Исследовательский проект "Законы природы в эксперименте"

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей Ямальский Центр внешкольной работы

Исследовательский проект (Серия мини-проектов)

Законы природы в эксперименте

Выполнили

обучающиеся объединения «Юный эколог»:

Окотэтто Варвара, 9 лет

Худи Валерия, 9 лет

Руководитель:

Бульдяева Ольга Анатольевна,

педагог дополнительного образования

с. Яр-Сале, 2015 г.

Содержание

Введение (цель, задачи, гипотеза)	3
Опыт №1 Раскрашенные овощи	3
Опыт №2 Кислотный дождь	4
Опыт №3 Экологическая катастрофа	5
Опыт №4 Яблоко и лимон	6
Опыт№5 Водомерка	6
Опыт№6 Зубочистки разбегаются	7
Опыт№7 Яйцо плавает	8
Опыт №8 Веселая радуга	8
Заключение	9
Список использованной литературы	10
Приложения	11

Введение

Выполненные эксперименты – серия самостоятельных научных проектов в области естествознания. Проводимые эксперименты безопасны и основаны на использовании простых доступных материалов, выполнялись с помощью педагога, таким образом, мы пробовали свои первые шаги в науке, знакомились с некоторыми законами природы.  Естествознание — совокупность знаний о природных объектах, явлениях и процессах. Естествознание возникло до образования отдельных естественных наук. Учёных, занимавшихся естествознанием или накоплением первичных знаний о природе, называли естествоиспытателями. Нами было проведено 8 опытов.

Цель проводимых экспериментов: знакомство с некоторыми очевидными, но необъяснимыми на первый взгляд явлениями природы с последующим научным обоснованием.

Задачи:

·         Участие в постановке эксперимента

·         Подбор необходимых материалов и инструментов для постановки опыта

·         Объяснение полученного результата

Каждый эксперимент был поставлен по определенной схеме согласно предъявляемым требованиям к каждому.

Гипотеза если провести ряд лабораторных экспериментов, то можно объяснить некоторые необъяснимые явления природы.

Опыт №1 «Раскрашенные овощи».

Цель эксперимента: убедится в изменении химического состава фруктов и овощей на примере яблока и картофеля.

Материалы: 1 яблоко и 1 картофель, фольга, острый нож, пипетка, раствор йода, стаканчики.

Схема постановки опыта:

·         Вырезать толстые ломтики из середины яблока и картофеля

·         Разложить на фольге ломтики в ряд

·         Налить половину маленького стаканчика воды, добавить 5 капель йода и размешать

·         При помощи пипетки нанести раствор йода на ломтики

·         Внимательно посмотреть на цвет и рисунок ломтиков

Результаты: ломтик картофеля у всех ребят (экспериментаторов)  после нанесения капли раствора йода окрасилось в синий цвет. Яблоко не окрасилось либо имело бледно-голубой цвет.

Объяснение: при созревании овощей и фруктов содержащийся в них крахмал превращается в сахар. В незрелых овощах и фруктах много крахмала и мало сахара. И поэтому ломтики крахмала окрасились в синий цвет. Это связано с тем, что йод вступает в химическую реакцию с крахмалом, образуя вещество синего или голубого цвета. Яблоки сладкие, потому что в них содержится больше сахара, чем крахмала (крахмал превратился в сахар по мере созревания фруктов), поэтому ломтики яблок не окрасились при добавлении капель раствора йода.

Опыт №2 «Кислотный дождь»

Цель эксперимента: убедится в разрушительном действии кислоты на различные объекты природной среды.

Материалы: мел в виде порошка,  уксус или лимонный сок, контейнеры из пенопласта, лупа

Схема постановки опыта:

·         Положить в контейнер измельченный в порошок мел

·         Налить на него немного уксуса (осторожно!)

·         Наблюдения за происходящими изменениями

Результат: при помощи лупы увидели, как в результате разрушающего действия кислоты на твердую породу (мел) образуется пена. Наклонив ухо пониже, слышно  шипение пузырьков газа.

Объяснение: уксус – это кислота, и она вступает в химическую реакцию с мелом. Мел состоит из известняка – минерала, который при взаимодействии с кислотами в другие вещества: одно из них углекислый газ, пузырьки которого мы и видели. Таким образом в природе ( а именно в архитектуре) наблюдается постепенное разрушение статуй и фасадов домов происходит из-за химической реакции между кадмием и слабым раствором кислоты, содержащейся в каплях дождя (так называемый кислотный дождь). Если этот каменно – известняк или мрамор, который содержит его в своем составе, разрушение идет быстрее. Некоторые виды камня более устойчивы к воздействию кислот.

Опыт №3 «Экологическая катастрофа»

Цель эксперимента: убедится в разрушительном воздействии на окружающую природу катастрофы техногенного характера.

Материалы: 2 небольшие баночки, вода водопроводная, растительное масло, ложка, птичье перо, мелкий песок, древесные опилки.

Схема постановки эксперимента:

·         Налить воду в 2 небольшие баночки

·         Добавить в каждую баночку по 2 ложки растительного масла

·         Провести несколько раз птичьим пером по масляному пятну

·         Посмотреть, что с ним станет

·         Попробовать вычерпать ложкой масло из баночек

·         (возможная очистка) Затем посыпать на пятно в одну баночку древесные опилки, в другую – мелкий песок

·         Ответить на ряд вопросов

Результаты: после добавления масла в баночки с водой мы наблюдали образование масляного пятна на поверхности (тонкая пленка). После проведения пером по масляному пятну мы заметили, что масло собирается на нем. И даже после попытки промыть его водой у нас ничего не вышло. При добавлении песка и древесных опилок масло собиралось на эти добавленные элементы, но вода полностью не очистилась, даже после вычерпывании масла ложкой.

Объяснение: на самом деле в природе существуют опасность возникновения катастрофы техногенного характера. Это возникнуть при пожарах на водных суднах, в таком случае масло, бензин оказывается в воде и подобным образом образует тонкую пленку только уже на больших площадях. В этом случае страдают все водные обитатели. После подобной катастрофы морская птица едва может выжить, поскольку после смачивании в масле, перья становятся тяжелыми и взлететь она уже не сможет.

Опыт №4 «Яблоко и лимон»

Цель эксперимента: узнать об осветляющих свойствах лимона.

Материалы: яблоко, лимон, острый нож, контейнеры из пенопласта.

Схема постановки эксперимента:

·         Разрезать яблоки и лимон на ломтики

·         Поместить 2 кусочка на контейнеры

·         На один кусочек яблока выдавить сок лимона

·         Через 15 минут наблюдать за происходящими изменениями

Результат: через 15 минут после добавления капель лимонного сока на ломтик яблока нами было отмечено следующее: Кусочек яблока оставался светлого цвета, а тот ломтик лимона, который ничем не обрабатывали (соком лимона), потемнел.

Объяснение: лимон обладает обесцвечивающим действием из-за содержания в нем лимонной кислоты. Поэтому кусочек яблока цвет не изменял. Потемнение кусочков яблока наблюдаются по следующей причине: яблоко содержит в своем составе железо, и после взаимодействия железа с воздухом (кислородом) оно окисляется.

Опыт №5 «Водомерка»

Цель: узнать об особенностях движения по воде насекомого Водомерка.

Материалы: 2 стаканчика, вода, английская булавка (иголка), жидкое мыло, пинцет, пипетка.

Схема постановки опыта:

·         Налить воду в стаканчики

·         В один стаканчик поместить при помощи пинцета иголочку на воду (аккуратно!), чтобы иголка осталась на поверхности воды.

·         Добавить пипеткой каплю жидкого мыла в другой стаканчик и попытаться вновь поместить иголку на поверхность воды.

·         Пронаблюдать результаты в двух стаканчиках.

Результат: при аккуратном опускании иголки на поверхность воды наблюдали следующее: иголка оставалась на поверхности воды, как будто на пленке. Добавив каплю мыла, иголка на поверхности воды уже не держалась, как бы ни аккуратно ни пытались ее опустить на воду.

Объяснение: насекомое Водомерка имеет следующее свойство – передвигаться по поверхности воды, не опускаясь в толщу воды. Это объясняется особым строением конечностей этого насекомого и физическим состоянием воды. Поверхность воды имеет особую невидимую для глаз человека пленку, которую называют поверхностным натяжением. После попадания вещества (в нашем случае жидкого мыла), способного разрушать эту пленку, насекомое  (в нашем случае это иголка) уже на сможет удержаться на поверхности воды и может погибнуть. В более широких масштабах (река, озеро) при  попадании подобного рода веществ в воду может привести к массовой гибели таких насекомых, которые в свою очередь являются обязательным звеном пищевой цепи.

Опыт №6 «Зубочистки разбегаются»

Цель эксперимента: познакомится с удивительными свойствами некоторых веществ

Материалы: кусочек сахара (рафинад), деревянные палочки (зубочистки), жидкое мыло, контейнеры из пенопласта.

Ход проведения эксперимента:

·         В контейнер  налить воды

·         Расположить зубочистки (4 шт.) радиально (как лучи солнца)

·         В центр поместить кусочек сахара

·         Наблюдать за происходящими изменениями

·         Вынуть сахар, а на его место добавить каплю жидкого мыла

·         Наблюдать за происходящими изменениями

Результаты: поместив кусочек сахара между зубочистками, нами было отмечено следующее: зубочистки притягивались к кусочку сахара, как магнитом. При добавлении жидкого  мыла зубочистки «разбегаются» в разные стороны.

Объяснение: выше описанное связано с тем, что сахар впитывает воду и за счет тока воды к кусочку сахара зубочистки притягивались к сахару. Капля мыла заставляет зубочистки «разбегаться», так как поверхностное натяжение разрушается.

Опыт №7 «Яйцо плавает»

Цель: познакомится со свойствами морской и пресной воды.

Материалы: 2 стакана с водой, поваренная соль, 2 яйца.

Ход проведения эксперимента:

·         В 2 стакана налить водопроводную воду.

·          В другой насыпать соль до тех пор, пока соль не перестанет растворяться.

·         Одновременно в стаканы опустить  по одному яйцу.

·         Наблюдать за изменениями.

Результаты: в стакане с соленой водой (аналогия морской воды) яйцо плавает на поверхности воды. В стакане с водопроводной водой (пресная вода) яйцо располагалось в толще  воды.

Объяснение: плотность морской воды выше, чем пресной, поэтому яйцо в соленой воде находится на поверхности.

Опыт №8 «Веселая радуга»

Цель эксперимента: знакомство с понятием «плотность»

Материалы: сахар песок (15 ложек), акварельные краски (красный, желтый, зеленый, синий, фиолетовый), вода, 6 стаканчиков.

Ход проведения эксперимента:

·         В 5 стаканчиков налить по 30 мл. воды

·         В воду каждого стаканчика добавить краски акварельные

·         В стаканчик с фиолетовой краской положить 5 ложек сахара

·         В стаканчик с синей краской – 4 ложки сахара

·         В стаканчик с зеленой краской – 3 ложки сахара

·         В стаканчик с желтой краской – 2 ложки

·         В стаканчик с красной краской – 1 ложка сахара..

·         Далее весь этот цветной сироп поместить в одном стаканчике.

·         К сиропу фиолетового, осторожно вливать сироп синего цвета, затем – зеленого, желтого и красного цвета

Результаты: в результате описанных манипуляций в одном стаканчике получилась радуга всех цветов, которые между собой не смешаны и слои цветов сохранены.

Объяснения: при смешивании воды и сахара получается раствор, который называется сироп. Чем больше сахара, тем сироп получается более насыщенный. Плотность (вязкость) жидкости с большим количество сахара выше. Чем больше сахара, тем плотность сиропа выше. Поэтому самая большая плотность у жидкости фиолетового цвета, затем синей и т.д. Именно за счет разной плотности слои сохранялись и цвета не перемешивались.

Заключение

Таким образом, проведенные  увлекательные эксперименты позволили обучающимся сделать свои первые шаги в науке, познакомиться с некоторыми законами природы, благодаря которым вся живая природа  и существует на нашей планете. Не зря сказаны золотые слова Т. Кампанелла «Критерием истины является опыт».

Список использованной литературы:

1.     Безух, К.Е.Активизация познавательной деятельности учащихся при обучении биологии //Открытый урок. Методики, сценарии, примеры. №4, апрель, 2012. С.13-21.

2.     Боголюбов С. А. Природа: что мы можем. М:. Наука.  – 1987. 96 с.

3.     Зверев, А.Т. Экология. Наблюдаем и изучаем, М.: Оникс, 2006. – 47 с.

4.     Якурнова В.Ф. Жизнь водоема: [внеклассное занятие по эколо­гическому воспитанию младших школьников]//Начальная школа.–2005 –№ 11.–С.99–101.

Приложения

Опыт «Раскрашенные овощи»

 

Опыт «Кислотный дождь»

Опыт «Экологическая катастрофа»

 

Опыт «Яблоко и лимон»

  

Опыт «Водомерка»  

 

Опыт «Зубочистки разбегаются»

 

Опыт «Яйцо плавает»

Соленая вода	Пресная вода

Опыт «Веселая радуга»