Кейс для проведения STEAM-занятия "Источник жизни на земле"

Вода.

Что понадобится для занятия?

ü  дистиллированная и водопроводная вода, раствор сахара, поваренной соли, хлорида железа (III);

ü  разменные монеты, скрепки, пинцет, химические стаканчики объемом 100 мл, бумажные фильтры, таблетки активированного угля, печатный текст, мерный цилиндр, линейка;

ü  ScienceDisc с датчиком по определению прозрачности воды, прибор по определению электропроводности водных растворов.

Проблемно-ориентированная жизненная ситуация

Вода – самое важное и нужное питательное вещество для человеческого организма. Это вторая после кислорода составляющая, необходимая для выживания всего живого.

    Еще с древних времен люди ценили воду, за ее полезные, уникальные, лечебные способности, применяя бани, обтирания, минеральные ванны, поклонялись ей, придавая ей особый таинственный, магический смысл.

   Полноценное снабжение организма водой позволяет поддерживать уровень жидкости в нем на постоянном уровне, обеспечивая тем самым его нормальное и эффективное функционирование.

    Норма для среднестатистического человека составляет, 2-3 литра в день, если учитывать, что на 15 кг массы тела должно приходиться 0.5 л. Поэтому, чем больше человек весит, тем ему больше надо пить воды для нормальной работы всех систем организма. Например, человек, вес которого составляет 75 кг должен выпивать минимум 2.5 л, а человек массой 90 кг уже не меньше 3 л.

   По правилам, чем больше вес, тем больше жидкости нужно употреблять. К тому же, это чрезвычайно важно, если вы занимаетесь физическими упражнениями. Во время нагрузки потоотделение выводит в два раза больше воды. Именно поэтому многие бодибилдеры, легкоатлеты, боксеры и другие спортсмены при высоких энергозатратах нуждаются в повышенных ежедневных нормах воды.

   Большинство жителей цивилизованных стран пьют воду, относительно безопасную в микробиологическом плане. Риск заболеть от бутилированной или фильтрованной водопроводной воды невелик. Он повышается, когда фильтры вовремя не меняют, нарушают сроки и условия хранения питья, долго держат бутылку открытой.

    При купании человек может случайно глотнуть жидкость, содержащую возбудители болезней. Опасны даже бассейны, а не только мутные водоемы. Более миллиарда человек в мире не имеют доступа к чистой питьевой воде. Они вынуждены пить воду из ближайшей реки или озера без очистки или антибактериальной обработки.

    Из-за загрязненной воды гибнет больше людей, чем вследствие войн и других видов насилия. Известно, что 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды. Распространенность инфекционных заболеваний, передающихся через воду велика во всем мире. Так, число людей, страдающих малярией, составляет 800 млн., трахомой – 500 млн., гастроэнтеритами – 400 млн. При этом ежегодно от гастроэнтеритов умирает 4 млн. детей и 18 млн. взрослых. Более того, свыше 50% лежащих в больницах людей страдают от недугов, связанных с грязной водой.

Учитель: 

- Понимая важность воды для человека, мы должны познакомиться поближе с некоторыми свойствами воды.

Интегрированный поиск информации

Инструкция для учителя.

Что объединяет изученные свойства воды и применение этого вещества в природе, быту и производстве?

Деление на команды для поиска информации в разных направлениях, можно проговорить правила работы в группе (время 5 минут). Группы изучают кейсы и докладывают информацию всем остальным.

Ученикам предлагается ознакомиться с кейсами с избыточной информацией

Кейс 1. «Электропроводность воды»

Проанализируйте представленные картинки. Что их все объединяет?

Кейс 2. «Поверхностное натяжение воды»

Проанализируйте представленные картинки и подумайте, какая сила помогает удержаться металлической скрепке, личинкам комаров и водомерке на поверхности воды.

Кейс 3. «Определение прозрачности воды»

Анализируя представленные картинки, подумайте о каком свойстве воды идет речь. Предложите свой метод определения прозрачности воды.

Группы обмениваются найденной информацией и приступают к проведению экспериментальной части для подтверждения или опровержения своих выводов по информационной части работы.

Экспериментальное исследование

Кейс 1. «Электропроводность воды»

На столе: стаканчики с водой, лист бумаги с рисунком, разменные монеты, скрепки, пинцет.

Ход работы:

Рассмотрите рисунок на листе бумаги через пустой химический стакан, затем влейте воду и еще раз посмотрите на рисунок. Сделайте вывод.

Кейс 2. «Поверхностное натяжение воды»

На столе: стаканчики с водой, лист бумаги с рисунком, разменные монеты, скрепки, пинцет.

Ход работы:

Рассмотрите рисунок на листе бумаги через пустой химический стакан, затем влейте воду и еще раз посмотрите на рисунок. Сделайте вывод.

Налейте полный стакан воды. Сколько можно опустить в стакан с водой разменных монет, чтобы вода не выливалась из стакана. Убедитесь на опыте. Сделайте вывод.

Наполните стакан водою не до краев, опустите скрепку. Следующую скрепку опускайте осторожно с помощью пинцета так, чтобы скрепка оказалась на поверхности воды. Объясните данное явление.

Кейс 3. «Определение прозрачности воды»

На столе: стаканчики с дистиллированной водой, водопроводной водой, с водой и растворенным в ней сахаром, с водой и растворенной в ней хлоридом железа (III); «Science-лаб»-диск с датчиком по определению прозрачности воды, бумажные фильтры, таблетки активированного угля, печатный текст, мерный цилиндр, линейка.

Ход работы:

Используя «Science-лаб»-диск с датчиком по определению прозрачности воды и водных растворов, определите прозрачность выданных растворов. Для определения прозрачности водных растворов используют специальную кювету. Определите единицы измерения степени прозрачности (можно воспользоваться интернетом). Помните, что, помещая новый раствор в кювету, необходимо её промывать чистой водой, а потом и испытуемым раствором.

Проверьте прозрачность водных растворов другим способом, основываясь на подсказке. Запишите свои наблюдения, сравните результаты двух использованных методов и сделайте необходимые выводы.

Проектно-технологическая часть

Кейс 4. «Изготовление макета водяной мельницы» (см. инструкцию)