Интегрированный урок "Экологические проблемы города" (экология, химия, биология, физика)

«ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ГОРОДА»                                                                                               Апексимова Наталья Владимировна,  учитель биологии МОУ СОШ №10 г. Сердобска  Гречушкин Валерий Викторович,                                                 учитель химии МОУ СОШ №10 г. Сердобска, Забродина Любовь Михайловна,                                                      учитель физики МОУ СОШ №10 г. Сердобска. Интегрированный урок ­ конференция по теме:               «Экологические проблемы города» /10 класс, 2 часа/         (экология, химия, биология, физика) Цель:   1.   Закрепить   и   обобщить   знания   учащихся   о   влиянии   факторов среды на деятельность человека и обратном влиянии  человека на среду обитания. 2. Формировать ответственное отношение к природе на основе выяв­ ления последствия антропогенного воздействия населения  на  окружающую среду города и микрорайона школы. 3. Развивать познавательный интерес школьников на основе иссле­ дований окружающей среды. Оборудование: приборы определения прозрачности воды, для определения содержания углекислого газа  в воздухе, рентгенометр,  шумометр, компьютер с колонками, графики, рисунки,  диаграммы, герб города Сердобска, таблица:  «Межпредметные связи», опорная схема: " Человек  ­  существо социальное и биологическое", картины  художников города Сердобска, выставка рефератов, овощи,  фрукты, вода, почва, растения: календула, корень  валерьяны. Эпиграф: «Не то, что мните, вы, природа: Не слепок, на бездушный лик –  В ней есть душа, в ней есть  свобода, В ней есть любовь, в ней есть язык». Ф. И. Тютчев Звучит музыка Чайковского «Времена года» (тихо). Учитель физики:    Любовь к природе, впрочем, как и всякая человеческая любовь, несомненно, закладывается у нас с самого детства. Чтобы сохранить природу,  мало её любить. Надо хорошо её  знать, глубоко  изучать и понимать законы её развития. Готовясь к нашему уроку, который  будет проходить в форме конференции, вы исследовали окружающую среду  не только с точки зрения законов экологии, но и химии, биологии, физики.  Интегрированные знания перечисленных наук помогут вам сформировать  единый взгляд на окружающую нас природу – среду обитания человека, в том  числе и в нашем  городе, в нашем микрорайоне.      Вы проводили опыты, наблюдения, встречи с разными специалистами,  изучали дополнительную литературу и интернет ­ ресурсы. В результате  обобщён огромный материал. Он представлен в виде рефератов, презентаций,  сопровождающихся графиками, диаграммами, рисунками, сообщениями. В эпиграфе урока уже заложены некоторые цели нашей конференции: 1. на каком языке мы разговариваем с природой? 2. пытаемся ли мы найти согласие  с ней?  В   ходе   конференции   вы   заполните   таблицы   о   взаимосвязи   источников загрязнения   и   факторов,   влияющих   на   состояние     окружающей   среды, внесете свои экологические предложения. Присутствие учителей биологии, химии,  физики говорит о том, что проблемы охраны окружающей среды уже переросли рамки экологических проблем, а  стали социально­технологическими, техническими, философскими. Сообщение ученицы об общих проблемах экологии. Всем известно, что сегодня наша планета находится в опасности. Загрязнение  среды есть следствие мирной и военной деятельности человека. Из сырья,  добываемого человечеством, используется всего 11%, а 89% становится  отходами, загрязняющими  среду. Чем это грозит в ближайшей перспективе  нетрудно представить: мы потеряем 1/3 плодородных земель, исчезнет  1000000 видов живых организмов, а человечество будет нуждаться в новых  ресурсах. Учитель физики. Проблема больших городов неразрывно связана с пробле­ мой городов малых. Давайте вспомним, каким был  Сердобск с момента основания? На гербе города были  изображены стерлядь, дыни и яблоки. Как вы думаете,  почему? У ч е н и ц а . П о ч т и   д в а   с   п о л о в и н о й   в е к а    нашему городу Сердобску. На месте, где он сейчас расположен, когда­то было поселение пахотных солдат, со временем разросшееся в крупное село Большая Сердоба. В   1780   г.   оно   получило   статус   города.   Город   более   ста   лет   не     имел промышленности.  Лишь в  1871 году в городе был построен первый шпало – пропиточный завод и несколько кустарно­промысловых заведений, которые мало оказывали влияние на экологическую обстановку в  городе. Учитель биологии. А каким стал наш город теперь? Чем мы дышим? Какую воду       пьём?  Какими продуктами питаемся? Учитель   физики.  На   конференции   мы   рассмотрим   следующие   объекты: гидросферу, атмосферу, почву, продукты питания.   Учитель   химии.  Первый   объект   –   атмосфера   (опорная   схема,   сосуд   с воздухом).   Вам выданы листы бумаги с таблицей. В первой  колонке  вы записываете  название  источников  загрязнения  окружающей среды,  во  второй ­ экологические  факторы,  в третьей  ­  ваши   предложения по устранению загрязнения среды обитания. В  ходе  конференции  вы  заполняете  эти  графы на основе сообщений  ваших  товарищей. Запишите  свои  предложения и  на  их основе  мы выработаем   общие  рекомендации  по  улучшению  состояния  окружающей  среды  в  микрорайоне,  городе. Ученик.   Мы  исследовали  воздух  на содержание  углекислого газа   до    уроков,  после  второго  урока  в  кабинете  химии. С помощью  воздушной   груши   пропускали   воздух   через   известковую  воду   до   момента  её   помутнения. До уроков пропустили 180 воздушных груш, после второго ­ 90, после пятого  ­ 79. Результаты выразили  в процентах и  составили график зависимости между числом воздушных груш  и числом уроков. Какой вывод можно  сделать? Что после проведения 2­х уроков концентрация углекислого газа  в  воздухе кабинета увеличилась вдвое. А известно, что это способствует  гипоксии, вызывает головные боли,  шум в ушах, переутомление. Вопрос класса. Посещая секцию на лыжной базе,  мы обратили внимание на кору осин. 0на была красной со стороны города  (демонстрация фото, презентация). Особенно  зимой красная кора выделялась на фоне белого снега. Возник вопрос: почему? Учитель биологии. Кто ответит на поставленный вопрос? Я помогу вам, напомнив, что природные методы имеют большое преимущество перед  дорогостоящими химическими методами изучения состояния окружающей среды.  Биологические методы суммируют все без исключения важные данные о  загрязняющих веществах, о скорости происходящих изменений в природе. Ученик. Наиболее чуткими индикаторами являются мхи и лишайники. Это связано прежде  всего с особенностями их строения. У лишайников  газообмен проходит свободно через всю их  поверхность. Большинство  токсичных газов концентрируется в дождевой воде, а влагу лишайники  впитывают всей поверхностью. Настоящим врагом для лишайников  является сернистый газ. Малейшее загрязнение воздуха этим газом  вызывает их покраснение и гибель. Близость газовой станции говорит о  загрязнении воздуха сернистым газом. Поэтому со стороны города кора  осин с лишайниками приобретает красную окраску. А у сосен ­ побурение кончиков игл. Все они являются растениями –  индикаторами.  Учитель физики. Серьезным фактором, влияющим на состояние атмосферы  является транспорт. Нашего микрорайона это касается непосредственно, т.к. в  центре его проходит автомагистраль. На всех основных видах современного  транспорта преимущественно используются тепловые двигатели. Мы с вами  изучили эту тему. Скажете, пожалуйста, какие  виды тепловых двигателей  используются в автомобильном транспорте? Ученик. В автомобильном транспорте применяются  двигатели внутреннего сго­ рания с внешним образованием смеси (карбюраторные двигатели) и с  образованием смеси непосредственно внутри цилиндра  (дизели). Эти же  двигатели устанавливаются и на  тракторах, незаменимых  в сельском  хозяйстве. Учитель физики. Скажите, ребята, наряду с положительным значением тепловых  двигателей в жизни человека, какие они имеют серьёзные  недостатки, связанные с загрязнением окружающей среды? Ученица. Тепловые двигатели  ежегодно выбрасывают в окружающую среду  примерно 200 млн. тонн оксида серы (IV), 400 млн. тонн оксидов уг­ лерода, 250 млн. тонн соединений хлора, фтора, пыли, аэрозолей.  Выбросы содержат такие металлы, как свинец, ртуть, ванадий, никель,  радиоактивные металлы. Оксиды, соединяясь в воздухе с водой,  образуют кислоты, выпадающие на землю в виде кислотных дождей. Ученица. Работа тепловых двигателей в принципе невозможна без отвода теплоты в  окружающую среду, что постепенно ведет к повышению температуры на Земле. Температура на Земле может вырасти из­за увеличения в  атмосфере количества углекислого газа. Углекислый газ в атмосфере,  наряду с парами воды приводит к возникновению парникового  эффекта на планете. Учитель физики. Я вам хочу предложить решить одну задачу, данные которой взяты непосредственно с участка автомагистрали нашего микрорайона. Я вас просила сосчитать, сколько различных видов транспорта с тепловыми  двигателями проходит мимо  нашей школы за 1 час. Сколько? Ученик. Приблизительно 350 машин. Учитель физики.  За какое время каждая машина в среднем проходит этот участок? Ученик: За 15 секунд. Учитель физики:  Задача.  Вычислить, какое количество углекислого газа вы­ деляют за 1 час 350 автомобилей, если известно, что каждый  из них за 1 с выбрасывает в атмосферу 0,22 г углекислого газа, а время движения его по участку составляет 15 с? Ответ: 1,155 кг. Учитель физики. А за рабочий день? Ответ: 7 кг. Учитель физики.Это только углекислого газа и только транспорт. А как вы  думаете, может быть это не так  страшно. Ведь это на дороге, во дворе  наших домов, во дворе школы автомобилей нет. Газовые облака зависает  над дорогой и проблему решить просто ­ пореже бывать на  автомагистрали? Ученик:  В следствии явления диффузии, ПОТОКИ вредных газов распространяются на расстояния. Учитель физики. Естественно, ребята, говоря обо всем этом, мы не можем не сказать о мероприятиях, которые предлагают' ученые­ физики и  инженеры по охране окружающей среды.           Ученица: 1.Частичная  замена современных машин электромобилями; однако увеличение ведет к усилению «загрязняющего» электромагнитного поля.                   2. Сжижение отработанных газов и  их слив в особые баллоны. 3. Перевод "питания" автомобиля с бензинового топлива на сжиженный                  газ.                   4. Установка на машинах специальных защищающих природу приспособлений.         Ученица. В 1985 году английские археологи обнаружили закупоренный сосуд, относящийся к 14 веку и  решили сравнить пробу воздуха с современным его состоянием. Результаты его анализа показали,  что если человека 14 века поместить жить в современней промышленный город, то в его  организме начались бы необратимые процессы, которые привели бы к гибели. Учитель физики. Мы живём в мире звуков. Различной громкости, высоты. Одни  благоприятно действуют на организм, другие приводят в угнетенное состояние.  Когда речь идет о шумовом загрязнении атмосферы, источником его мы должны  назвать и транспорт, и промышленные предприятия, и теле­радио­аппаратуру, и  другие бытовые приборы; это, наконец, и мы с вами, и культура нашего  поведения, в т. ч, на уроках, и во время перемен и в школьной столовой. Давайте вспомним, что  такое звуковая волна? ­ Это механическая волна, частота колебаний частиц которой от 20 до 20000 Гц. ­ ­ Чем шум отличается от звука? Каковы характеристики звука? /Высота. Тон. Громкость. Норма громкости 20  ­ 40 Дб Причем, ребята, во всех природных шумах определяющими частотами являются частота  порядка 1000 Гц. Они относятся к зоне наилучшего восприятия для слухового аппарата,  поэтому вызывают  чувство успокоения, равновесия. Искусственные шумы, как правило  связаны со звуками более высоких тонов, поэтому приводят живой организм в  угнетенное состояние. Группа  учащихся   исследовали   действие  громкости  звука   на  процесс   запоминания  и сделали вывод, что шум отрицательно влияет на процесс запоминания. Учитель   физики.  Что   мы   можем   предложить   сделать   для   решения   проблемы ослабления городского шума? Учащиеся. 1. Сажать деревья и кустарники, так как их листья, а зимой снег на ветках рассеивают шум. 2. Следить за громкостью звучания теле – радио – аппаратуры. 3. Разговаривать дома, в школе, в транспорте, на улице тихо. Учитель биологии. Следующий фактор – вода, её состав и свойства. Ученица читает стихотворение местного автора Надежды Герцевой. Родниковая вода – ты вода живая, Родниковая вода, вновь к тебе сбегаю. Я смотрюсь в твою струю: чистую, хрустальную Вновь поверю я в себя, в твою силу тайную…Ученики демонстрируют воду родниковую, речную, водопроводную. Ученик.   Мы исследовали воду. Речная вода мутная, в ней много взвешенных частиц, прозрачность равна 5. У неё высокая жесткость, много растворенных солей, РН= 7. В речной   воде   присутствуют   сульфат­ионы   и   анионы   хлора.   Водопроводная   вода прозрачная, почти  как родниковая, прозрачность равна 8. Она довольно жесткая,  есть анионы хлора и сульфат­ионы, но она слабощелочная, РН = 8, присутствует фтор. Родниковая вода прозрачная. Вывод: самая чистая вода ­ родниковая. Учитель химии.  Теперь предметом нашего исследования будет почва, наличие в ней солей тяжелых металлов и нитратов. Основным   источником   её   загрязнения   являются   кислотные   дожди,   выбросы автотранспорта.  В почве есть нитраты, но они содержатся в малых КОЛИЧЕствах и  не страшно   их   попадание   в   организм   человека.   В  почве  нитраты   образуются   при разложении органических веществ нитрофицирующими бактериями. Присутствие в организме нитратов увеличивает действие радиации в 4­5 раз. Группа ваших одноклассников проводили анализ почвы    в двух  зонах: около ав­ тодороги и на территории вблизи электролампового завода. О них они доложат.        Ученик. Как уже упоминалось, значительный вред атмосфере приносит авто­ транспорт. Из­за неполного сгорания бензина в двигателях автомобилей вдоль дорог  происходит значительный выброс оксида углерода к тетраэтилсвинца, образующегося  при распаде бромистого этила, входящего в состав "этиловой жидкости – «выносителя». Мы заинтересовались: хотя применение антидетонаторов на основе тетраэтилсвинца уже запрещено в крупных городах, может в нашем городе он ещё находит своё применение?  С таким подозрением нами были взяты пробы почвы в двух зонах риска нашего  микрорайона: вдоль дороги на улице Ленина и  возле электролампового завода. Нашей  целью было определить: содержат ли данные пробы ионы тяжелых металлов.  Одновременно мы определяли кислотность почв. К нашему удовлетворению, ионов  тяжелых металлов в пробах не оказалось. Но почва имела повышенную кислотность. Ученица: И в растениях и в почве есть нитраты, но они содержатся в малых  количествах. Поэтому на страшны. В растения азот попадает в качестве нитратов.  При недостатке нитратов в почву вносят удобрения. Если нитратов слишком много,  или их вносят в послевегетацион­ ный период, то большее количество нитратов  переходят в плоды, которые использует человек. Нитраты ­ это концерагены и  поэтому использование продуктов с нитратами ведёт к онкологическим  заболеваниям. Группа учащихся провели исследования по обнаружению нитратов в овощах и фруктах, которые мы покупаем в местных магазинах.  Капуста, морковь, яблоки, картофель, арбузы ­ вот те овощи и фрукты, которые  мы  решили проверить на содержание нитратов. / Отжали  сок, профильтровали его,  затем  добавили раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте. Если в соке  содержатся нитраты, раствор приобретает темно­синее окрашивание. Результаты  оказались обнадеживающие. Небольшое содержание нитратов обнаружили в капусте.  Значит, перед употреблением капусту надо вымачивать насколько часов. Учитель биологии: Природа всегда является для человека источником вдохновения,  предметом философских размышлений. /Демонстрация картин художников г. Сердобска, звучат стихи о природе, музыка  П. И. Чайковского «Времена года». Учитель физики: рассмотрели взаимоотношения человека е окружающей  средой.  Узнали о состоянии атмосферы в нашем городе,  исследовали состояние почвы,  продуктов питания.  Состав  воды и её пригодность к употреблению стали предметом  химического анализа. Вы заполнили таблицу. Теперь попробуйте выработать  рекомендации для жителей нашего города в плане  улучшения экологической обстановки. Ученики: 1. Активно участвовать в экологических субботниках.                      2. Охранять родники,  муравейники.                     3. Проводить работы по озеленению своего города, микрорайона.                     4. На своих участках выращивать экологически  чистые овощи и фрукты.                     5. Не покупать продукты питания без сертификатов.                     6. Беречь зеленые насаждения.                     7. Пропагандировать экологические знания среди населения.                     8.Выйти с предложением по созданию заказника в микрорайоне «Ясенки». Учитель физики. Закончилась наша конференция. Мы благодарим вас за  сотрудничество. Каждый из выступающих получит оценку своей работы. А самое главное, надеемся на то, что затронутые в ходе конференции проблемы не оставят вас  равнодушными и вызовут потребность в действиях по их разрешению.  Спасибо  за урок!