Методические особенности изучения темы "Гидросфера" в курсе дисциплин естественно-научного цикла

Методические особенности изучения темы "Гидросфера" в курсе дисциплин естественно-научного цикла

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор учебно-методических пособий по экологическим проблемам гидросферы

Глава 2. Современные экологические проблемы, связанные с гидросферой

2.1 Круговорот воды

2.2 Поверхностные воды

2.3 Грунтовые воды

2.4 Вода в жизни человека

2.5 Проблемы с водой

2.6 Особая тема: пресная вода и ее дефицит

2.6.1 Общие объемы водопотребления

2.6.2 Водопотребление промышленными предприятиями

2.6.3 Водопотребление в сельском хозяйстве

2.6.4 Водопотребление в жилищно-коммунальном хозяйстве

2.6.5 Техногенное загрязнение поверхностных вод

2.6.6 Контроль уровня загрязнения водного бассейна

2.6.7 Пути преодоления дефицита пресных водных ресурсов

Глава 3. Методические особенности освещения экологической проблематики темы «Гидросфера»

3.1 О способах формирования интереса к процессу познания

3.2 Использование средств наглядности при изучении воды и растворов

3.3 Интегрированный урок на тему: «Вода - уникальное вещество природы»

3.4.Урок на тему: «Вода - основа жизни на Земле»

3.5 Внеклассное мероприятие на тему: «Где вода, там и жизнь»

Заключение

Литература

Введение

Еще 350 лет назад английский писатель Томас Фуллер с грустью заметил: «Воду мы начинаем ценить не раньше, чем высохнет колодец». Неоценима роль воды в жизни и деятельности человека. Существуя в трех агрегатных состояниях, вода является основой развития геологической истории планеты, возникновения и продолжения биологической жизни на Земле. Чистая вода-необходимое условие благополучного существования всего живого.

Актуальность. Тема гидросфера для человека будет актуальна всегда, тем более в современных условиях ухудшения ее качества, что связанно с экологической безграмотностью.

И следовательно целью работы является возможность экологического воспитания учащихся в рамках темы «Гидросфера», в школьных курсах естественнонаучного цикла.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- анализ школьных программ и учебников, а также другой литературы отражающей экологические и прикладные аспекты темы «Гидросфера», в курсах естественнонаучных дисциплин

- обзор современных экологических проблем связанных с гидросферой.

- составление и реализация планов-конспектов учебно-воспитательных мероприятий на тему «Гидросфера» с экологической составляющей.

- апробировать среди учащихся 10-х классов МОУ СОШ №32 г. Нальчика некоторые формы организации элективных занятий;

Объект исследования Учебно-воспитательная работа по теме «Гидросфера» с учениками 8 класса РДЭБЦ и 10-11 МОУ СОШ № 32.

Предмет исследования. Возможности экологизации темы «Гидросфера» в школьных курсах естественнонаучного цикла.

Гипотеза. Внедрение экологических аспектов при изучении темы «Гидросфера» поможет повысить качество образования и уровень экологической образованности учащихся.

ГЛАВА 1.

ОБЗОР УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПОСОБИЙ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ПРОБЛЕМАМ ГИДРОСФЕРЫ

В школьном учебнике Г.Е. Рудзитиса и Ф.Г. Фельдмана «Гидросфера» [1] рассматривается в рамках темы: «Вода. Растворы», на изучение которой отводится четыре часа, внимание уделяется составу воды, распространенности в природе, физическим и химическим свойствам, поверхностно рассмотрены стадии очистки сточных вод.

Согласно тематическому планированию по учебнику Л.С. Гузея, В.В. Сорокина и Р.П. Суровцевой [2] на изучение темы «Вода. Водные растворы», отводится шесть часов. Здесь затрагиваются такие аспекты как: Вода в природе, получение воды, физические свойства воды, вода-растворитель, растворение - физико-химический процесс, способы выражения количественного состава раствора, приготовление растворов с определенной массовой долей растворенного вещества и заданной молярной концентрацией, растворимость веществ, химические свойства воды, кратко рассмотрены стадии очистки сточных вод.

В учебнике О.С.Габриеляна [3] вода вообще не обособляется в отдельную тему, зато приводится практическая работа: «Анализ почвы и воды», где производится определение прозрачности воды и интенсивности запаха.

Данные учебные пособия соответствуют программе учебной дисциплины «Химия» Минобразования Российской Федерации, предназначены для учащихся 8 классов.

Дополнительная образовательная программа «Основы гидробиологии», рассчитанная на учащихся 8-9 классов, является разработкой А.М. Хатухова и А.В. Якимова [4]. В ней на краеведческом материале даются общие сведения о гидросфере, процессах, связанных с водой, а также водных обитателях и аспектах мониторинга качества воды.

Учебник Н.М. Черновой, В.М. Галушина и В.М. Константинова «Экология» [5] для 10-11 классов является специализированным пособием по экологии, здесь излагаются основные закономерности функционирования экологических систем и биосферы в целом. Вода рассматривается, как одна из сред жизни, особое внимание уделено рациональному использованию и охране водных ресурсов, в частности, причинам дефицита пресной воды, основным мерам по охране водных ресурсов, очистке сточных вод. Учебное пособие соответствует программе учебной дисциплины «Экология» Минобразования Российской Федерации, предназначено для студентов и школьников старших классов, но, на мой взгляд, имеет некоторые недостатки - уделяется всего 2 часа на изучение этой темы, чего явно не хватает для формирования целостного представления о гидросфере, учащимися. Целесообразней было бы сопровождать каждый раздел данной темы экспериментом, который проводили сами ученики.

Комплексная дополнительная образовательная программа «Общая биология», рассчитанная на учащихся 10-11 классов и составленная на основе учебника Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор Биология Т.1-3 [6], включает в себя тему «Транспорт у растений», на изучение которой отводится пять часов. В ней рассматриваются такие разделы, как «Водный режим растений», «Транспирация и передвижение воды в листьях», «Подъем воды по ксилеме», «Поглощение воды и минеральных веществ корнями и их транспорт».

Таким образом, в представленной литературе хорошо рассматривается вопрос о собственно гидросфере и месте воды в жизнедеятельности организмов. В то же время в ней крайне мало дается материала об охране воды. Поэтому возникает потребность изложения во второй главе современных экологических проблем, связанных с гидросферой.

Исходя из литературного обзора в первой главе, можно сделать вывод, что каждая дисциплина рассматривает воду подробно, но экологические проблемы освещены плохо, поэтому возникла потребность изложения современных экологических проблем связанных с гидросферой.

ГЛАВА 2.

СОВРЕМЕНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ГИДРОСФЕРОЙ

2.1 Круговорот воды

Как мы помним из школьных уроков природоведения, вода находится в постоянном движении (рис. 1). Испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений, вода накапливается в атмосфере и, рано или поздно, выпадает в виде осадков, пополняя запасы в океанах, реках, озерах и т.п.

Рис. 1. Схема круговорота воды в природе

Таким образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе. Из всех выпадающих осадков 80 % попадает непосредственно в океан. Для нас же наибольший интерес представляют оставшиеся 20 %, выпадающие на суше, так как большинство используемых человеком источников воды пополняется именно за счет этого вида осадков. Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше, есть два пути. Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки, попадает в результате в озера и водохранилища - так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Поверхностные и грунтовые воды и составляют два основных источника водоснабжения. Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды [1-5].

2.2 Поверхностные воды

Качество поверхностных вод зависит от сочетания климатических и геологических факторов.

Основным климатическим фактором является количество и частота осадков, а также экологическая ситуация в регионе. Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц, таких как пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры, а иногда и более крупные микроорганизмы. Океан является источником разных солей, растворенных в дождевой воде. В ней можно обнаружить ионы хлорида, сульфата, натрия, магния, кальция и калия. Промышленные выбросы в атмосферу также «обогащают» химическую палитру, в основном за счет органических растворителей и оксидов азота и серы, являющихся причиной выпадения «кислотных дождей». Вносят свою лепту и химикаты, применяемые в сельском хозяйстве.

К числу геологических факторов относится структура русла рек. Если русло образовано известняковыми породами, то вода в реке, как правило, прозрачная и жесткая. Если же русло из непроницаемых пород, например гранита, то вода будет мягкой, но мутной за счет большого количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения.

В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.

2.3 Грунтовые воды

Значительная часть выпадающей дождевой воды, а также талая вода, просачивается в почву. Там она растворяет содержащиеся в почвенном слое органические вещества и насыщается кислородом. Глубже находятся песчаные, глинистые, известняковые слои. В них органические вещества по большей части отфильтровываются, но вода начинает насыщаться солями и микроэлементами. В общем случае, на качество грунтовых вод влияют несколько факторов:

1) Качество дождевой воды (кислотность, насыщенность солями и т.д.).

2) Качество воды в подводном резервуаре. Возраст такой воды может достигать десятков тысяч лет.

3) Характер слоев, через которые проходит вода.

4) Геологическая природа водоносного слоя.

В наиболее значительных количествах в грунтовых водах содержаться, как правило, кальций, магний, натрий, калий, железо и в меньшей степени марганец (катионы). Вместе с распространенными в воде анионами - карбонатами, гидрокарбонатами, сульфатами и хлоридами - они образуют соли. Концентрация солей зависит от глубины. В наиболее «старых» глубоких водах концентрации солей настолько велика, что они обладают явственно солоноватым вкусом. К этому типу относится большинство известных минеральных вод. Наиболее качественную воду получают из известняковых слоев, но глубина их залегания может быть достаточно большой, и добуриться до них - дорого. Грунтовые воды характеризуются достаточно высокой минерализацией, жесткостью, низким содержанием органики и практически полным отсутствием микроорганизмов.

2.4 Вода в жизни человека

Вода - на первый взгляд простейшее химическое соединение двух атомов водорода и одного атома кислорода - является, без всякого преувеличения, основой жизни на Земле. Не случайно ученые в поисках форм жизни на других планетах солнечной системы столько усилий направляют на обнаружение следов воды.

Сама по себе вода не имеет питательной ценности, но она является непременной составной частью всего живого. В растениях содержится до 90 % воды, в теле же взрослого человека ее 60-65 %, но это «усреднено» от общей массы тела. Если же говорить более детально, то кости - это всего 22 % воды, однако мозг - это уже 75 %, мускулы - тоже 75 % воды (в них находится около половины всей воды тела), кровь состоит из воды на 92 %.

Первостепенная роль воды в жизни всех живых существ, и человека в том числе, связана с тем, что она является универсальным растворителем огромного количества химических веществ, т.е. фактически является той средой, в которой и протекают все процессы жизнедеятельности.

Вот лишь небольшой и далеко не полный перечень «обязанностей» воды в нашем организме.

Вода:

Регулирует температуру тела.

Увлажняет воздух при дыхании.

Обеспечивает доставку питательных веществ и кислорода ко всем клеткам тела.

Защищает и буферизирует жизненно важные органы.

Помогает преобразовывать пищу в энергию.

Помогает питательным веществам усваиваться органами.

Выводит шлаки и отходы процессов жизнедеятельности.

Определенное и постоянное содержание воды - вот необходимое условие существования живого организма. При изменении количества потребляемой воды и ее солевого состава нарушаются процессы пищеварения и усвоения пищи, кроветворения и пр. Без воды невозможна регуляция теплообмена организма с окружающей средой и поддержание температуры тела.

Человек чрезвычайно остро ощущает изменение содержания воды в своем организме и может прожить без нее всего несколько суток. При потере воды в количестве менее 2 % веса тела (1-1,5 л) появляется чувство жажды, при утрате 6-8 % наступает полуобморочное состояние, при 10 % -- галлюцинации, нарушение глотания. Потеря 10-20 % воды опасна для жизни. Животные погибают при потере 20-25 % воды.

В зависимости от интенсивности работы, внешних условий (в т.ч. климата), культурных традиций человек суммарно (вместе с пищей) употребляет от 2 до 4 л воды в сутки. Среднесуточное же потребление составляет около 2-2.5 л. Именно из этих цифр исходит Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) при разработке рекомендаций по качеству воды.

2.5 Проблемы с водой

Запасы пресной воды представляют собой единый ресурс. Рассчитанное на длительную перспективу освоение мировых ресурсов пресной воды требует целостного подхода к использованию этих ресурсов и признания взаимозависимости между элементами, составляющими запасы пресной воды и определяющими ее качество.

В мире существует мало регионов, не затронутых проблемами потери потенциальных источников снабжения пресной водой, ухудшения качества воды и загрязнения поверхностных и подземных источников. Основные проблемы, отрицательно влияющие на качество воды рек и озер, возникают, в зависимости от обстоятельств, с разной степенью остроты в результате несоответствующей очистки бытовых сточных вод, слабого контроля за сбросом промышленных сточных вод, утраты и разрушения водосборных площадей, нерационального размещения промышленных предприятий, обезлесения, бесконтрольной залежной системы земледелия и нерациональных методов ведения сельского хозяйства. Это приводит к вымыванию питательных веществ и пестицидов. Нарушается естественный баланс водных экосистем, и возникает угроза для живых пресноводных ресурсов.

В различных обстоятельствах на водные экосистемы влияют также проекты освоения водных ресурсов в целях развития сельского хозяйства, такие, как плотины, схемы переброски речных стоков, водохозяйственные сооружения и ирригационные проекты. Эрозия, заиление, обезлесение и опустынивание приводят к возрастанию деградации земель, а создание водохранилищ в некоторых случаях отрицательно сказывается на экосистемах. Многие из этих проблем возникают вследствие экологически разрушительных моделей развития и отсутствия понимания проблем общественностью и соответствующих знаний об охране ресурсов поверхностных и подземных вод.

Степень воздействия на окружающую среду и здоровье человека поддается измерению, хотя во многих странах методы осуществления такого контроля являются весьма неадекватными или вообще не разработаны. Широко распространено недопонимание взаимосвязей между освоением, управлением, рациональным использованием и очисткой водных ресурсов и водными экосистемами. Там, где это возможно, исключительно важно осуществлять профилактические меры, с тем чтобы избежать впоследствии дорогостоящих мероприятий по восстановлению, очистке и освоению новых водных ресурсов.

В большинстве случаев вода, поступающая из скважины, а зачастую и из муниципальной водопроводной системы, нуждается в предварительной обработке, целью которой является доведение качества воды до действующих нормативов.

Судить о качестве воды и ее соответствии или несоответствии установленным нормам можно только на основании максимально полного химического и бактериологического анализа. Только на основе анализа можно делать окончательный вывод о той проблеме или комплексе проблем, с которыми придется иметь дело.

Основные неприятности с водой, с которыми приходится сталкиваться пользователям, следующие.

Наличие в воде нерастворенных механических частиц, песка, взвесей, ржавчины, а также коллоидных веществ. Их присутствие в воде приводит к ускоренному абразивному износу сантехники и труб, а также к их засорению.

Присутствие в воде растворенного железа и марганца. Такая вода первоначально прозрачна, но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато-бурую окраску, что является причиной ржавых подтеков на сантехнике. При повышенном содержании железа вода также приобретает характерный «железистый» привкус.

Жесткость, которая определяется количеством растворенных в воде солей кальция и магния. При их высоком содержании возможны выпадение осадка и появление белесых разводов на поверхности ванны, мойки и т.д. Соли кальция и магния, называемые также солями жесткости, являются причиной возникновения всем хорошо известной накипи.

Сравнительно безобидная в чайнике, накипь, откладываясь на стенках водонагревательных устройств (бойлеров, колонок и т.п.), а также на стенках труб в линии горячей воды, нарушает процесс теплообмена. Это приводит к перегреву нагревательных элементов, перерасходу электроэнергии и газа. Отложение накипи является причиной до 90 % аварий водонагревателей.

Наличие в воде неприятного привкуса, запаха и цветности. На эти три параметра, которые принято называть органолептическими показателями, могут оказывать влияние находящиеся в воде органические вещества, остаточный хлор, сероводород.

Бактериологическая загрязненность. Вызвана наличием в воде различных микробов или бактерий. Некоторые из них могут представлять непосредственную угрозу здоровью и жизни человека, но даже сравнительно безопасные бактерии в процессе своей жизнедеятельности выделяют органические вещества, которые не только влияют на органолептические показатели воды, но и, вступая в химические реакции (например, с хлором), способны создавать ядовитые и канцерогенные соединения.

Естественно, что приведенный выше список не исчерпывает всего многообразия проблем, возникающих с водой, однако знакомит нас с основными из них.

2.6 Особая тема: пресная вода и ее дефицит

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать