Интегрированный урок по химии и биологии «Эликсир жизни»
Цель урока. Формирование в сознании учащихся единой естественнонаучной картины мира.
Задачи. Обучающие: обобщить и расширить знания учащихся о воде, как самом распространенном веществе на Земле, роли воды в природе и значении в жизни человека, закрепить знания о химическом составе, физических, химических свойствах воды, о способах очистки воды;
Развивающие: продолжить развивать умения по способам очистки воды, приготовлению растворов с определенной массовой долей вещества, определять количественный состав готовых растворов (на примере лекарственных препаратов), работать самостоятельно по инструктивным карточкам; активизировать познавательную деятельность школьников через работу с дополнительной литературой;
Воспитательные: формировать чувство прекрасного, умение оценить роль воды в жизни растений, животных и человека, воспитание «экологической культуры» учащихся через формирование бережного и экономного отношения к водным ресурсам; развитие интереса учащихся к естественным наукам.
Тип урока: интегрированный, обобщающий
Оборудование: компьютер с программой презентаций о воде, экран, приборы и материалы к демонстрациям, исследовательской работе.
Подготовка: за неделю учителя сообщают учащимся об уроке, называют его тему; разбивают учащихся на группы; дают задания для подготовки к уроку.
План урока
Вступление
История открытия химического состава воды. (сообщение учащихся)
Значение воды в природе. (сообщение учащихся)
Значение воды для человека. (сообщение учащихся)
Физические свойства воды. (сообщение учащихся)
Химические свойства воды. (демонстрация, запись уравнений реакции)
Вода – растворитель. (видеофрагмент)
Исследовательская работа по инструктивным карточкам.
Подведение итогов. Сообщение учащимися результатов работы.
Викторина «Мир воды».
Подведение итогов урока. Рефлексия.
Ход урока.
Учитель биологии: Мы начинаем наш необычный урок, он необычен тем, что ведут два преподавателя. О чём сегодня пойдёт речь?
О ней сложены былины и песни, ее считают святой и живой, ее уважают и почитают, без нее невозможна жизнь. С недавних пор ее стали строго учитывать в масштабах всей планеты. Ее изучают теоретики и экспериментаторы, химики и физики, биологи и гидрологи, представители многих других отраслей знания. Каждый из нас общается с ней ежедневно, ежечасно.
Речь пойдет о таком, казалось бы, простом, но пока еще полном нераскрытых загадок веществе, как вода, настоящем эликсире жизни.
«Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И все это – только вода».
Тучи, облака, туман, несущие влагу всему живому на земной поверхности, – это ведь тоже вода.
Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снежные покровы, застилающие почти половину планеты, – и это вода.
«В кружева будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А в сущности – только вода».
Прекрасно, невоспроизводимо многообразие красок солнечного заката, его золотых и багряных переливов; торжественны и нежны краски небосвода при восходе солнца. Это обычная и всегда необыкновенная симфония цвета обязана рассеиванием и поглощением солнечного спектра водяными парами в атмосфере.
Это великий художник – вода... Безгранично многообразие жизни. Оно всюду на нашей планете. Но жизнь есть только там, где есть вода. Нет живого существа, если нет воды.
Вода – самая известная и самая загадочная из всех жидкостей, существующих на земле. Не случайно поэты посвящали ей удивительные строки.
Учитель химии: «Aqua» в переводе с латинского языка значит «вода». Как алфавит начинается с буквы «а», так и жизнь начинается с воды. Вода содержится в каждом человеке, животном и растении и уходит из них только вместе с жизнью.
Ученик 1: Восточная, легенда гласит: «В пустыне шел караван. Медленно покачивались путники на усталых верблюдах. Нещадно пекло солнце. И вдруг на пути они встретили лежавшего на песке человека. Равнодушно проследовал караван мимо умирающего, и только один старик остановил своего верблюда, слез и наклонился над человеком. «По повязке на твоей руке вижу, что мы с тобой смертельные враги, но в пустыне мы все равны. Пей! Пей и живи!» Он усадил путника, на своего верблюда, отдал запасы воды и велел догонять караван. «А как же ты?» - забеспокоился молодой человек.
-«Ты молод, а я стар», - ответил старик и, завернувшись в белое покрывало, лег на песок.
Через некоторое время караван возвращался по этому же пути. И вдруг перед глазами изумленных путников появился оазис. На берегу весело журчавшего ручейка лежало белое покрывало».
Так восточная легенда говорит: «Где добро - там вода, а где вода -там жизнь».
[pic] Учитель химии: Тема нашего урока «Эликсир жизни». Сегодня мы попытаемся раскрыть уникальность воды, ее значимость в природе и в жизни человека с точки зрения химии и биологии. Запишите число и тему урока.
Прежде чем мы продолжим, давайте совершим экскурс в историю и вспомним, как же был открыт состав воды.
Ученик 2: Сегодня любой школьник без труда назовет формулу воды Н2О и скажет, что это сложное вещество - оксид водорода. А древнегреческие философы принимали воду за простое вещество. Хотя некоторые представления о воде, менялись, она считалась единым и неделимым веществом вплоть до конца XVIII в. Завершить многолетний гигантский марафон по изучению состава воды суждено было выдающемуся французскому химику А. Лавуазье и его коллеге, математику и физику П. Лапласу. В присутствии группы французских ученых 24 июня 1783 г. они синтезировали воду из «горючего воздуха» и «дефлогистированного воздуха». При этом масса образовавшейся воды была равна массе водорода и кислорода, участвующих в реакции. Вот так в один день стало ясно, что вода не простой элемент, а сложное вещество.
Ученик 3: Синтезировав воду, А. Лавуазье вскоре провел опыт по ее разложению: пропуская водяной пар над раскаленным железом, он получил водород и оксид металла. Новый способ получения водорода заинтересовал Парижскую академию наук, поскольку работы эти совершенно неожиданно нашли практическое применение в воздухоплавании.
Первый запуск воздушного шара, наполненного водородом, осуществил французский ученый Жак Шарль 1 декабря 1783 г. Таким образом, вода стала причастной к первым полетам на воздушных шарах, открыв путь к практическому воздухоплаванию.
Опыты по синтезу и разложению воды продолжались. А. Лавуазье и Ж.Менье в феврале 1785 г. пришли к выводу, что вода содержит 85 % кислорода, и 15 % водорода (по современном данным, 88, 82% кислорода и 11, 19% водорода).
Итак, природа воды была раскрыта. В середине 80-х годов XVIII в. было окончательно установлено, что вода образуется двумя газообразными веществами - кислородом и водородом. Это выдающееся открытие сыграло исключительно важную роль в познании окружающей среды (природы).
Ведь все живые организмы планеты содержат от 65 % до 99 % воды.
Учитель химии: Открытие состава воды стало знаменательным событием в честь которого были сочинены стихи
Ученик 4.
«Лавуазье доверено,
Чтоб было все проверено,
С Лапласом выполнял эксперимент.
Все проанализировал,
Он воду синтезировал
И доказал: она не элемент».
«Работы продолжение
Он видит в разложении
Воды в стволе, нагретом докрасна.
И это путь единственный
Для утвержденья истины:
На газы разлагается она».
«Из атомов мир создавала Природа:
Два атома легких взяла Водорода,
Прибавила атом один Кислорода,
И получилась частица Воды,
Море Воды, Океаны и Льдины...»
Учитель биологии: О роли воды в природе ярко и точно сказал академик И.В.Петрянов - Соколов: «Разве вода – это только жидкость, что налита в стакан? Океан, покрывающий почти всю планету, всю нашу чудесную Землю, в которой миллионы лет назад зародилась жизнь, – это вода».
Специалисты в этой области и готовы осветить для нас этот вопрос. А вы прослушав сообщения, сделайте выводы о роли воды в природе с записью в тетради.
Ученик 5.
Она всегда рядом с нами, мы пользуемся ею с рождения, привыкаем к ней и потому за чудо не почитаем. Между тем вода - одно из самых ярких чудес природы. Она является главной составной частью всех живых организмов, наше собственное тело на три четверти состоит из воды. Воду пьют все живые существа, она участвует на клеточном уровне в тончайших процессах жизни. Можно сказать, где нет воды - там нет жизни. Ученые, присматриваясь к другим планетам – нет ли там жизни - интересуются в первую очередь наличием воды.
У воды есть уникальные свойства, отличающие ее от минералов. Например, замерзая, она не сжимается, а расширяется, и потому может разорвать не только стеклянную банку или батарею парового отопления, но и гранитные скалы.
За минуту с поверхности мирового океана солнце поднимает вверх миллиард тонн воды. Ее огромные массы концентрируются в облаках и движутся над землей, орошая безводные места, пополняя озера и реки. Нагретая в южных широтах вода мощными океаническими течениями перемещается к северу и приносит с собой тепло. Например, Гольфстримом «отапливается» Скандинавия, лежащая далеко от средних широт. Таким образом, вода на Земле, являясь идеальным теплоносителем, формирует климат, влияет на его закономерности и аномалии.
Ученик 6. Вода – обязательный компонент каждой живой клетки.
Считают, жизнь на нашей планете зародилась в воде. Возможно, не случайно кровь животных и человека близка по составу к морской воде.
Вода способна подниматься вверх по тонким капиллярам трав и деревьев. Этот поток несет из почвы растворенные питательные вещества. Испаряясь с листьев, вода не дает растениям перегреваться и высыхать.
Вода необходима для прорастания семян, а для папоротникообразных, мхов вода является ограничивающим фактором. Без нее не происходит оплодотворения.
Вода имеет большое значение и в жизни животных, для многих вода является средой обитания.
Учитель биологии: Какова роль воды в природе?
Учитель биологии: Сама по себе вода не имеет питательной ценности, но она является непременной составной частью всего живого. В растениях содержится до 90% воды. Как вы думаете, много ли в вашем теле воды? Оказывается, 75 % массы всего тела. Если, ваша масса 40 кг, то тело содержит 26 кг воды. Два с лишним ведра воды! Конечно, это не чистая вода. В ней растворены или взвешены различные вещества. Так что, строго говоря, речь идет не о самой воде, а о биологической жидкости. Но, конечно, вода является основой биологической жидкости. Зачем столько воды в организме? Послушаем ребят, изучивших этот вопрос более подробно. Внимательно прослушайте сообщения и фиксируйте записи в тетради.
Ученик 7.
Вода входит в состав всех клеток и тканей тела, в ней протекают все биохимические процессы. Живая клетка без воды - это уже не живая клетка. Первостепенная роль воды в жизни связана е тем, что она является универсальным растворителем большого количества химических веществ, участвующих в биохимических реакциях в клетке, является участником всех обменных процессов. Фактически она является средой, в которой протекают все процессы жизнедеятельности. Из 26 кг воды в вашем теле на внутриклеточную воду приходится 18 кг.
Вода служит основой, крови и лимфы, так кровь состоит из воды на 92%.
Кости - это всего 22% воды, однако мозг - это уже 75%, мышцы тоже 75% воды (в них находится около половины всей воды тела). Можно сделать вывод о том, что, чем метаболически активнее ткань (орган), тем выше в ней процент содержания воды. Молодые организмы в тканях содержат больше воды, а с возрастом ее количество уменьшается (появление морщин).
Ученик 8.
Вода является той средой, где совершаются процессы пищеварения. Без воды пища не может проходить по желудочно-кишечному тракту, не усваивается организмом. Все питательные вещества могут всосаться в кровь только растворенными в воде.
Вода вымывает из клеток организма отработанные продукты
обмена веществ и выносит их из организма. Она выносит их как через
почки (с мочой), так и через кожу (с потом). На процессы пищеварения и
выделения у вас расходуются около 6 кг воды в виде поджелудочного
сока, слюны, мочи, пота и др. И так, вода в вашем организме выступает в
двух основных ролях - как растворитель веществ и как переносчик
веществ по организму.
Но у воды есть еще одна важная роль: через систему потоотделения она регулирует температуру, тела: выделяясь с потом, она испаряется и, охлаждая тело, предохраняет его от перегрева.
Учитель биологии: Подведем небольшой итог. Давайте составим перечень функций воды в нашем организме.
Вода:
Регулирует температуру тела.
Увлажняет воздух при дыхании.
Переносит питательные вещества и кислород ко всем клеткам тела.
Защищает и жизненно важные органы.
Помогает преобразовать пищу в энергию.
Помогает питательным веществам усваиваться клетками.
Выводит шлаки и отходы процессов жизнедеятельности.
Является растворителем биологически активных соединений (витамины, гормоны, и др.).
Ученик 9.
Определенное и постоянное содержание воды — вот необходимое условие существования. 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. Потребность в воде составляет около 2,5 л в сутки. Человеку следует употреблять столько жидкости, сколько надо, чтобы покрыть весь ее расход, иначе произойдет обезвоживание организма, и наступят серьезные нарушения жизнедеятельности.
Ученик 10.
Человек очень остро ощущает изменение содержания воды в своем организме и может провести без нее всего несколько суток. При потере воды в количестве не менее 2% веса тела (1-1,5 л) появляется чувство жажды, при утере 6-8% наступает полуобморочное состояние, при 10% - галлюцинации, нарушение глотания. Потеря 10-20% воды опасна для жизни. Животные погибают при потере 20-25% воды. Здоровый человек не должен ограничивать себя в питье, но полезно пить часто и понемногу. Избыточное же потребление воды приводит к перегрузке сердечно - сосудистой системы, вызывает изнуряющее потоотделение, сопровождающееся потерей солей, ослабляет организм.
Как же протекает обмен воды в организме человека? Пополнение тела водой происходит постоянно за счет всасывания ее из пищеварительного тракта. Источники поступления воды в организм: вода, потребляемая при питье; вода, содержащаяся в пище; вода, которая образуется в организме при обмене белков, жиров и углеводов. Вода всасывается в неизменном виде и выводится через почки, кожу, легкие.
Учитель химии: Мы вспомнили и закрепили знания о значении воды в природе, для живых организмов. А какие свойства воды позволяют ей выполнять эти функции. О физических свойствах воды нам расскажет…
Ученик 11.
Вода при нормальных условиях – жидкость без запаха, бесцветна, не имеет вкуса, не ядовита; кипит при температуре 100 °С и замерзает при 0 °С. При нагревании и замерзании вода расширяется, а при охлаждении сжимается. При температуре 4 °С плотность воды равна 1 г/см3. При охлаждении плотность воды увеличивается, пока температура не достигнет 4 °С, затем плотность уменьшается. В связи с этим в больших водоемах вода, имеющая температуру 4 °С, как самая тяжелая, опускается на дно, а более холодная – находится ближе к поверхности. И хотя зимой поверхность водоема скована льдом, на дне температура всегда равна 4 °С. Это свойство воды позволяет рыбе зимовать в замерзших водоемах, прудах и озерах. Лед имеет меньшую плотность, чем жидкая вода, т. к. его кристаллическая решетка содержит пустоты, и он всплывает на ее поверхность, что очень важно для обитателей водоемов, особенно зимой.
Вода обладает исключительно большой теплоемкостью, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Благодаря этому водные бассейны регулируют температуру на нашей планете.
Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный камень, если бы не вода, которая поглощает и возвращает очень много тепла, тем самым «выравнивает» климат. А от космического холода предохраняют те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров.
Говорят, что вода – оборотень. Почему ее так называют?
[pic] Ребята вспоминают, что вода может находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях.
В газообразном состоянии вода находится в атмосфере, в жидком и твердом – в гидросфере.
Учитель химии: Мы рассмотрели физические свойства воды, а теперь вспомним ее химические свойства, которые проявляются во взаимодействии с другими веществами. Какие химические свойства характерны для воды?
Демонстрация опытов, запись уравнений реакции в тетради.
Учитель химии: Есть у воды важное свойство: она может легко растворять в себе многие вещества.
Вы, конечно, видели, как растворяется поваренная соль в супе. Так же вода растворяет и жидкость. Вам известны водные растворы таких жидкостей, как уксусной кислоты, спирта и др.
В воде могут растворяться газы. Именно растворенный в воде кислород воздуха обеспечивает жизнь водных организмов. А сероводород, образующийся при разложении остатков организмов, делает водоем безжизненным как, например, в глубинах Черного моря. Растворение в воде углекислого газа объясняет слабокислую реакцию большинства пресных водоемов Земли. На чем основано свойство воды растворять в себе вещества?
Кинофрагмент.
Учитель химии: Практическая часть нашего урока будет связана с проведением исследовательской работы в группах по заданиям, с результатами которой нас познакомит каждая группа.
Работа учащихся в группах по заданиям
Отчет первой группы.
Учитель биологии: Важнейшим показателем качества воды является ее чистота. Состав и свойства воды должны соответствовать нормативам для питья и купания. От качества воды зависит здоровье человека. Пить воду из – под крана – это не лучшее решение для человека, заботящемся о своем здоровье. Энергия вашего организма не должна расходоваться на то, чтобы очищать его от вредных веществ, содержащихся в некачественной воде, она должна быть направлена на более важные функции. Что такое качественная питьевая вода? Хорошая вода не должна содержать никаких инородных веществ, химикатов, бактерий и прочих примесей.
Ребята второй группы проводили анализ водопроводной воды, они познакомят с результатами своей работы.
Отчет второй группы.
Учитель химии: Загрязнения воды могут быть самыми разными. Со способами очистки от некоторых из них расскажут учащиеся, работавшие по данному вопросу.
Отчет третьей группы.
Учитель химии: Для приготовления водных растворов лекарственных препаратов необходимо правильно производить некоторые расчеты. О проделанной работе слушаем ребят четвертой группы.
Отчет четвертой группы.
Учитель биологии: Мы вспомнили и провели только несколько методов исследования воды, которая является единственным богатством нашей планеты, не имеющим заменителей. Недостаток чистой воды ощущается уже сейчас во многих странах. Однако это не потому, что запасы воды истощаются. Над водой нависла угроза загрязнения. Заводы, фабрики, электростанции потребляют и одновременно загрязняют ее различными продуктами отходов. Со сточными водами предприятий в реки и озера попадают разные ядовитые вещества. В такой воде гибнет все живое: рыба, раки, растения. Загнивающие воды отравляют воздух, становятся источниками тяжелых заболеваний. Река «болеет», ее воды не могут быть использованы человеком.
Воду надо беречь! Это надо понять и запомнить каждому. Беречь воду – значит беречь жизнь, здоровье, красоту окружающей природы.
Учитель химии: Предлагаем вам поучаствовать в викторине
«Мир воды».
За каждый правильный ответ участникам вручается капелька воды.
Набравший большее количество капелек получает в подарок бутылку минеральной воды.
О чем писал Г. Державин?
Алмазна сыплется гора
С высот четыремя скалами,
Жемчугу бездна и серебра
Кипит внизу, бьет вверх буграми;
От брызгов синий холм стоит,
Далече рев в лесу гремит.
(О водопаде. Стихотворение «Водопад».)
«Все хорошо в природе, но вода – краса природы» - так сказал С. Т. Аксаков, автор сказки о самом прекрасном цветке. Какая это сказка?
(«Аленький цветочек».)
Продолжите стихотворение Л. Мартынова:
Ей не хватало быть волнистой,
Ей не хватало течь везде,
Ей жизни не хватало – чистой…
(Дистиллированной воде).
В этой жидкости в организме человека воды содержится 90%. (Кровь).
Сколько дней человек может прожить без воды? (Максимум 7 дней).
Какое животное способно выпить 250 литров воды сразу?
(Верблюд)
Биохимики шутят: «Жизнь – это одушевленная вода». А сколько воды в организме человека? (75%).
Каких элементов не хватает в воде во многих регионах средней полосы России? (Йода и фтора).
Избыток какого элемента содержит вода в большинстве скважин Сычевского района? (Железо).
Набирая воду впрок, наши бабушки кладут на дно ведра серебряную ложку. Зачем? (Ионы серебра обеззараживают воду, убивая микроорганизмы, и вода дольше не портится).
При промышленной очистке воды применяют различные вещества, в том числе озон и хлор. Какой способ предпочтительней с экологической точки зрения? (Озонирование. Хлор – ядовитое вещество).
Назовите естественные фильтры воды в природе. (Песок, известняк).
При взаимодействии воды со щелочными металлами образуются… (щелочь и водород).
При какой температуре вода реагирует с золотом и платиной? (Золото и платина не реагируют с водой).
Как называется раствор, содержащий 0,9% хлорида натрия?
(физиологический раствор).
В Московском Кремле с первой половины XVI в. до 30-х годов
XVIII века функционировал водопровод со свинцовыми трубами и резервуарами. В этот же период наблюдался высокий уровень детской смертности и наследственных уродств среди членов царской семьи. Объясните причины этих явлений. (Свинец, растворенный в водопроводной воде, способен вызывать отравления, накапливаться в тканях, разрушать половые клетки)
Можно ли высушить белье на морозе?
Как называется реакция обмена между солью и водой?
Восстановите текст высказывания английского экономиста А. Смита, вставив пропущенные слова: «Как это получается, что вода, столь…, что без нее было бы невозможно жить, ценится так …, тогда как алмазы, не приносящие никакой пользы, ценятся так ...» (нужная, низко, высоко).
Подведение итогов викторины.
Учитель биологии: «Вода! У тебя нет ни Цвета, ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое!
Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь!
Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими
чувствами. С тобою возвращаются к нам силы, с которыми мы уже
простились."
По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца...»
Рефлексия
Учитель химии:
Давайте подведём итоги. Итак, мы с вами закончили первый для вас интегрированный урок по химии и биологии. Мы думаем, что в ходе урока убедительно было показано, что для того, чтобы иметь полное научное представление о чем - либо, необходимо научиться объединять знания разных предметов. Только так можно построить естественнонаучную картину природы. В заключении мы вам предлагаем несколько вопросов.
Какие впечатления у вас о нашем уроке?
Что на уроке было главным?
Что было интересным?
Что нового узнали?
Нужны ли интегрированные уроки?
Поставь отметку учителю по 10-балльной системе. Обоснуй её.
Поставь себе отметку по 10-балльной системе. Обоснуй её.
12
