Программа элективного курса "Химические основы экологии"

         В 1980-е и 1990-е годы проблемы, связанные с окружающей средой, широко обсуждались учеными, политиками и в средствах массовой информации. Большое внимание было уделено вопросам глобального и регионального масштаба, например эмиссии диоксида углерода (СО₂), связанной с глобальным потеплением климата, и истощению озонового слоя стратосферы в связи с выбросами хлорфторуглеводородов (ХФУ). Однако проблемы местного значения рассматривались не менее серьезно, поскольку их последствия оказываются более явными и непосредственными. Вопросы, связанные с загрязнением водных ресурсов продуктами выщелачивания, поступающими со свалок, и образованием радона в жилых домах, являются теперь достоянием не только нескольких узких специалистов, но и заботой широкого круга населения. Следует отметить, что многие из этих проблем требуют понимания механизмов химических реакций и потому химия окружающей среды становится особенно важной и актуальной дисциплиной.

         Химия окружающей среды в настоящее время становиться одной из ведущих дисциплин в связи с все возрастающим воздействием антропогенных химических соединений на окружающую среду. В предлагаемом курсе  излагаются основные принципы, необходимые для изучения химии окружающей среды и показывается, как применяются эти принципы в локальных и глобальных масштабах и как проявляется эффект геохимических процессов во временном масштабе. 

         Цель курса химические основы экологии – знакомство учащихся с некоторыми основополагающими химическими принципами, которые используются в химии окружающей среды, и иллюстрация их применение в различных ситуациях как глобального, так и регионального масштаба.

Основной идеей этого курса является необходимость понимания того, как протекают природные геохимические процессы и как они действовали в различных временных масштабах. Такое понимание дает базовую информацию, на основе которой можно количественно учесть последствия вмешательства человека в химические процессы. Курс не пытается дать исчерпывающий обзор, в него включены темы, освещающие основополагающие химические принципы.

Пояснительная записка

Программа «Химические основы экологии» является модифицированной (Шустов С.Б., Шустова Л.В. «Химия и экология», Н.Новгород, 1994г., Нижегородский гуманитарный центр). Программа способствует интеграции естественных наук и гуманитарных наук, укрепляет систему экологического познания.

         Программа может быть реализована в учебном плане  9-11классов, предполагает снятие необоснованных предубеждений в отношении химии как «основного виновника» экологических бед, оценку её положительной роли в современном решении проблем окружающей среды, формирование оптимистического взгляда в будущее и веры в разум человека.

Цель

Заложить основы для восприятия базового курса химии с позиций экологической проблематики, развить естественнонаучных знания, а также приобщить учащихся к видению химических аспектов экологии.

Задачи

1.      Развитие познавательного интереса к экологическим проблемам.

2.      Развитие личностного самообразования.

3.      Создание комфортной обстановки, атмосферы сотрудничества.

4.      Формирование общественной активности по вопросам экологии.

5.      Формирование специальных знаний и умений.

Ожидаемые результаты

Учащимися должны быть переосмыслены основы базового курса химии с позиций экологической проблематики, скорректирован стереотип отношения к химии как «основного виновника» экологических проблем. Реализация программы даст возможность влиять на формирование у старшеклассников жизненных принципов, основанных на сотрудничестве человека с природой, воспитание ответственного отношения к природе.

Кроме того, комфортная благоприятная обстановка и атмосфера сотрудничества на занятиях способствует самообразованию.

Способы проверки знаний, умений, навыков и периодичность

Стартовое, промежуточное и итоговое тестирование.

Содержание программы.

Введение. 2 ч. (1+1)

Химия – наука о веществах и их превращениях. Экология – наука, изучающая отношение организмов между собой и окружающей средой. Взаимосвязь химии и экологии, их роль в познании окружающего мира. Охрана природы – комплекс мер по защите и сохранению объектов природы и рациональному использованию природных ресурсов. Двойственная роль человека в окружающей среде.

Практическая часть. Интервьюирование (опрос) учащихся школы с целью выявления их отношения к природе и её охране и сопоставление их ответов со своим личным отношением к проблеме.

Тема №1. Важнейшие химические понятия. 3 ч. (2+1)

Химические вещества и химические реакции. Простые и сложные вещества. Основные классы веществ. Графическое изображение веществ. Уравнения химических реакций. Знакомство с техникой безопасности при работе в химическом кабинете.

Практическая часть. Сопоставление физических явлений и химических реакций. Демонстрационное изменение окраски индикаторов в различных средах.

Тема №2. Основные экологические понятия. 4ч. (3+1)

Экологические фильтры. Организм, Цепи питания. Понятие о ПДК. Экологическая пирамида чисел и массы. Биосфера. Ноосфера. Уровни экологических проблем: местный, региональный, глобальный. Экологический кризис.

Практическая часть. Определение уровня экологических проблем.

Тема №3.  Организм человека – химическая лаборатория. 4 ч. (3+1)

Химическая организация организмов. Понятие об органических веществах: белках, жирах, углеводах, нуклеиновых кислотах, гормонах, витаминах. Неорганические вещества: вода, соли натрия, калия, кальция. Соединения железа, меди, кобальта, фосфора и их биороль. Причины быстрого старения организма. Ортобиоз – здоровый образ жизни.

Практическая часть. Ознакомление с составом зубной эмали и дентина. Причины появления кариеса.

Тема № 4. Атмосфера Земли и её охрана. 4 ч.(2+2)

Атмосфера – воздушная среда обитания. Воздух и его компоненты. Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. «Гигиена» воздуха. Вред, наносимый здоровью человека курением. Причины возникновения парникового эффекта, разрушения озонового слоя и возможные последствия. Охрана атмосферы. Экологические чистые виды топлива. Альтернативные источники энергии.

Практическая часть. Игра: «Если бы я был мэром...» Конкурс проектов: «Экологические чистые виды транспорта 21 века».

Тема №5. Гидросфера и её охрана. 4 ч. (2+2)

Вода, её состав и свойства. Гидросфера – водная среда обитания организмов. Основные источники и пути загрязнения водоёмов: добыча и транспортировка нефти, угля, руды, промышленные, сельскохозяйственные и бытовые стоки. Проблема дефицита пресной воды и её решение.

Практическая часть. 1. Имитационная игра: «Оперативное совещание» (проблема: нефть в море). 2. Экологическое прогнозирование. Оценка ситуации: водители  моют машины на берегу водоёма. Разработка проекта экологически безопасной площадки для мойки машин.

Тема №6. Литосфера и её охрана. 4 ч. (2+2)

Литосфера и её границы. Почва, её функции. Загрязнение  почвы тяжёлыми металлами (источники, последствия, защита). Накопление в почве пестицидов – химические средства борьбы с сорняками, болезнями растений. Влияние пестицидов на природную среду. Альтернативные способы борьбы с вредителями. Проблема городских и промышленных свалок и пути её решения.

Практическая часть. Круглый стол «Пестициды и окружающая среда». Составление памятки дачнику.

Тема №7. Химия в быту. 4 ч.(2+2)

Основные вещества, используемые в быту, их свойства. Техника безопасности при обращении с бытовыми химикатами. Первая помощь при химических отравлениях и ожогах. Этанол (состав, свойства, двойственная роль в отношении человека)

Практическая часть. 1. Знакомство с основными группами веществ, применяемых в быту. Конкурс инструкций по домашней технике безопасности. 2. Дискуссия: Этанол: факты «за» и «против».

Тема №8. Земля – наш общий дом. 4 ч. (2+2)

Круговорот веществ в биосфере. Распространенность элементов в земной коре. Понятие о методах контроля за поступлением металлов в растительные и животные организмы. Ксентобиотики – вещества, не свойственные живым организмам (косметические средства, аэрозоли). Экоотравления. Аллергия как результат экоотравлений. Пути сохранения чистоты биосферы. Роль экологии, химии в решении экологических проблем.

Программа рассчитана на  34 часа, из них – 20 часов теория, 14 часов практика.

Учебно-тематический план

№ п/п	Название разделов, тема	Количество часов
		всего	теория	практика
1	Введение	2	1	1
2	Важнейшие химические понятия	3	2	1
3	Основные экологические понятия	4	3	1
4	Организм человека – химическая лаборатория	4	3	1
5	Атмосфера Земли и её охрана	4	2	2
6	Гидросфера и её охрана	4	2	2
7	Литосфера и её охрана	4	2	2
8	Химия в быту	4	2	2
9	Земля – наш общий дом	5	3	2
ИТОГО:		34	20	14

Методическое обеспечение

	Тема	Форма занятий	Приемы, методы	Методический и дидактический материалы	Техническое оснащение	Форма подведения итогов
1	Введение	Групповая работа Интервьюирование	Групповое задание Беседа	Карточки	-	Подведение итогов интервьюирование
2	Важнейшие химические понятия	Практическое занятие	Групповые задания	Таблицы Схемы	Растворы кислот, щелочи, солей и различных индикаторов	Реферат
3	Основные экологические понятия	Групповая Индивидуальная Практическая	Лекция Беседа	Слайды Таблицы	Экран	Презентация
4	Организм человека – химическая лаборатория	Групповая Практическая	Лекция Дидактические карточки Практическая работа	Таблицы Схемы Дидактические карточки	-	Доклад
5	Гидросфера и её охрана	Групповая работа Имитационная игра Прогнозирование Моделирование	Групповые и индивидуальные задания Беседа	Дидактические карточки Таблицы Слайды	Экран	Имитационная игра
6	Литосфера и её охрана	Групповая работа Круглый стол	Лекция Беседа Индивидуальные задания	Дидактические карточки Видеофильм	Видеомагнитофон	Круглый стол Составление памятки дачнику
7	Атмосфера и её охрана	Групповая работа Индивидуальная работа Игра	Лекция Творческие задания Групповые задания	Таблицы Схемы Слайды	Экран	Конкурс проектов
8	Химия в быту	Практические задания Дискуссия	Индивидуальные задания Групповые задания Беседа	Дидактические карточки	Вещества, применяемые в быту	Дискуссия «Этанол: за и против»
9	Земля – наш общий дом	Групповые занятия Практическое занятие Конференция	Лекция Беседа Групповые задания	Таблицы Схемы слайды	Экран	Конференция «Химия и экология»

Список литературы

1.     Шустов С. Б., Шустова Л. В. Химия и экология. Учебное пособие для учащихся. Н. Новгород, 1994 г. Нижегородский гуманитарный центр.

2.     Э. Гроссе, Х. Вайсмантель. Химия для любознательных. Ленинград, «Химия», 1985 г.

3.     В.И.Голик, В.И. Комащенко, К. Дребенштедт. Охрана окружающей среды. Москва, 2005 г.

4.     А.Ф.Сергеева. Урожай без химии или экология шести соток. Ростов-Феникс, 2001 г.

5.     Г.П. Поляшова. Лечение без химии. Проверенные средства народной медицины. Золотая книга народной медицины. ЭКСМО, 2005 г.