Авторская программа прикладного курса(10-11 класс)

 «Әулиекөл ауданының білім бөлімінің С. Баймағамбетов

атындағы Әулиекөл мектеп  гимназия» ММ

ГУ «Аулиекольская школа – гимназия им. С. Баймагамбетова

отдела образования Аулиекольского района»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                Автор:

Вохмякова Т.И.

 

 

 

 

 

 

Аулиеколь- 2013

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ПРИКЛАДНОМУ КУРСУ   «ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ»

ДЛЯ  10 – 11  КЛАССОВ

 

 

Научно-технический прогресс, социальные и экономические изменения в жизни общества привели к кризисным явлениям во взаимодействии  природы и общества.

Проявление этого кризиса наблюдается в опасном загрязнении окружающей среды, в истощении природных ресурсов, в деградации биосферы.

Острота современной экологической ситуации привела к необходимости формирования нового экологического мышления и сознания, переосмысления проблемы взаимодействия природы и общества.

Для реализации экологического подхода к изучению школьного курса химии предлагается программа   курса «Химия и экология» для 10 и 11 класса.

Курс рассчитан на 68 часов: 34 часа по неорганической химии и 34часа по органической химии. Курс является обобщающим повторением основных вопросов химии, которые рассматриваются во взаимосвязи с вопросами экологии.

В основу курса положены представления о взаимосвязи состава, строения, свойств и биологической функции  веществ, их двойственной роли в живой природе, биологической взаимозаменяемости химических элементов и последствия этого процесса для живых организмов.

В программу включены вопросы химической технологии,  промышленного производства важнейших химических веществ, экологии, охраны природы, которые рассматриваются в тесной взаимосвязи с химическим содержанием.

На занятиях данного курса школьников  обучают решению расчётных задач экологического содержания, анализу экологических ситуаций, проводить дискуссии, и обсуждения по острым экологическим проблемам.

Цель программы - развитие интеллектуального и творческого потенциала детей на основе формирования экологических знаний

Задачи программы

Образовательные :

1. формирование экологических  знаний при  изучении курса  химии;
2. формирование практических умений при решении   теоретических и экспериментальных задач ;
3. повторение, закрепление основных понятий, законов, теорий, а также научных фактов образующих химическую науку.

Воспитательные:

1. создание педагогических ситуаций успешности для повышения собственной самооценки и статуса учащихся в глазах сверстников, педагогов;

2. формирование познавательных способностей в соответствии с логикой развития химической науки;

3Воспитание экологической культуры;

4. содействие в профориентации школьников.

Развивающие :

1.       развивать у учащихся умение выделять главное, существенное в изученном материале, сравнивать, обобщать изученные факты, логически излагать свои мысли при решении задач;

2.        развивать самостоятельность, умение преодолевать трудности в учении;

3.       развивать практические умения учащихся при выполнении практических экспериментальных задач.

  

Трудоемкость. Работа по программе курса предполагает "выход" за рамки общепринятой учебной программы и обеспечение широкого поля для самостоятельной деятельности учащихся наряду с формированием навыков исследования и экспериментирования. Содержание программы соответствует целям и задачам профильного обучения - помочь ученику оценить свои потребности и возможности для осознанного выбора профиля дальнейшего обучения. Учтены и дополнительные требования к содержанию программ курсов по выбору:

- степень новизны для учащихся (содержание включает материал, не предусмотренный в базовых программах);

- мотивирующий потенциал программы (программа содержит материал, вызывающий познавательный интерес учащихся);

- развивающий потенциал программы (содержание программы способствует интеллектуальному, творческому, эмоциональному развитию учащихся);

- полнота содержания (программа содержит все необходимое для достижения запланированных в ней учебных целей);

- связанность и систематичность изложенного материала (изучение курса обеспечивается предыдущими знаниями базовых курсов; между частными и общими знаниями прослеживаются связи)

- программа основывается преимущественно на активных методах обучения;

- степень контролируемости (конкретно определены ожидаемые результаты обучения и методы проверки их достижимости);

- ресурсная реалистичность (программа курса реальна в плане использования учебно-методических и материально - технических средств, кадрового обеспечения школы).

Стержнем программы является экологическая направленность курса, проблема охраны окружающей среды с точки зрения химии.

Экологическое содержание программы реализуется через систему практических работ (эксперимент) и практикум по решению расчетных задач экологического характера, экскурсии.

Особенности методической системы:

преобладающей формой проведения занятий на курсах по выбору должны быть: практические работы с информационно-инструктивным выступлением учителя, в котором он дает необходимые сведения об изучаемом процессе, вместе с учениками формулирует задачу, предлагает информационные ссылки, которые могут понадобиться школьникам в процессе работы;

- практикум по решению расчетных задач экологического содержания;

Выполнение практических работ предусматривает действие в одних случаях по инструкции, в других - проведение самостоятельного ученического исследования.

Возможны и другие формы занятий:

- диспуты (Химия – положительное и отрицательное воздействие на окружающую среду);

- мозговой штурм (Современная экология и здоровье нации);

- создание мини-проектов и их защита.

Динамика интереса к курсу по выбору и предмету фиксируется учителем с помощью анкетирования на первом и последнем занятии, собеседований в ходе работы

Степень усвоения учащимися программы курса на выходе определяется выполнением исследовательской работы по тематике предложенной учителем и решением расчетных экологических задач.

Прикладной курс считается успешно завершенным, в том случае, если учащийся грамотно сформулировал цель исследовательской работы, составил план ее выполнения, правильно объяснил полученные результаты, справился с решением задачи.

Дополнительным критерием успешности может служить выполнение следующих условий:

- использование Интернет - технологий;

- презентация результатов исследовательской работы перед одноклассниками

- написание реферата и его защита.

Результативность курса

• Повышение познавательного интереса к предмету химия,
• развитие экологической культуры учащихся, повышение интереса к экологическим проблемам,
• сознательное желание улучшить экологическую обстановку.

 

Методы и приемы организации учебно – воспитательного процесса: объяснение, работа с  пособием, словарём экологических понятий, беседа, демонстративный  эксперимент, упражнения, решение типовых задач с экологическим содержанием, создание презентаций.

Методы: частично – поисковый, лабораторный, индивидуального обучения, метод проектов.

 

Оборудование: компьютер, интерактивная доска, Exploer GLX, презентации по отдельным темам программы, наборы химических веществ по  химии, химическое оборудование и химическая посуда.

 

Дидактический материал: карточки с заданиями, тесты, пособия для проведения практических занятий.

 

В методический комплекс по изучению данного курса входит  словарь экологических понятий, тесты по основным темам, пособия для учащихся (часть1 и 2), задания экологического содержания различных уровней, методические рекомендации по проведению  занятий.

Программа курса «Химия и экология» (неорганическая химия). Часть 1.

(34 часа, 1час в неделю)

 

Введение. Предмет экологии. Основные экологические понятия.(1 час)

 

Тема 1. Электролитическая диссоциация(4 часа)

            Вода – природное уникальное вещество. Значение воды. Свойства воды. Причины проявления аномальных свойств воды. Круговорот воды, его роль в сохранении  природных ресурсов.

            Электролиты и неэлектролиты. Применение электролитов промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту. Роль электролитов в живом организме.

            Механизм закисления и засоления почвы. Очистка и охрана воды в Казахстане.

Демонстрация катионитов и анионитов.

 

Тема 2. Подгруппа кислорода.(4 часа)

            Положение элементов подгруппы кислорода в периодической системе. Понятия о биогенных элементах. Биогенность кислорода и серы. Аллотропия. Озон – образование, значение ПДК озона в атмосфере.

            Сера в природе. Физические и химические свойства серы. Содержание её в организмах. Сероводород. Оксиды серы. Производство серной кислоты. Естественные и техногенные источники соединений серы. Развитие сернокислых производств в Казахстане и охране окружающей среды. 

            Влияние соединений серы на растения, животных и человека. Пути решения проблемы кислотных дождей

Демонстрация обнаружения серы в составе  органических веществ.

 

Тема 3. Основные закономерности химических реакций.

                                                                                      (2 часа)

            Скорость химической реакции и её зависимость от условий протекания реакций. Буферные системы в организме. Меры защиты организма от повышения концентрации некоторых ионов. Ферменты, их роль в организме.

Демонстрация «Влияние концентрации реагирующих  веществ и площади их соприкосновения на скорость

 реакции »

 

Тема 4. Подгруппа азота. (6 часов)

            Общая характеристика подгруппы азота. Нахождение  азота  в природе. Строение молекулы азота. Физические и химические свойства.

            Причины биогенности атома азота. Роль азота в биосфере.

            Оксиды азота и азотная кислота. Их образование в природе.

            Закисление водоёмов и почвы.  Круговорот азота в природе. Пути нарушения круговорота. Пути сохранения цикличности биохимического круговорота азота.

            Фосфор-биогенный элемент. Роль ортофосфорной кислоты в жизнедеятельности организмов. Положительное и отрицательное влияние соединений фосфора на биосистемы.

 

Тема 5. Подгруппа углерода.(6 часов)

            Общая характеристика подгруппы углерода. Нахождение углерода в природе. Причины биогенности атома углерода.

            Оксиды углерода. Источники оксидов в биосфере. Оксиды углерода как загрязнители. «Парниковый эффект». Причины и последствия.

            Угольная кислота и её соли. Образование угольной кислоты в природе и причины      её широкого распространения. Минеральные воды. Кислотные дожди. Карбонаты в  природе.  

            Кремний и его соединения. Силикатная промышленность и охрана окружающей среды. Силикоз. Развитие цементной и стекольной промышленности в Казахстане.

 

Тема 6. Общие свойства металлов.(3 часа)

            Положение металлов в ПСХЭ. Ионы металлов - участники биохимических процессов в организме. Макро и микроэлементы.

            Коррозия металлов- результат и фактор загрязнения окружающей среды. Влияние продуктов коррозии на обитателей водоёмов. Электролиз. Производство хлора, как источник поступления ртути в биосферу, её токсическое действие.

Демонстрация модели «Электролиз раствора хлорида меди(11)

 

Тема 7. Металлы главных подгрупп.

1 – 3 групп ПСХЭ.(4 часа)

            Характеристика щелочных металлов. Натрий и калий- важные биогенные элементы. Характеристика кальция и магния, их роль в живых организмах. Возникновение заболеваний, связанных с нехваткой кальция и магния. Жёсткость воды и её устранение.

            Алюминий. Биологическая роль в организме. Бокситовые месторождения в Казахстане.  Производство алюминия. Флуорос.

Лабораторный опыт. «Жёсткость воды и её устранение. Определение жёсткости воды.»

Демонстрация электролизёра для производства алюминия.

 

Тема 8. Железо. Металлургия. (4 часа)

            Железо- важнейший биогенный элемент, его роль в организме. 

Соединения железа. Общетоксическое действие солей железа(II) на организм человека. Техногенные источники железа в биосфере. Переработка железной руды в городе Рудном и состояние окружающей среды.

            Основные способы промышленного получения металлов.

Сплавы железа- чугун и сталь. Проблемы безотходных производств в металлургии и охрана окружающей среды

            Производство чугуна. Состояние воздуха. Аллергические заболевания Природоохранные мероприятия.

Производство стали. Причины выброса пыли. Дымовые газы.

Проблемы безотходных производств. РК как основной производитель стали среди стран СНГ.

Лабораторные опыты:

1.      Качественные реакции на ионы железа.

2.      Получение гидроксидов железа.

3.      Ознакомление с образцами чугуна и стали.

 

 

 

 

Программа курса «Химия и экология» (органическая химия). Часть 2.

 (34 часа, 1час в неделю)

 

Введение

 

Ор­ганические вещества в живой природе, в организме человека. Использование органических веществ. Проблема загрязнения окружающей среды органическими веществами, не свойственными живой природе и пути её решения.

 Демонстрация образцов органических веществ.

 

Тема 1. Теория химического строения органических соединений.

Зависимость  появления токсичности у органических соединений от состава и строения их молекул (длина углеродной цепи, степени её разветвлённости, наличие кратных связей, образование циклов и переходных мостиков, присутствие атомов галогенов), от растворимости и летучести соединения.

 

Тема 2. Предельные УВ

Естественные и техногенные источники метана. Двойственная роль метана в биосфере.

                     Использование метана в биотехнологии, в процессе   обезвреживания  токсичных  веществ  (оксидов азота). Получение водорода.

Биологическая роль некоторых высших алканов. Галогенопроизводные метана – фреоны,  как загрязнители окружающей среды

Полиэтилен и полипропилен, как примеры стойких загрязнителей окружающей среды. Экологические проблемы, связанные с использованием гомологов метана в качестве топлива.

 

Тема 3. Непредельные УВ.

Биологическая роль этилена как хемомедистора у некоторых растений. Усиление токсичности в ряду гомологов этилена Полиэтилен и полипропилен, как примеры стойких загрязнителей окружающей среды. Экономические и экологические преимущества получения ацетилена из метана карбидным способом.

Взрывоопасность, возникающая при смешивании ацетилена с воздухом, техника безопасности при работе с ацетиленом. Токсичность в ряду гомологов ацетилена.

 

Тема 4. Ароматические УВ

Примеры природных и синтезированных человеком ароматических соединений. Токсичность ароматических соединений. Антропогенные источники ароматических углеводородов в  биосфере.

Ядохимикаты на основе ароматических УВ, последствия их применения для живой природы. Влияние ядохимикатов на наследственность человека, появление новых болезней. Биологические способы борьбы с вредителями сельскохозяйственных  культур и сорняками. Понятие о «биологическом земледелии».

Тема 5. Природные источники УВ

Проблема истощения не возобновляемых источников энергии. Запасы  нефти в Казахстане. Загрязнение биосферы продуктами сгорания  природного газа, нефти, нефтепродуктов, угля. Парниковый эффект. Пути решения проблемы.

Масштабы и последствия загрязнения Мирового океана нефтью и нефтепродуктами. Нарушение биологического равновесия водной экосистемы в результате нефтяного загрязнения. Опасность глобального потепления климата Способы очистки водоёмов от нефтяного загрязнения. Рациональное использование нефти и нефтепродуктов.

Твёрдое топливо. Открытые и закрытые месторождения угля. Месторождения угля в Казахстане. Интенсивная запылённость и нарушение водного режима территорий прилегающих к угольным разрезам.

Угольная пыль как опасный аллерген. Загрязнение окружающей среды при хранении, транспортировке и переработке твёрдого топлива. Природоохранные меры в угольной промышленности. Альтернативные источники энергии. Получение биогаза из бытовых отходов. Понятие о комплексном использовании органического ископаемого топлива.

 

Тема 6.Кислородсодержащие органические соединения. Спирты и фенолы.

Спирты и фенолы. Токсичность спиртов.

Этанол- социальный токсин. Здоровый образ жизни – путь к избавлению от алкоголизма.

Метанол- топливо будущего.

Биологическая роль этиленгликоля и глицерина.

Токсичность фенолов. Причины попадания их в природную среду. Методы обезвреживания фенолов.

Демонстрация: действие этанола на белок

 

Тема 7. Альдегиды и карбоновые кислоты.

Альдегиды и карбоновые кислоты в живой природе. Токсичность альдегидов и некоторых карбоновых кислот. Превращение этанола в уксусный  альдегид в организме человека и последствия  этого процесса. Антропогенные источники альдегидов в биосфере.

Синтетические моющие средства (СМС), как загрязнители природной среды. Меры по предупреждению попадания СМС в водоёмы и способы нейтрализации СМС.

Демонстрация: способы очистки воды от СМС

 

 

 

Тема 8. Жиры.

Растительные и животные жиры. Биологические функции жиров и их питательная ценность. Причины нарушения обмена жиров в организме и последствия.

Переработка природных жиров для получения непищевой продукции, как пример нерационального использования природных ресурсов. Замена пищевого сырья на непищевое.

Демонстрация: качественная реакция на жиры.

Лабораторный опыт: Эмульгирование жиров

 

 Тема 9. Углеводы

Биологическая роль углеводов. Участие углеводов в обмене веществ в организме человека. Спиртовое и молочно-кислое брожение в организме человека. Молочная кислота – причина утомляемости. Производство сахара. Отходы сахарных заводов как загрязнители, пути их утилизации.

            Условия хранения продукции на заводах. Профзаболевания работников сахарных заводов.

 

Тема 10.Азотсодержащие органические вещества

Амины как продукты превращения аминокислот в организме. Биологическая роль аминов. Токсичность ароматических аминов.

Аминокислоты, их биологическая роль. Заменимые и незаменимые аминокислоты.

Белки- главные носители жизни. Функции белков. Проблема голода и пути её решения. Сырьё для получения искусственного белка. Кормовых добавок.

Лабораторные опыты

1. Действие кислот и щелочей на белок
2. Действие ферментов слюны на крахмал
3. Действие солей тяжёлых металлов на белок

 

 

Использованная литература.

1. Проект стандарта школьного экологического образования
2. Ю. И.Быстраков, А.В.Колосов «Экономика и экология»
3. А.В.Очкин, Г.Н.Фадеев «Химия защищает природу»
4. Л.А.Николаев «Химия жизни»
5. А.А. Сударкина «Химия в сельском хозяйстве»
6. Г.Н. Хомченко «Окислительно-восстановительные реакции»
7. Н.С.Ахметов «Актуальные вопросы курса неорганической химии»
8. Н.Е Кузнецов «Формирование систем и понятий при обучении химии »
9. Р.Е. Князева «Обучение химии в условиях сельской школы»
10. Г.Л. Немчанинова «Путешествие по 6 группе»
11. Л.Д. Вишневский «Под знаком углерода»
12. Практикум по экологизированному курсу химии, Химия в школе,6,1993.
13. Почва как объект изучения на уроках химии, Химия в школе, 1985.
14. Интегрированный курс «Экология и цивилизация», химия в школе,5,6,1992
15. «Химия и охрана окружающей среды», Химия в школе,3,4,1992
16. Промышленные отходы и методы их переработки, Химия в школе, 3,4,1992
17. Плюс химизация , минус окружающая среда,А.А. Опаловский, Планета Земля глазами химика.
18. И.М. Купырин «Охрана воздуха и почвенных вод от загрязнений»
19. Г.М. Гордон и Л. М. Гордон «Быть небу голубым»
20. И.А.Филипповский «Самое удивительное ископаемое»
21. «Экологическое образование учащихся на основе межпредметных связей химии и биологии», Химия в школе, 6,1986
22. «Экология и охрана окружающей среды», Химия в школе,3, 1982
23. К.А. Сарманова «Использование регионального материала на уроках химии», Алматы,2002
24. Л.А. Николаев  «Металлы в живых организмах», М, Просвещение,1980
25. И.М.Скурихин «Всё о пище с точки зрения химика», Высшая школа.1991
26. Д.Уильямс «Металлы жизни», М.,Мир,1993.
27. Ионы металлов в биологических системах,М,Мир,1975
28. Л.Ю.Аликберова,Н.С.Рукк «Полезная химия:задачи и история»
29. К.А. Макаров «Химия и медицина»,М, Просвещение,1981
30. Экология голубой планеты,сборник статей,М,Просвещение,1987
31. Ф.Р.Балашов «О нефти и газе без формул», М,Наука,1986
32. Б.А.Мансуров «Органическая химия», Алматы, 2003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Требования к знаниям и умениям учащихся

часть 1 Неорганическая химия

 

 

Учащиеся должны знать

Ø  Взаимосвязь ионообменных процессов, протекающих в живой и неживой природе,

Ø  Роль воды как активной внутренней среды организма и как непосредственного участника биохимических процессов,

Ø  Значение природных буферных систем,

Ø  Методы очистки пресной воды от загрязнений,

Ø  Последствия закисления и засоления почв и водоёмов для живых обитателей этих сред

Ø  Роли биогенных элементов в живых организмах и биосфере,

Ø  Сущность биогеохимических циклов кислорода, углерода, азот, серы и фосфора, причинах их нарушения и путях сохранения цикличности, основные соединения серы, углерода и азота как загрязнители природной среды.

Ø  Роль озонового слоя в биосфере и последствия его разрушения,

Ø  Биогенные элементы – металлы, двойственная роль металлов в природной среде, последствия техногенного воздействия некоторых металлов,

Ø  Основные причины и источники загрязнения окружающей среды металлами,

Основные пути оздоровления экологической ситуации на планете

. Учащиеся должны уметь:

Ø  Объяснять аномальные свойства воды, используя примеры, иллюстрирующие роль воды в природе и живых организмах,

Ø  Оценивать состояние природных водоёмов и почвы,

Ø  Прогнозировать последствия закисления и засоления природных вод и почв,

Ø  Составлять схемы круговоротов кислорода, углерода, азота. Фосфора и серы в природе и анализировать причины и последствия их нарушения

Ø  Приводить примеры  биологической взаимозаменяемости элементов- аналогов в природе и анализировать последствия этого процесса для живых организмов,

Ø  Прогнозировать последствия загрязнения окружающей среды соединениями некоторых неметаллов и металлов, их влияние на здоровье человека

Ø  Приводить примеры влияния кислой среды  на миграцию металлов в почве,

Ø  Обнаруживать в образцах почвы и воды ионы металлов и неметаллов

Ø  Определять источники соединений, загрязняющих окружающую среду.

 

 

 

Требования к знаниям и умениям учащихся

часть 2  Органическая химия

 

Учащиеся должны знать

Ø Зависимость появления токсичности у органических соединений от состава и строения их молекул,

Ø Роль метана в органическом мире и в глобальном круговороте углерода

Ø Проблема загрязнения природной среды ароматическими УВ и их соединениями

Ø О негативной роли ядохимикатов, о биологических способах защиты сельскохозяйственных растений.

Ø О проблеме истощения не возобновляемых источников энергии.

Ø О проблеме загрязнения природной среды продуктами сгорания различными видами топлива

Ø Содержание понятия «парниковый эффект» и пути  решения проблемы

Ø О проблеме загрязнения Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, основные способы очистки,

Ø Перспективные пути рационального использования  природных источников УВ, важнейшие природоохранные мероприятия в промышленности,

Ø О природе загрязнения окружающей среды СМС,

Ø О биологической роли жиров, углеводов, белков

Учащиеся должны уметь:

Ø Предполагать возможность проявления органическим веществом токсичности по его структурной формуле

Ø Сравнивать и объяснять роль метана и углекислого газа в глобальном круговороте углерода

Ø Составлять схемы миграции ядохимикатов по пищевым цепям. Прогнозировать последствия их накопления в живых организмах.

Ø Анализировать с точки зрения экономической и экологической выгоды преимущества и недостатки различных источников энергии

Ø Приводить примеры действия спиртов, фенолов, альдегидов и других органических соединений на организм человека

Требования к знаниям и умениям учащихся, изучивших курс

Учащиеся должны знать

 

Ø Основные экологические понятия, задачи экологии, принципы рационального природопользования, экологические проблемы своего региона, правила поведения в природной и социальной среде.

Ø Иметь представления о взаимосвязи состава, строения, свойств и биологической функции веществ, их двойственной роли в живой природе, биологической взаимозаменяемости  химических элементов, причинах нарушения биогеохимических циклов, роли химии в решении экологических проблем.

Учащиеся должны уметь:

Ø Характеризовать взаимосвязи человека с окружающей средой, раскрывать сущность глобальных экологических проблем, характеризовать причины их породившие, анализировать разнообразные экологические ситуации, прогнозировать функционирование природных систем в условиях антропогенного влияния, выбирать конструктивные решения