Так что, строго говоря, мы говорим не о самой воде, а о биологической жидкости. Но, конечно, вода является основой биологической жидкости.

Зачем столько воды в организме?

• Вода входит в состав всех клеток и тканей тела, в ней протекают все биохимические процессы. Живая клетка без воды – это уже не живая клетка. Из 26 кг воды в твоем теле на внутриклеточную воду приходится 18 кг.

• Вода служит основой крови и лимфы. На это расходуется 2 кг воды.

• Вода является той средой, где совершаются процессы пищеварения. Без воды пища не может ни проходить по желудочно-кишечному тракту, ни усваиваться организмом. На процессы пищеварения и выделения расходуется около 6 кг воды в виде поджелудочного сока, слюны, мочи, пота и др.

• Вода вымывает из клеток организма отработанные продукты обмена веществ и выносит их из организма. Она выносит их как через почки (с мочой), так и через кожу (с потом).

• Вода в твоем организме выступает как растворитель веществ и как переносчик веществ по организму. У нее есть еще одна важная роль: через систему потоотделения она регулирует температуру твоего тела.

Знаешь ли ты, что…

• За сутки через твои почки прогоняется 100 кг жидкости?

• За сутки через твое сердце прогоняется около 5000 кг крови, т.е. в 150 раз больше массы твоего тела?

• В среднем за свою жизнь при ее продолжительности 70 лет человек потребляет и выделяет около 80 000 кг воды?

• При потере воды в количестве всего 6% от массы тела у человека повышается температура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется слабость и головокружение?

• При потере воды в количестве 20–25% от массы тела человек погибает?

• Все живущие сегодня на Земле люди забрали из окружающей среды более
10¹¹ млрд т воды в состав своих тел?

Вода и ее природные проявления
в произведениях литературы

Осада! Приступ! Злые волны,
Как воры, лезут в окна. Челны
С разбега стекла бьют кормой.
Лотки под мокрой пеленой.
Обломки хижин, бревны, кровли,
Товар запасливой торговли,
Пожитки бледной нищеты,
Грозой снесенные мосты,
Гроба с размытого кладбища
Плывут по улицам!
Народ
Зрит божий гнев и казни ждет.
Увы! Все гибнет: кров и пища!»

* * *

По окончании отведенного на аналитическую работу времени начинается представление результатов работы учащихся. Порядок определяется номерами заданий. Выступая у доски, ребята используют заполненные ими таблицы и диаграммы (укрепляют их на доске с помощью магнитов), физические карты мира и России, таблицу растворимости веществ в воде, плакаты «Схема очистки речной воды» и «Круговорот воды в природе», а также образцы веществ на демонстрационном столе.

На демонстрационном столе находятся: колба с дистиллированной водой, бутылки с минеральной водой «Нарзан», «Боржоми», «Ессентуки», уксусная эссенция и столовый уксус, колбочки с желудочным соком и с «известковым молоком», пакет молока, банка с водоэмульсионной краской, освежитель воздуха (спрей), дезодорант для тела (спрей), туалетная вода (спрей), 2%-й водный раствор питьевой соды и спиртовой раствор йода из аптечки кабинета химии.

На заключительном этапе урока показываем небольшой видеофрагмент (2 мин) из последней части учебного фильма «Вода» (видеофильм «Химия вокруг нас». Киновидеостудия «Кварт», Москва).

При подведении итогов семинара учитель цитирует Антуана де Сент-Экзюпери: «…Вода! У тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты – сама жизнь! Ты исполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами. С тобою возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца…

Ты самое большое богатство на свете…»

Учитель дарит каждому учащемуся на память об уроке символическую капельку воды (из бумаги голубого цвета).

РЕФЛЕКСИЯ

Оцените свою работу на уроке, работу группы и дело по пятибалльной шкале.

В карточке для рефлексивного анализа ответьте на следующие вопросы.

1. Что вам особенно понравилось на уроке?

2. В чем полезность этого урока?

3. С какими трудностями вы столкнулись на уроке?

4. Что не понравилось на уроке?

Образец карточки рефлексивного анализа

Вопросов в рефлексивном анализе может быть и меньше, а вот больше четырех вопросов желательно не предлагать (из-за нехватки времени, на рефлексию отводится приблизительно
1 мин). Формулировку вопросов можно менять от одного семинара к другому, в разных классах можно предложить разные вопросы.

В рефлексивном анализе учащиеся дают высокую оценку аналитическим семинарам (все ставят «5»). Отмечают необычность, красочность, высокий эмоциональный уровень («никого не оставляют равнодушными»), логичность, интересный наглядный и информационный материал семинаров. Важным моментом называют интегрированный характер таких уроков, а также необходимость каждого учащегося внести свою лепту в общее дело («это здорово, что каждому надо трудиться», «такие уроки учат нас работать в коллективе, считаться с мнением других людей»). Учащиеся хотели бы продолжать такой вид совместной деятельности («так хочется, чтобы и по другим предметам проводились такие же аналитические семинары»). Последующие уроки показывают, что поставленные на аналитическом семинаре задачи достигнуты, учащиеся хорошо усваивают необходимые знания и умеют их применять.

См. также № 11/2006

Литература

Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. М.: Народное образование, 1998; Педагогические технологии: что это такое и как их использовать в школе. Под ред. Т.И.Шамовой,
П.И.Третьякова. Москва–Тюмень, 1994; Синюков В.В. Вода известная и неизвестная. М.: Знание, 1987.

Г.Л.Маршанова,
учитель химии школы № 1016
(Москва)