«Значение некоторых ионов металлов для организма человека»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

«ШКОЛА № 40» г.РЯЗАНИ

Интегрированный урок биологии и химии

по курсу «Биология» и

«Неорганическая химия »

для учащихся 9 классов.

Тема урока:

«Значение некоторых ионов металлов для организма человека».

                                Урок разработала:

                                                              учитель биологии

                                                        Ерёмина Е.И.

Пояснительная записка.

  Тема урока «Значение некоторых ионов металлов для организма человека» в настоящее время является достаточно важной, так как связана с повседневной жизнью человека и на протяжении всей истории развития человеческого общества. По мере развития наук, значение металлов для жизни и жизнедеятельности организма становилось всё более очевидным, т.к. выяснялись их новые свойства.

  Та информация, которая представлена в данном плане-конспекте, может быть использована учителями химии и биологии независимо от того каким УМК он пользуется.

      Данная разработка предназначена для двух академических часов в 8 или 9 классе. Использовать  материал конспекта можно после того, как будет изучены темы по курсу «Биология. Человек»: опорно-двигательная система, внутренняя среда организма, обмен веществ и энергии.

 После изучения темы по химии «Простые вещества. Металлы».

В разработанном плане-конспекте подразумевается знание учащимися 8 класса понятий макро-, микро- и ультромикроэлементы  ,если  дать эти понятия, изучая тему «Обмен веществ и энергии. Если урок проводить в 9 классе, то его можно брать как обобщения и закрепления знаний перед изучением раздела «Металлы».

      Для повышение качества образования, обеспечения образовательно-воспитательного процесса, использовались современные и эффективные педагогические методы, приемы и технологии:

   использование технологии проектной деятельности, которая позволяет

 индивидуализировать учебный процесс, дает возможность проявить творческую самостоятельность в планировании, организации и контроле своей деятельности, развивает критическое мышление, формирует коммуникативную компетентность;

   информационно-коммуникационные технологии, позволяющие

 формировать информационную компетентность, обеспечивающую повышение качества обучения, личностно-ориентированное обучение;

   групповая работа учащихся (технология сотрудничества), которая

 повышает мотивацию, позволяет выбирать индивидуальный темп, решать творческие задачи, реализовывать принцип партнерства, формирует навыки самоорганизации и самообразования;

   опережающие задания, обеспечивающие «погружение» в проблему и

способствующие личностному росту учащихся;

   практические технологии, способствующие формированию устойчивого

 интереса к рассматриваемым вопросам.

 Вышеперечисленные методы, приемы и технологии обеспечивают деятельностный и личностно-ориентированный подход, который является неотъемлемой частью современного образования. Школьники должны не только усвоить систему знаний о значении ионов металлов для жизнедеятельности организма, но и уметь правильно ориентироваться  в изученном материале. Активная, осознанная познавательная практическая деятельность учащихся формирует в них  способность и готовность к использованию биологических и химических знаний и умений в повседневной жизни человека.

Эффективность урока можно будет легко проследить проверив и проанализировав рабочие карточки учащихся, т.к. в них заносятся все результаты деятельности каждого ученика и результаты работы группы, а также по рабочим карточкам можно проследить вклад каждого члена группы.

Очень важно чтобы в ходе работы учебный материал стал предметом активных мыслительных и практических действий каждого ученика.

Эпиграф урока:

«Настоящий ученик учится открывать неизвестное с помощью известного и тем самым приближается к учителю»

(Гете).

Цель: Познакомить учащихся с различными функциями ионов металлов с точки зрения химии, биологии, диетологии.

Задачи:

·        показать единство живой и неживой природы;

·        углубить представление о многообразии металлов и их значении;

·        сформировать основу для изучения последующих тем курса химии и биологии;

·        продолжить развивать умение работать с дополнительными источниками информации;

·        развивать познавательный интерес, реализуя межпредметные связи курсов химии, биологии.

Оборудование:

·        у учащихся  - набор химического оборудования, рабочие карточки, учебники, географический атлас, таблички с надписями лабораторий;

·        у учителя – компьютер, проектор для презентации материалов урока;

• около доски -  модель скелета человека, экран для проектора.

Организация: класс делится на 3 группы; ученики выступают в роли научных сотрудников, которые представляют лаборатории химии, биохимии, диетологии.

Время проведения: урок рассчитан на два академических часа.

Тип урока: урок применения знаний, умений и навыков.

Используемый учебно-методический комплекс:

1.     Учебник: Габриелян О.С. Химия. 8 класс.- М.: Дрофа, 2010.

2.     Химия. 8 класс: Поурочные разработки к учебнику О.С. Габриеляна, Л.С. Гузея и др.,  - М.: ВАКО, 2008.

3.     Программа курса химии 8-11 классов общеобразовательных учреждений/О.С. Габриелян. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2006.

4.     Исследовательская деятельность учащихся по химии: метод. пособие/Е.В. Тяглова. – 2-е изд. – М.: Глобус, 2007.

5.      Биология. 5-9 классы: программы для общеобразоват. учреждений к комплекту учебников, созданных под руководством авт.Пономарёвой И.Н.- –  изд.»Вентана-Граф»,2012г,соответствует ФГОС ООО.

6.     Биология. Человек. 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений/Драгомилов А.Г., Р.Д. Маш,. – изд.»Вентана-Граф», .

7.     Биология 8(9) класс. Универсальные поурочные разработки. – М.: Вако, 2006. – 412 с.

8.     В помощь учителю биологии: Методические рекомендации. – Калуга: Институт повышения квалификации работников образования, 2008. – 136 с.

9.     Исследовательская и проектная деятельность учащихся по биологии: метод. пособие/ Е.В. Тяглова. – 2-е изд., стереотип. – М.: Планета, 2010. – 255 с.

Ход урока:

1.     Организация начала урока (психологический настрой учащихся).

2.     Введение в тему, определение задач, деление на группы, представление специалистов: химик, биохимик, диетолог

3.     Изучение новых знаний, необходимых для формирования умений.

3.1.         Творческий поиск учащихся по различным источникам информации, о разных видах смягчения воды.

3.2.         Совместное обсуждение представленного материала, выявление наиболее простого способа смягчения воды и возможности его использования.

4.     Творческое применение знаний и умений при выполнении заданий после изучения материала.

5.     Домашнее задание: найдите информацию о других металлах (которые сегодня не изучали), влияющие на здоровье человека и которые человек использовал с древних времен.

1.    Организация начала урока (психологический настрой уч-ся).
Деятельность учителя	Деятельность учащихся
Вводное слово: Учитель химии: Сегодня у нас необычный урок это - урок-конференция (слайд 1,2) «Значение некоторых ионов металлов для организма человека» В конференции принимают участие научные сотрудники лабораторий химии, биологии, диетологии (представление детей), вести конференцию будут ваши учителя. Что всегда люди чаще желают друг другу? Здоровья! – Это и есть самое важное для человека в жизни. На нашей конференции мы познакомимся с различным действием ионов металлов на здоровье человека.	Учащиеся входят в класс и рассаживаются согласно поставленным табличкам.
2.    Сообщение темы урока и его задач
Учитель биологии: Целью нашего урока будет знакомство с различными функциями ионов металлов с точки зрения химии, биологии и диетологии. Сотрудники нескольких лабораторий провели  работу, собрали материал о химических элементах, входящих в состав строения организма человека. Надеемся, что услышанные сегодня сообщения дадут возможность еще раз проследить связь живой и неживой природы, почерпнуть полезные сведения для каждого из нас. (слайд 3, 4)   Каждый из вас в ходе урока должен заполнить рабочую карточку которая лежит у вас на столе.	Учащиеся внимательно слушают  учителей и настраиваются на соответствующий предметный материал. Учащиеся рассматривают рабочую карточку
3.    Изучение новых знаний, необходимых для формирования умений.	4.    Формирование, закрепление первичных умений.
I.     Выступление учителя биологии. В периодической системе Д.И. Менделеева 116 элементов, 87 из них обнаружены в организме человека. По количественному содержанию они делятся на макро-, микро- и ультромикроэлементы. Макроэлементы – это С, H, О, N, Мg, K, Ca, Fe, Na, P, S, Cl. Они составляют 99% массы клетки и являются главными компонентами органических соединений. Микроэлементы содержатся в клетке  в малых количествах: 0,001 до 0,000001%. К ним относятся Zn, Mn, Cu, Al, F, Y. Но даже те элементы, которые содержатся в малых количествах, необходимы для жизни и ничем не могут быть заменены.(слайд 5 ) Учитель химии. Заслушивать информацию о 87 химических элементах мы не можем, так как находимся во временных рамках урока, поэтому обсудим лишь некоторые из них, а именно, остановимся на металлах: Сu, Fe, Ca ,K, Na.	Учащиеся заполняют строки в рабочей карточке
II.Сообщения «научных сотрудников».
Учитель биологии: В таблице Менделеева трудно найти какой-либо иной элемент, с которым так неразрывно связывалась бы жизнь всего человечества. Нет другого элемента, при участии которого проливалось бы так много крови, терялось бы столько жизней, происходило бы столько несчастий. Давайте послушаем о нем. Железо. Уч-ся - химик: Еще в глубокой древности  человеку известно было 7 металлов: золото, серебро, медь, ртуть, олово, свинец и железо. Век каменный на часах истории сменялся веком медным. Ученик читает стихотворение: -Давно известна человеку -Она тягуча и красна -Ещё по бронзовому веку -Знакома в сплавах всем она -Иду на мелкую монету -В колоколах люблю звенеть -Мне ставят памятник за это -И знают имя моё - медь(Cu) Мой род очень древний, ему примерно 7тыс. лет. С моей помощью 5 тыс. лет назад соорудили 147 метровую пирамиду Хеопса. Из меня изготовили щит герою Троянской войны Ахиллу. Я очень музыкальна, у меня прекрасный голос. В древности люди делали из меня топоры, щиты, копья, чеканили монеты. Так кто же я? Ученик (химик) Сегодня предпочтение отдаётся сплавам меди с другими металлами. Из бронзы (сплав Cu с оловом) была изготовлена  Царь – пушка, её масса 40т отлита в 1586году Андреем Чоховым. В 1735году был отлит и Царь – колокол массой 200т. Памятник  Петру I в Санкт-Петербурге так и называется Медный всадник. На территории Рязанского Кремля находится  памятник С. Есенину из бронзы. Для  сооружения46м. статуи Свободы в Америке потратили 225т.листовой меди. Специальную колокольную бронзу используют для литья колоколов. Колокольным звоном тревожным и радостным, праздничным и печальным на протяжении столетий сопровождались важнейшие события нашей истории. В народе говорят, что колокольный звон делает человека добрее. Из сплава меди с цинком (латунь) чеканили монеты. Медь и её сплавы имеют солидный стаж работы в строительстве, военном и ювелирном деле. Без меди нельзя себе представить электротехнику, машиностроение, в общем  медь- старый и преданный друг человека. Учитель биологии: На смену веку медному пришёл век железный. Ученик: В древности некоторые народы ценили меня больше чем золото. Считается, что я пришелец из космоса. Я и воин, и труженик. У меня настоящая мужская работа, без меня человек слаб и немощен. Мой покровитель бог войны -Марс. Кто я? Ученик (химик)  Самые древние предметы из железа имеют возраст 3,5 тыс. лет. Железный век продолжается и сейчас, так как 9/10 всех используемых человеком сплавов – сплавы на основе железа. (слайд 6 ) Железо не образует самородков, поэтому в древние времена оно было очень дорогим. В 14 веке до нашей эры железо стоило в 5 раз дороже, чем золото, в 20 раз дороже серебра, в 400 раз дороже меди. Железо занимает 2 место по распространению среди металлов после алюминия. Оно образует множество минералов: Fe2O3 – красный железняк, Fe3O4 – магнитный железняк, FeS2 – железный колчедан, Fe2O3 H2O – бурый железняк.    (слайд 7 ) Миллионы тонн железа были затрачены на создание вооружения и служили разрушению и смерти. Однако железо – это не только средство ведения войн, это основа современной техники и сельскохозяйственного машиностроения, транспорта, средств связи, космических кораблей и вообще цивилизации. Человек использует в основном не чистое железо, а его сплавы- чугун и сталь. Современный век железа – это ржавчина, поэтому изделия из железа покрывают краской, лаком, эмалью, выплавляют специальную нержавеющую сталь. Железо-самый необходимый сегодня металл, и ему ещё долго быть фундаментом цивилизации. Уч-ся - биохимик. Железо защищает человека снаружи, но так же защищает и поддерживает его изнутри. (слайд 8 ) В организме человека содержится 4,2 г железа. Оно сосредоточено в эритроцитах, мышцах, костях. При его недостатке возникает железодефицитная анемия, сопровождающаяся усталостью и апатией. Красноватую окраску придает эритроцитам гемоглобин, который состоит из белка и глобина и пигмента гема. Гемм содержит атом железа, способный присоединять и отдавать молекулу кислорода. При прохождении крови по легочным капиллярам железо гемоглобина соединяется с кислородом, образуя оксигемоглобин, который разрушается в клетках организма, отдавая им кислород. При соединении гемоглобина с углекислым газом образуется карбогемоглобин, а может гемоглобин соединяться с угарным газом, образуя соединение карбоксигемоглобина, который вызывает смерть организма. (слайд 9) Уч-ся - диетолог. Железом богаты продукты ярко пигментированные: свекла, хурма, гранат, Яблоки, печень, красная икра, мясо (говядина), зеленые листья овощей. (слайд 10 )	Учащиеся заполняют строки в рабочей карточке. После выступлений в группах происходит обсуждение услышанного материала, дополняются рабочие карточки, информацией, из дополнительного материала, лежащего на столах. Опыт.(На столах учащихся)
Самостоятельная работа. (слайд 11 )     Осуществить превращения: 1 группа: FeSO4 → Fe(OH)2→FeO→FeCl2 2 группа: Fe→FeCl3→Fe(OH)3→Fe(NO3) 3 группа: Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3 Осуществляется выборочная проверка работы из групп не изучавших железо.	Задание №1. Учащиеся выполняют самостоятельную работу, результаты вписывают в рабочую карточку.
Кальций. Уч-ся – химик: Кальций в виде металла (в переводе с латинского означает «известь») – был выделен в 1808 году. Это один из самых распространенных химических элементов на земле (3,5% масса земной коры). В природе в свободном состоянии не встречается, так как обладает большой химической активностью. Много кальция в осадочных породах. Гидроксид кальция (известковая вода) используется в лаборатории для определения углекислого газа Ca(OH)2 +CO2  → CaCO3 + H2O. (слайд 12) Мел, мрамор, известняк – хорошие строительные материалы. Их используют для постройки и отделки зданий, создания скульптур. Мрамор - прочный строительный материал, который разрушается под действием кислотных дождей. Уч-ся–биохимик: Строительный материал, используемый человеком, является строительным материалом и самого человека. Фосфат кальция составляет основу скелета человека. Наглядный пример декальцинированная кость, которую можно завязать в узел (демонстрация опыта). Кальций – основной компонент зубов, при его дефиците возникает кариес, пульпит, выпадение зубов. Ионы кальция – активаторы многих ферментов, поэтому его недостаток приводит к нарушению свертывания крови. Без кальция невозможно сокращение мышечного волокна. Кальциевые соли серной кислоты служат важной составной частью минерального питания растений. (слайд 13) Уч-ся – диетолог: Потребность взрослых людей в кальции составляет 0,8 г в сутки, детей 1,4 г в сутки. Это количество кальция можно усвоить, введя в пищевой рацион 1 л молока или 150 г творога, или 1 яйцо. Кальций содержится в гречневой крупе, черной смородине, капусте, апельсинах. (слайд 14 )	Учащиеся заполняют строки в рабочей карточке. После выступлений в группах происходит обсуждение услышанного материала, дополняются рабочие карточки, информацией, из дополнительного материала, лежащего на столах.
Учитель химии: Ионы кальция и магния определяют очень интересное свойство воды. Какое?	Задание №2. Учащиеся на основе полученных знаний, различных источников информации за 5минут выдвигают различные способы смягчения воды. Озвучивание способов смягчения воды. Обсуждение результатов между группами.
Учитель биологии: информацию о щелочных металлах представит следующая группа исследователей. Калий и натрий. Уч-ся – химик: Элементы Калий и Натрий – представители семейства щелочных металлов, из-за своей активности они не могут находиться в природе в виде простых веществ. Самые распространенные минералы, содержащие эти элементы – галлий, каменная соль NaCl, Сильвин KCl, сильвинит NaCl KCl. Каменную соль добывают открытым способом на озерах Эльтон и Баскунчак. Даже летом эти озера покрыты соляной коркой «льда». Калий – составная часть макроудобрений. Человек тоже не может обходиться без этой «сладкой парочки». (слайд 15) Уч-ся – биохимик: Пока клетка жива, различие концентрации ионов калия и натрия между клеткой и межклеточной средой стойко удерживается. Калий обеспечивает водный баланс, сердечную деятельность, метаболизм  углеводов и белков. Он концентрируется в мышечной, костной ткани, в крови. Недостаток калия приводит к нарушению сократительных свойств сердечной мышцы и при увеличении нагрузки на организм может наступить внезапная смерть из-за аритмии сердечных сокращений. Натрий сосредоточен в крови, мышечной, костной ткани. Он отвечает за передачу нервного импульса. При его дефиците появляется головная боль, слабость, потеря аппетита, ухудшение памяти. (слайд 16) Уч-ся – диетолог: Натрий участвует в минеральном обмене всех живых существ и не содержится в достаточном количестве в пище, поэтому человек вынужден вместе с пищей использовать поваренную соль. Однако, недостаточное и избыточное потребление соли вредно для человека. Ее суточная потребность 9 г, в жарком климате 15-20 г. Калий содержится в бананах, сухофруктах, апельсиновом соке, картофеле. (слайд 17)	Учащиеся заполняют строки в рабочей карточке. После выступлений в группах происходит обсуждение услышанного материала, дополняются рабочие карточки, информацией, из дополнительного материала, лежащего на столах.
Учитель химии: Все металлы вещества блестящие, ковкие, пластичные. Они проводят электрический ток(поэтому нельзя трогать оголённые провода) Металлы проводят и тепло (нельзя хватать руками горячую металлическую посуду). Все металлы хорошие друзья и помощники человека.     Задание: по цвету пламени определите щелочной металл. Вывод запишите в рабочую карточку. (слайд 18)	Демонстрация учителем химии опыта «Изменение цвета пламени щелочными металлами» Обсуждение полученного результата.
Творческое применение знаний и умений.
Учитель биологии: Мы сегодня с вами вспомнили металлы, которые играют важную роль в жизни организмов, а сейчас применим полученные знания в решении задач, работы с атласом Задания №4: (слайд 19)     определите, используя Атлас Рязанской  области, где добывают полезные ископаемые содержащие элементы, которые мы  изучали сегодня.     Выполните тест.     В куске белого пшеничного хлеба содержится 0,8 мг железа. Сколько кусков хлеба надо съедать в день для удовлетворения суточной потребности в этом элементе (суточная потребность железа 18 мг).     Один стакан цельного молока содержит 288 мг кальция. Сколько нужно выпивать в день молока для снабжения вашего организма достаточным количеством этого элемента (суточная потребность кальция 1200 мг).	Учащиеся самостоятельно выполняют  задания заполняя рабочую карточку.
Осуществляется взаимопроверка рабочих карточек и выставление баллов за задания. После этого карточки здаются учителю, для дополнительной проверки и выставления оценки.	Учащиеся в группах осуществляют взаимопроверку.
Рефлексия.
Один общий для всех вопрос учителя: - Что вам сегодня удалось, а что нет? Обратите внимание на экран, вы видите несколько фраз, продолжите их, высказав свое мнение: (слайд 20)    Оказывается, что…    Мне было интересно…    В моем понимании изменилось…    Кто бы мог подумать…	Учащиеся анализируют свою деятельность на уроке. Дают оценку своей деятельности.
Домашнее задание.
Учитель биологии: Здоровье на 25% зависит от наследственности и медицины, на 75% от образа жизни, который вы будете вести. Гете сказал: «Мало знать, надо применять. Мало хотеть, надо и делать». Домашнее задание: - Найдите информацию о других металлах (которые сегодня не изучали), влияющие на здоровье человека и которые человек использовал с древних времен, выполнить дома практическое задание: Определите, используя мыло, в какой емкости вода жесткая, а в какой мягкая. Почему вы так решили? Предложите способы смягчения воды.	Учащиеся записывают домашнее задание в тетради.