Методическая разработка интегрированного урока «Нефтяная чума»

Пояснительная записка «С каждым годом экологическая ситуация в мире ухудшается. Кто-то считает это неизбежностью, кто-то пытается бороться за состояние окружающей среды, но факт остается фактом. Дело тут даже не в том, что человечество загрязняет атмосферу посредством выхлопных газов от автомобилей или выбросов с заводов и фабрик, глобальные экологические катастрофы стали регулярными». Типичный тому пример связан с добычей нефти, ее транспортировкой, переработкой и использованием. Оборудование устарело, кто-то где-то недосмотрел, не соблюдены меры безопасности – и вот уже произошло беспрецедентное по масштабам экологическое бедствие - разлив нефти в Мексиканском заливе (20 апреля 2010 г.)! Произошедшая катастрофа имеет долговременный эффект, и ее новые последствия будут проявляться еще многие годы. Разлив нефти – действительно одна из самых страшных экологических катастроф. «Тысячи миль, не подлежащих восстановлению заболоченных участков и пляжей, прекращение рыболовства на несколько сезонов, гибель наиболее уязвимых видов животных и отраслевой экономический упадок на десятилетия – все это последствия, к которым могут привести катастрофы такого характера». Чтобы снизить неблагоприятное воздействие нефтедобычи на окружающую среду в данной отрасли надо придерживаться высоких экологических стандартов деятельности. «Для предотвращения аварий в компаниях внедряются новые стандарты деятельности, учитывающие прошлый негативный опыт, культивируется культура безопасного ведения работ. Разрабатываются технические и технологические средства, предотвращающие риск возникновения аварийных ситуаций». Ученые разрабатывают новые методы борьбы с загрязнением. Такие как, применение специальных реагентов-диспергентов, которые позволяют ускорить сбор разлившейся нефти с поверхности воды или искусственное выведение бактерий- деструкторов. Они, при распылении на нефтяное пятно, способны в короткие сроки переработать нефть, превращая ее в более безопасные продукты. Экологическое воспитание представляет собой целенаправленное воздействие на духовное развитие ребенка, формирование у него определенных ценностных установок в плане нравственного отношения к окружающей среде. Но к сожалению, базисный учебный план 2004 года не предусматривает выделения учебных часов на ведение отдельного предмета «Экология», поэтому проблема экологического воспитания частично решается за счет введения экологической составляющей в теоретические и практические занятия по биологии и химии в средних и старших классах общеобразовательных школ. На уроках в группе «Эколог» добавляются элементы экологических знаний и часть времени отводится на решение биологических задач с экологическим содержанием. При рассмотрении темы «Природные сообщества», разбираются региональные экологические проблемы, их влияние на биологическое разнообразие растений и животных, возможные пути решения этих проблем, в том числе и роль школьников в этом процессе. Т.е. необходимо внедрять в содержание уроков биологии и химии аспекты экологизации, что повлияет на расширение информации краеведческого, природоохранного направления, вопросов экологии человека, сохранения здоровья, и что поспособствует формированию экологического сознания учеников. Урок «Нефтяная чума» Тип урока: межпредметный интегрированный 1Форма урока: комбинированный Цель: Формирование целостного представления о глобальной проблеме экологии – загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами, причинах ее возникновения, последствиях, возможных путях ее решения. Задачи урока Обучающая: 1) Систематизировать информацию по экологической проблеме, определить причинно – следственные связи и найти оптимальные пути решения экологической проблемы. 2) Прививать обучающимся навыки работы с методами, необходимыми для исследований - наблюдением, экспериментом, моделированием. Развивающая: Формировать умение обучающихся устанавливать причинно – следственные связи, обобщать, делать выводы. Воспитательная: Ориентировать обучающихся на разумную, экологически обоснованную деятельность, способствующую рациональному использованию и охране окружающей природной среды, воспитывать коммуникативную культуру через работу в группе, формировать активную жизненную позицию. Методы обучения: - словесный (смысловое чтение, беседа, дискуссия) - наглядный (демонстрация видеофрагмента, слайдов) - практический (составление модели искусственного водоема, разлив нефти на его поверхности, проведение экспериментов по удалению нефтяного пятна) Формы учебной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная. Оборудование и материалы: проектор; видеофрагмент «Разлив нефти в Нефтеюганске – 2015 г.»; презентация по теме «Нефтяная чума»; тексты № 1, № 2 для смыслового чтения «Нефтяная чума»; набор хим. посуды и реактивов для проведения лабораторной работы. Список интернет источников, использованных при составлении рабочего плана урока: Исследовательский проект / http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe- tvorchestvo/2016/01/08/issledovatelskaya-rabota-razliv-nefti-kak Очистка воды от нефти /http://www.o8ode.ru/article/answer/clean/o4ictka_vody_ot_nefti.htm Реферат: Проблемы загрязнения нефтью / http://www.ronl.ru/referaty/ekologiya/365832/ Экологические катастрофы России / https://ecoportal.info/ekologicheskie-katastrofy-rossii/ Экологические последствия эры нефти / http://vseonefti.ru/upstream/ekologicheskie- posledstviya-dobychi-nefti.html Видеофрагмент «Нефтеюганск... разлив нефти...» / https://www.youtube.com/watch?v =SvBTR4S0cuU 2Ход урока: Этап урока Содержание деятельности учителя Содержание деятельности учащихся I. Организа­ ционный  момент.  Актуализа­ ция знаний. Вступительное слово учителя: Изучая тему  «Водоросли», вы рассматривали вопрос о среде  их обитания. Это пресная или морская вода. Просмотр  видеофрагмента и его  обсуждение.   Вопросы: Какая экологическая проблема,  связанная с природными водами, в наше время  становится все более значимой и актуальной?  Почему? Какие организмы могут пострадать от  возникшей экологической «катастрофы»? Показ видеофрагмента «Разлив нефти в  Нефтеюганске в 2015 г.»  (https://www.youtube.com/watch? v=SvBTR4S0cuU) Вопросы: Теперь, посмотрите, что находится на ваших столах? С какой целью поставлены  данные приборы? Что сегодня мы будем  изучать? (на партах выставлена хим. посуда,  хим. реактивы (нефть и вода), адсорбирующие  материалы). Ответ: Это загрязнение  нефтью и  нефтепродуктами не  только водного  пространства, но и  участков суши. Ответ: Будет  проводиться  лабораторная работа,  связанная с изучением  физических свойств  нефти и способами  очистки воды от ее  разливов. II. Изучение  нового мате­ риала. III. Учебные  действия по  работе с  текстом. Учитель: Нефть – ценнейшее сырье, без  использования которого невозможна  современная цивилизация. (Презентация: слайд № 2, 3) Обсуждение.   Вопрос: Опишите, какими физическими  свойствами обладает нефть? Что происходит,  когда нефть смешивается с водой? Проведите  лабораторные опыты по выданной инструкции  (см. Приложение № 2). Учитель: Но нефть не только «черное золото»,  как принято ее называть, но и «черная смерть», о чем, к сожалению, известно не каждому. Нефть  и нефтепродукты оказывают вредное  Проведение  лабораторных опытов №  1, 2. Обсуждение. Работа с текстом  (смысловое чтение). 3воздействие на многие живые организмы и  пагубно влияют на все звенья биологической  цепи.   Прошу вас разделиться на две группы  (вариант I и вариант II) и ознакомиться с  текстом «Нефтяная чума» для первой или  второй группы и ответить на вопросы: 1.Почему текст так называется? 2.Каковы причины попадания нефти в  природные воды или на участки суши? 3.Какие организмы пострадали в период  экологических катастроф? Во время обсуждения информации из  прочитанного текста идет демонстрация  слайдов. (Презентация: слайд № 4, 5, 6) Учитель: Нефтяные пленки на поверхности  морей и океанов могут нарушать обмен  энергией, теплом, влагой и газами между  океаном и атмосферой. В конечном итоге  наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять не только на физико­ химические и гидробиологические условия в  океане, но и на баланс кислорода в атмосфере. Из вышесказанного становится понятно, что  перед человечеством остро становится проблема очистки водных ресурсов от нефтепродуктов.  На данный момент существует несколько  способов, которыми пользуются при разливе  нефтепродуктов и загрязнении водоемов  нефтью. Возникает вопрос, какой же из них  более эффективен и безопасен? Учитель: Давайте сегодня на уроке побываем в  роли исследователей ­ экологов и предложим  способы спасения Земли от разлитых нефтяных  пятен на поверхности воды и песчаного  побережья. Обсуждение. Ожидаемый  ответ:Ежегодно в океан  попадает более 10 млн. т.  нефти. Некоторое ее  количество поступает в  результате естественного  просачивания со дна  океана, но сколько  именно определить  сложно. А вот львиная  доля ­ из источников на  суше  (нефтеперерабатывающие заводы,  нефтезаправочные  станции). Наибольшие  потери нефти связаны с  ее транспортировкой из  районов добычи.  Аварийные ситуации,  слив за борт танкерами  промывочных и  балластных вод, ­ все это  обуславливает  присутствие постоянных  полей загрязнения на  трассах морских путей. 4IV. Учебные  действия по  реализации  профильной пробы. Учитель предлагает учащимся разделиться на  мини­группы (по 2 или 4 человека). Каждая  группа проводит лабораторный опыт «Очистка  воды от нефтяного пятна» одним из способов,  приведенном в таблице («Способы очистки воды при разливе нефти в реальных ситуациях и  подобные способы для моделирования ситуации  в условиях профильной пробы» см. Приложение  № 3). При этом учащиеся должны  ориентироваться на приготовленные для каждой  группы свои (отличительные от других групп)  адсорбирующие материалы. Например: Группа № 1 – собирает разлитое на воде  нефтяное пятно с помощью пластмассовой  ложки. Группа № 2 – с помощью порошкообразного  активированного угля. Группа № 3 – с помощью медицинского  «Полисорба». Группа № 4 – с помощью полипропиленовых  гранул. Группа № 5 – с помощью древесных опилок. Группа № 6 – с помощью измельченного торфа. Группа № 7 – с помощью прямоугольной рамки  из пенопласта. Группа № 8 – с помощью полосок из  поролоновой губки. Вопросы: Расскажите, что получилось, какие вы испытывали затруднения, подходит ли ваш  способ для реальных ситуаций? Работа в мини­группах  (парах): проведение  лабораторного опыта № 3 или 4. Устный отчет о  проведенных  исследованиях перед  учащимися всего класса. Ожидаемый  ответ:справиться с  загрязнениями из  нефтяных пятен  достаточно сложно. В  этом можно убедиться на  опытах, проведенных на  текущем уроке. Не  смотря на то, что  масштаб экспериментов  кажется мизерным в  сравнение с площадями,  загрязняемыми нефтью в  природе, в полной мере  осознается насколько  велико и сложно в своем  устранении это  экологическое бедствие. Ожидаемый  ответ:очистка берега  может нанести  экосистеме больший вред, чем сама нефть. V.  Рефлексия Вопросы: К каким выводам вы пришли в  результате работы на уроке? Чему научились  новому? Ребята оценивают  полноту полученных  знаний, проводят  самооценку своей работы. Предполагаемый вывод: 5Нефть – ценнейшее сырье, без использования  которого невозможна современная цивилизация.  Однако, процессы добычи, транспортировки,  хранения и переработки нефти и  нефтепродуктов очень часто становятся  источниками загрязнения окружающей среды,  которые приобретают масштабы экологических  катастроф. Конечно, нефть попадает в Мировой  океан не только в результате аварийных  разливов. Естественные ее выходы существуют  во многих районах морей и океанов через  разломы в земной коре. Но по существующим  разломам нефть, как правило, просачивается  постепенно в небольших объемах. Вокруг таких  выходов нефти даже образуется своя  экосистема. «Опасность техногенных разливов в  том, что они происходят в короткое время в  значительных объемах. Они нарушают  сложившуюся экосистему и ведут к массовой  гибели морских обитателей». Люди пытаются минимизировать последствия  подобных загрязнений. Однако справиться с  ними достаточно сложно. В этом можно  убедиться на опытах, проведенных в условиях  профильной пробы. Не смотря на то, что  масштаб этих экспериментов кажется мизерным  в сравнение с площадями, загрязняемыми  нефтью в природе, в полной мере осознается  насколько велико и сложно в своем устранении  это экологическое бедствие. Учитель предлагает учащимися написать  синквейн, используя слово «нефть». Записывают домашнее  задание. VI.  Домашнее  задание Приложение № 1 - текст «смысловое чтение» для учащихся I группы «Нефтяная чума» «Нефтяная чума» появилась не сегодня и не внезапно. Источников поступления нефти в моря и океаны много: это сброс очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками. В настоящее время из каждых 10 добываемых в море тонн 6нефти 7-8 тонн доставляется к местам потребления морским транспортом. Почти каждый год случаются крупные катастрофы. Например: В 1967 году произошла авария супертанкера «Тори Каньон» у берегов Западной Европы. В море попало 120 тыс. тонн нефти. Огромное нефтяное пятно обезобразило прибрежные воды и берега Франции и Англии. Погибло 50 тыс. водоплавающих птиц, т.е. 90% морских птиц этих районов. В 1978 году танкер «Amoco Cadiz» сель на мель неподалеку от побережья Бретани (Франция). Из-за штормовой погоды спасательную операцию провести было невозможно. В воду вылилось 223 тыс. тонны нефти, образовав пятно размером в две тысячи квадратных километров. Подсчитано, что погибли 20 тыс. птиц. В спасательных работах принимали участие более 7 тыс. человек. По мнению некоторых ученых, экологическое равновесие в этом регионе не восстановилось до сих пор. В 1990 году Ирак захватил Кувейт. Войска антииракской коалиции, образованной 32 государствами, разбили иракскую армию и освободили Кувейт. Однако, готовясь к обороне, иракцы открыли задвижки на нефтяных терминалах и опорожнили несколько нагруженных нефтью танкеров. Этот шаг был предпринят для того, чтобы затруднить высадку десанта. До 1.5 млн. тонн нефти вылилось в Персидский залив. Так как шли боевые действия, с последствиями катастрофы некоторое время никто не боролся. Нефть покрыла примерно 1 тыс. кв. км. поверхности залива и загрязнила около 600 км. побережий. Для того, чтобы предотвратить дальнейший разлив нефти, авиация США разбомбила несколько кувейтских нефтепроводов. В 2006 году потерпел аварию танкер на Филиппинах. Тогда оказались загрязнены 300 км побережья в двух провинциях страны, 500 гектаров мангровых лесов и 60 га плантаций водорослей. Пострадал и морской резерват Таклонг, на территории которого обитали 29 видов кораллов и 144 вида рыб. В результате разлива мазута пострадали около 3 тысяч филиппинских семей. Местные рыбаки, которые раньше за день могли выловить до 40-50 кг рыбы, сейчас с трудом ловят до 10 кг. Для этого им приходится уходить далеко от мест распространения загрязнений. Но даже эту рыбу невозможно продать. В 2007 году шторм в Керченском проливе стал причиной беспрецедентного чрезвычайного происшествия в Азовском и Черном морях - за один день затонули четыре судна, еще шесть сели на мель, получили повреждения два танкера. Из разломившегося танкера "Волгонефть-139" в море вылилось более 2 тысяч тонн мазута, на затонувших сухогрузах находилось около 7 тысяч тонн серы. Росприроднадзор оценил экологический ущерб, причиненный в результате крушения нескольких судов в Керченском проливе, в 6,5 миллиарда рублей. Ущерб только от гибели птицы и рыбы в Керченском проливе оценивался приблизительно в 4 миллиарда рублей. В 2010 году на платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе произошел взрыв, из-за которого возник сильный пожар и нефть в море стала выливаться ежедневно в течение трех с половиной месяцев. Устранение последствий этой аварии было сопряжено с целым рядом сложностей, учитывая большую глубину очага утечки и условную бесконечность (относительно танкера) потока вытекающей из скважины нефти. СМИ окрестили эту катастрофу "нефтяным чернобылем". В результате в водах Мексиканского залива оказалось более 670 000 тонн нефти. Таким образом, самый крупный разлив нефти был впервые в истории связан не с нефтеналивными танкерами, а с морской платформой. Если перечислять все происходившие за последние годы аварии судов, получится громадный список. Вопросы: 71.Почему текст так называется «Нефтяная чума»? 2.Каковы причины попадания нефти в природные воды или на участки суши? 3.Какие организмы пострадали в период экологических катастроф? Приложение № 2 - текст «смысловое чтение» для учащихся II группы СПРАВКА из Большой Советской Энциклопедии «Чума - острое инфекционное заболевание человека и животных; относится к карантинным болезням. Возбудитель - чумный микроб, открытый в 1894 французским учёным А. Йерсеном (1863-1943) и японским учёным С. Китазато (1852-1931), - яйцевидная, биполярно окрашенная палочка; хорошо растет на обычных питательных средах, чувствителен к воздействию физических и химических факторов и обычным дезинфицирующим средствам; при температуре 100 градусов погибает в течение 1 мин.» «Нефтяная чума» В настоящее время нефть – самое распространенное вещество, загрязняющее природные воды. Только в Мировой океан ежегодно поступает 11-16 млн. тонн нефти. Примерно 20% нефти находится в виде пленки на поверхности, 40% в виде эмульсии и 40% оседает на дно. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега. Нефтяная пленка уменьшает проникновение света в водоем, препятствует протеканию процесса фотосинтеза, нарушается проникновение кислорода в водоем, что ведет к гибели живых организмов. Так всего 1 литр попавшей в воду нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. литров морской воды. При дрейфе нефтяного пятна загрязняются все новые порции воды. 1 тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Личинкам некоторых морских рыб необходимо сделать первый глоток воздуха. Нефтяная пленка не позволяет этого сделать, и они гибнут. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое воды. Опасность встречи с нефтью здесь особенно велика. На 1 гектаре морской поверхности может погибнуть более 100 миллионов рыбок, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 литр нефти. Некоторые составные части нефти несут гибель морским беспозвоночным и Ракообразным животным. Моллюски, например, накапливают канцерогенные вещества, извлекаемые ими из нефти. Опасность таких накоплений не только в изменении вкуса морских и речных организмов, но, что более значимо, в канцерогенных свойствах соединений! Глобальная экологическая опасность нефтяных загрязнений в том, что они препятствуют контакту и взаимодействию системы Мировой океан – атмосфера, нарушая тем самым физико-химические и биологические процессы в водной среде, процессы теплообмена океана с атмосферой, так как Мировой океан регулирует 8обмен веществ и энергии на всей планете. Это ведет к неконтролируемым изменениям климата Земли, нарушению баланса кислорода в атмосфере. Трудно перечислить все беды, которые причиняет «нефтяная чума» океану. . Вопросы: 1.Почему текст так называется «Нефтяная чума»? 2.Каковы причины попадания нефти в природные воды или на участки суши? 3.Какие организмы пострадали в период экологических катастроф? . Приложение № 3. Лабораторная работа (работа в парах) Опыт 1. Изучение физических свойств нефти. Возьмите пробирку с нефтью; рассмотрите: агрегатное состояние, степень вязкости, цвет; проверьте наличие запаха. Опыт 2. Образование нефтяной пленки. В чашу (стакан) с водой добавьте 1мл нефти. Расскажите, что наблюдаете? Сделайте выводы о физических свойствах нефти. Опыт 3. Удаление нефтяного пятна с поверхности воды. Предложите способ очистки водоема от нефтяной пленки, полученной из опыта №2. Проведите эксперимент ее по удалению с помощью предложенного адсорбирующего вещества. Расскажите, что получилось, какие вы испытывали затруднения, подходит ли ваш способ для реальных ситуаций? Опыт 4. Очистки береговой песчаной линии от нефти. Смешайте песок с нефтью, и попробуйте его очистить. Сделайте вывод о степени сложности данной работы. Таблица «Способы очистки воды при разливе нефти в реальных ситуациях и подобные способы для моделирования ситуации в условиях профильной пробы» Очистка воды при разливе нефти в реальных ситуациях Очистка воды от нефти в условиях профильной пробы Механический –  1. Улавливание  9нефти ложкой. 2. Фильтрация. 3.Добавление в  воду моющего  средства,  расщепляющего  жир. 4.Распыление  порошков  активированного  угля или  медицинского  «Полисорба». 5.Засыпка  опилками,  песком, торфом,  гранулами  пенопласта,  полосками  поролоновой  губки. ___________ нефть удаляется  из воды путем её  отстаивания и  фильтрации с  последующим её  улавливанием  специальными  устройствами Химический – в  воду добавляют  различные  химические  реагенты, которые  вступают в  реакцию с нефтью  и осаждают её в  виде  нерастворимых  осадков. Физико­ химический – из  воды удаляются  тонко дисперсные  и растворенные  примеси и  разрушаются  органические и  плохо окисляемые  вещества нефти. Биологический –  использование  специальных  микроорганизмов,  питающихся  нефтью и  разрушающих её. 1011