Ознакомление учащихся с химическими производствами в курсе средней школы

Ознакомления учащихся с химическими производствами

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОЗНАКОМЛЕНИЕ УЧАЩИХСЯ С ХИМИЧЕСКИМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ

1.1 Состояние вопроса в практике школ

1. 2 Отбор производств

1.3 Объём знаний о химических производствах

1.4 Методические принципы ознакомления учащихся с химическими производствами
1.5 Подготовка к изучению химических производств

1. 6 План изучения производства

ГЛАВА II. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫБРОСОВ ОТДЕЛЬНЫХ ОТРАСЛЕЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ
2.1 Загрязнение окружающей среды

2.2 Экологическое воздействие выбросов химических производств

ГЛАВА III. ОЗНАКОМЛЕНИЕ УЧАЩИХСЯ С ХИМИЧЕСКИМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ

3.1 Производство извести как пример первоначального изучения химического производства в VIII классе

3.2 Переработка нефти

3.3 Производство чугуна и стали (в X классе)

3.4 Синтез аммиака и азотной кислоты как пример комбинированного химического производства

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение

Современный мир характеризуется постоянно возрастающим уровнем антропогенных и техногенных нагрузок, интенсивным преобразованием биосферы человеком, расширением размеров техносферных регионов. Большая часть населения проживает в крупных территориально-промышленных регионах с высоким уровнем концентрации промышленных производств и технических объектов. Мир техносферных опасностей определяется, прежде всего, опасностью технических объектов и промышленных технологий, опасностью окружающей природной среды, техники, используемой человеком в повседневной жизни.

В настоящее время перед человеческим сообществом стоит задача рационального и продуманного формирования техносферы, которая обеспечивала бы приемлемые для человека и природных экосистем условия существования. Эта задача исключительно сложна и предусматривает осуществление комплекса разноплановых и взаимосвязанных мероприятий, а именно:

* разумное ограничение потребностей человека;

* создание новых технических объектов и технологий, ориентированных на малоотходность и ресурсосбережение;

* минимизация воздействия техники и технологий на человека и природную среду;

* рациональное размещение производств и селитебных зон;

* создание комплексной системы обеспечения безопасности жизни в техносфере.

В 1994-1995 гг. учебно-методическим объединением вузов по университетскому политехническому образованию была разработана программа подготовки специалистов, способных квалифицированно решать задачи, связанные с обеспечением безопасности жизнедеятельности человека в техносфере. Это - инженерная образовательная программа со значительной составляющей экономического и организационно-управленческого образования, потому что обеспечением техносферной безопасности должны заниматься, прежде всего, специалисты с инженерным образованием, так как основными объектами опасности и средствами защиты от них являются технические объекты.

Специальность "Безопасность жизнедеятельности в техносфере" (330100) включена в направление подготовки дипломированных специалистов 656500 "Безопасность жизнедеятельности", которое введено в классификатор направлений и специальностей высшего профессионального образования в 2000 г. при разработке новых государственных образовательных стандартов (ГОС) [1, 2].

Основная деятельность специалиста, подготовленного по образовательной программе специальности "Безопасность жизнедеятельности в техносфере", связана с разработкой комплекса мероприятий и взаимной увязкой отдельных компонентов этого комплекса для обеспечения безопасности жизни н деятельности человека в техносферном регионе, территориально-промышленном комплексе или промышленном предприятии участием в разработке и реализации комплексных программ обеспечения техносферной безопасности, технико-экономического обоснования инженерных и организационных мероприятий.

Глава I. ОЗНАКОМЛЕНИЕ УЧАЩИХСЯ С ХИМИЧЕСКИМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ
Изучение в средней школе научных основ современного производства, в том числе химического производства, - одно из важнейших средств для разрешения задачи политехнической подготовки учащихся. Процесс изучения химических производств связывает теорию с практикой, конкретизирует, углубляет и закрепляет знание теоретических основ химии, помогает нашей молодёжи по окончании школы свободно выбрать профессию и стать активными участниками коммунистического строительства.

1.1 Состояние вопроса в практике школ

В осуществлении политехнического обучения учителя химии уже добились некоторых положительных результатов. Многие учителя на уроках химии систематически обращают внимание на применение химии в практической жизни, знакомят учащихся с важнейшими химическими производствами, проводят экскурсии на местные производства, используют технологические схемы, таблицы, модели, диапозитивы, кинофильмы и другие наглядные пособия. К изготовлению производственных схем, таблиц, моделей и других пособий, необходимых для раскрытия самой сущности химических производств, они привлекают учащихся - используют для этого не только уроки, но и внеклассные, кружковые занятия.

Некоторые учителя чрезмерно увлекаются и знакомят учащихся с технологией чуть ли не всех производств, о которых упоминается в курсе химии средней школы, проводят очень много экскурсий на местные производства, и в то же время от конкретного производственного материала недостаточно подводят учащихся к теоретическим обобщениям, к уяснению общих научных основ современных химических производств.

Имеются и такие учителя, которые совершенно недостаточно внимания уделяют ознакомлению учащихся с химическими производствами, которые строго придерживаются материала учебника, сообщают ученикам мало производственных сведений и вовсе не касаются тех производств, которые в учебнике не описаны.

В процессе ознакомления учащихся перед учителями химии встает целый ряд вопросов: отбор химических производств, объём знаний о химических производствах, методические принципы ознакомления учащихся с химическими производствами, подготовка к изучению производств, план изучения производств и др. (1).

1.2 Отбор производств
Для осуществления политехнического обучения знакомить учащихся общеобразовательной школы с большим количеством химических производств нет никакой необходимости, так как политехнический принцип «не требует обучению всему, а требует обучения основам индустрии вообще.

В общеобразовательной средней школе на уроках химии должны изучаться химические производства лишь наиболее важные в народнохозяйственном отношении, вполне доступные для понимания учащимися и самые типичные, наиболее ярко отражающие использование химических теорий и закономерностей в практической жизни.

Учебной программой средней школы предусмотрено изучение только некоторых производств.

VIII класс. 1. Очистка воды.

2. Производство извести.

IX класс. 1. Синтетическое получение соляной кислоты.

2. Производство серной кислоты (контактным способом).

Х класс. 1. Производство аммиака и азотной кислоты.

2. Производство азотных удобрений.

3. Производство суперфосфата.

ХI класс. 1. Производство алюминия.

2. Производство чугуна и стали.

3. Переработка нефти.

4. Коксование углей.

5. Производство уксусной кислоты.

В процессе изучения этого, сравнительно небольшого количества производств, учитель химии должен вскрыть то общее, что составляет основу современной химической промышленности. В курсе химии средней школы, конечно, речь идёт не только о перечисленных производствах, но и о производственных способах получения целого ряда других веществ: кислорода, водорода, хлора, металлов (кальция, натрия и др.), углеводородов, (этилена, ацетилена и др.), сахара, синтетического каучука, пластмасс, цемента и др. С промышленными способами получения этих веществ учащиеся тоже знакомятся, но знакомятся очень кратко. Обращают внимание не на технологию и другие связанные с этим вопросы, а только на самую химическую сущность производственных процессов, и лишь в некоторых случаях - на условия этих процессов. Более подробное изучение производств этих веществ выходит за пределы учебной программы, является недопустимой перегрузкой учащихся и может быть осуществлено только в процессе внеклассных занятий.

В политехнической подготовке учащихся имеют значение доступные для посещения местные химические производства, а также ближайшие к школе месторождения химического сырья. Однако следует твёрдо помнить один из важнейших принципов: Местное производственное окружение в учебных целях используется лишь в объёме требований, предусмотренных учебной программой.

Местные производства, не предусмотренные учебной программой, рассматриваются в средней школе не детально, а только как отдельные иллюстрации изучаемых по программе научных принципов, общих для современных химических производств. Экскурсии на местные производства, не предусмотренные программой, проводятся не в учебное время, а только в процессе внеклассных занятий.

Следует вообще заметить, что успех решения задачи политехнической подготовки учащихся зависит не столько от количества изученных производств, сколько от умелого отбора наиболее важных, типичных современных производств и от степени использования этих производств с точки зрения требований, предусмотренных программой общеобразовательной средней школы.

1.3 Объём знаний о химических производствах

О предусмотренных программой производствах учащиеся должны усвоить: а) продукт данного производства (его состав, свойства и применение); б) используемое в производстве сырьё (его состав, свойства и подготовка к переработке); в) химические реакции, лежащие в основе получения продукта производства; г) основные фазы производства; д) устройство и принцип действия важнейших аппаратов; е) значение данного производства в народном хозяйстве нашей страны и его связь с другими отраслями производства, а также ж) организацию труда, отражающую социалистический характер нашего советского производства.

На примере важнейших химических производств учащиеся знакомятся с научными принципами и производственными установками, общими, типичными для современных химических производств (3).

В этой связи важно учесть следующее. Как известно, каждое производство ставит своей задачей максимально повысить производительность труда: получить в определённое время наибольшее количество продукта высокого качества с наименьшей себестоимостью. В химическом производстве это достигается путём осуществления целого ряда общих научных принципов как в части технологии, так и в части организации производства.

С целью ускорения процесса всякого химического производства требуется наибольшее увеличение поверхности реагирующих веществ. Поэтому технологический процесс химического производства обычно начинается со специальной предварительной подготовки сырья: механического дробления, очистки, обогащения. Наиболее технически совершенные методы дробления твёрдого химического сырья и его обогащения, а также важнейшие методы очистки сырья (применение магнита, флотации, специальных фильтров, электроочистителей, осушителей и др.) относятся к общим научным оснонам современных химических производств.

С целью наиболее тесного соприкосновения реагирующих веществ в химических производствах, помимо измельчения этих веществ, требуется также их перемещение относительно друг друга. Здесь часто используют принцип противотока, чем достигается наибольшая равномерность течения процесса и полнота использования реагирующих веществ.

С целью наиболее полного использования исходных материалов » ряде химических производств применяется также принцип циркуляции реагирующих веществ. Как известно, вещества за время прохождения через производственную установку не всегда успевают полностью прореагировать. Не вступившие сначала в реакцию вещества затем снова возвращают в аппарат. Так, например, при синтетическом получении аммиака в контактном аппарате реагирует только часть (30-37 %) смеси азота и водорода; поэтому оставшиеся газы отделяют от образовавшегося жидкого аммиака и с помощью специальных насосов опять направляются в контактный аппарат. Сущность так называемого циркуляционного метода и заключается в отделении ещё не прореагировавших веществ от полученного продукта и возвращении их опять в производство. Циркуляционный метод использования химических веществ - также один из основных принципов современного химического производства.

С целью ускорения химической реакции, а тем самым и увеличения выхода продукта, в производственных условиях создают оптимальные температуру и давление. В некоторых случаях этому же служит и применение катализатора. Химические процессы во многих производствах обратимы. В этих случаях, с целью смещения химического равновесия и направления реакции в сторону максимального выхода продукта, реагирующие вещества используют в оптимальных концентрациях.

К общим научным принципам современных химических производств, подлежащих изучению в общеобразовательной средней школе, относятся: а) увеличение поверхности реагирующих веществ, б) теплообмен, в) противоток, г) циркуляция реагирующих веществ, д) изменение скорости и направления химических реакций (использование катализатора, оптимальных температур, давления и концентрации). Все перечисленные общие принципы современных химических производств основываются на закономерностях химических процессов, изучаемых в курсе химии средней школы. Поэтому учитель на примерах отдельных химических производств должен знакомить учащихся, как с научными принципами производств, так и с лежащими в их основе теориями и химическими закономерностями. Максимальное повышение производительности современных химических производств зависит не только от управления реакцией в производственных условиях, но и от рациональной организации самого производства.

К принципам рациональной организации химических производств относятся: а) непрерывность и фазность производственного процесса, б) механизация и автоматизация, в) использование электричества, г) комбинирование производств, д) охрана труда и е) методы повышения производительности труда рабочих.

1.4 Методические принципы ознакомления учащихся с химическими производствами

Общеобразовательная средняя школа не готовит и не может готовить химиков-специалистов: лаборантов, аппаратчиков, техников и т. п., она лишь содействует тому, чтобы её выпускники были всесторонне образованными и получили возможность быстро освоить связанные с применением химии профессии, чтобы полученные химические знания и умения они могли успешно применить в практике нашего коммунистического строительства.

Производственный материал в курсе химии средней школы должен не мешать, а наоборот, содействовать нормальному процессу освоения теоретических основ химии.

Ознакомление учащихся с химическими производствами может иметь успех лишь в том случае, если оно осуществляется не в отрыве, а в самой тесной, органической связи с самим курсом химии. Чем лучше учащиеся ознакомятся с конкретными веществами и их изменениями, тем отчетливее они усвоят теоретические основы химии, тем более осмысленно будет разрешаться и задача политехнической подготовки учащихся.

Ознакомление учащихся с научными принципами производства следует проводить постепенно и последовательно. Соответствующие научные принципы нужно отмечать при изучении каждого конкретного производства. При изучении новых производств нужно' возвращаться к ранее отмечавшимся принципам, повторять, обобщать и углублять их понимание. В этом отношении особенно важно использовать изучение производства серной и азотной кислот и синтеза аммиака.

Ознакомление учащихся с химическими производствами должно строиться, прежде всего, на лабораторных опытах, раскрывающих химическую сущность этих производств.

Если, например, речь идёт о производстве извести в VII классе, то учитель показывает учащимся опыты разложения углекислого кальция прокаливанием и дальнейшим гашением полученной жжёной извести. Сущность сернокислотного производства учащиеся по настоящему осмысливают только на основе непосредственного восприятия опытов получения сернистого газа, окисления сернистого газа в серный ангидрид, получения серной кислоты растворением серного ангидрида.

Большую роль на уроках химии играют демонстрации таблиц и схем технологических процессов, моделей наиболее типичных аппаратов и установок целых производств (4), а также демонстрации диапозитивов и кинофильмов, иллюстрирующие изучаемые производства. Осмысливанию и закреплению производственного материала во многом содействуют самостоятельные лабораторные работы и практические занятия учащихся, а также решение задач, особенно экспериментальных и построенных на производственном материале.

Большое образовательно-воспитательное значение в изучении производств имеют экскурсии как на химические заводы так и на производственные выставки, в музеи, в химические цеха нехимических производств к местам природного залегания химического сырья и др. (5). Однако опыт работы многих учителей химии со всей несомненностью показывает, что экскурсии дают положительный результат лишь в том случае, если они хорошо организованы. Здесь очень важна не только подготовка к экскурсии и её проведение, но и последующий анализ всего того, что учащиеся па экскурсии видели. Чрезмерное увлечение количеством экскурсии за счёт качества их подготовки, проведения и использования получаемых на экскурсиях сведений совершенно не допустимо.

В целях политехнической подготовки учащихся можно с большим успехом использовать не только классные, но и внеклассные занятия. Можно, при наличии необходимых условий, организовать химический кружок и с членами этого кружка проводить экспериментальные работы, производственные экскурсии, чтение научно-популярной и технической литературы, а также изготовление необходимых для уроков учебных пособий: схем приборов, моделей и т. д. Можно организовать для учащихся встречи с учёными и передовиками химической промышленности, проводить обзорные лекции специалистов и демонстрировать кинофильмы - показывать учащимся исключительные успехи современной и особенно пашей советской химии, химической промышленности.

1.5 Подготовка к изучению химических производств

В процессе изучения химических производств, как и во всей учебно-воспитательной работе школы, решающую роль играет учитель. Без достаточно полного и четкого знания учителем технологии химического производства политехническая подготовка учащихся неминуемо примет абстрактный, формальный характер.

В части описания химических производств материал учебника во многих случаях, конечно, недостаточен. Учителю очень важно использовать специальные руководства по технологии химических производств, а также материал о химизации нашего народного хозяйства.

Большую помощь может оказать предварительное посещение специальных отделов музея, выставок и химических производств.

Особенно внимательно следует ознакомиться с материалами, характеризующими общие научные принципы современных химических производств (3).

Предварительно следует подготовить также весь необходимый демонстрационный материал: таблицы, схемы, модели, диаграммы и др. Приходится учитывать то обстоятельство, что производственные схемы в специальных руководствах часто очень сложны и для использования на уроках нуждаются в значительном упрощении.

Успешное изучение химических производств требует предварительной подготовки не только учителя, но и учащихся. К изучению производства вещества необходимо приступать только после того, как учащиеся усвоят: состав, свойства (физические и химические) и практическое значение этого вещества, а также химические реакции его получения и условия, при которых эти реакции протекают.

Страницы: 1, 2

В соцсетях