«Организация проблемно-исследовательской
статья (биология, 8 класс) по теме

Обобщение опыта работы учителя химии и биологии

Махриной Галины Николаевны

 по теме:

«Организация проблемно-исследовательской

деятельности на уроках и во внеурочное время как способ реализации  компетентностного  подхода в обучении  химии и биологии »

Куть-Ях

2012г

Часть 1.

1. Теоретические  основы  опыта

«Плохой учитель

преподносит истину,

хороший учит её находить»

А.Дистервег

- «Как учить детей?»

- «Как развивать у учащихся внутреннюю мотивацию к обучению химии?»

- «Каким способам деятельности обучать детей?»

Ответы на эти вопросы дает компетентностный подход в обучении.

Актуальность данной работы заключается  в том, что и Государственный стандарт образования,  и Концепция модернизации образования выделяют компетентностный подход в обучении как один из значимых.

 Что же  такое компетентностный подход?

Компетентностный подход в образовании в противоположность концепции «усвоения знаний» (а на самом деле суммы сведений) предполагает овладение  учащимися умениями, позволяющими действовать в новых, неопределенных, проблемных ситуациях, для которых заранее нельзя наработать соответствующие средства. Их нужно находить в процессе разрешения подобных ситуаций и достигать требуемых результатов.

Компетентностный подход является усилением прикладного, практического характера всего школьного образования (в том числе и предметного обучения). Это направление возникло из простых вопросов о том, какими результатами школьного образования школьник может воспользоваться вне школы.

Ключевая мысль этого направления состоит в том, что для обеспечения «отдаленного эффекта» школьного образования все, что изучается, должно быть включено в процесс употребления, использования.

Особенно это касается теоретических знаний, которые должны перестать быть мертвым багажом и стать практическим средством объяснения явлений и решения практических ситуаций и проблем.

Основной ценностью становится не усвоение суммы сведений, а освоение учащимися таких умений, которые позволяли бы им определять свои цели, принимать решения и действовать в типичных и нестандартных ситуациях.

Деятельность — это форма активного целенаправленного взаимодействия человека с окружающим миром (включающим и других людей), отвечающего вызвавшей это взаимодействие потребности, как «нужде», «необходимости» в чем-либо (С.Л. Рубинштейн).

Сегодня меняется взгляд на образование: « Обучение не на всю жизнь, а через всю жизнь». В Национальной образовательной инициативе « Наша новая школа», утвержденной президентом РФ  Д.А.Медведевым, отражены главные направления образования, в которых прописан результат образовательного процесса: « Результат образования - это не только знания по конкретным дисциплинам, но и умение применять их в повседневной жизни, использовать в дальнейшем обучении. Ученик должен обладать целостным социально-ориентированным взглядом на мир в его единстве и разнообразии природы, народов, культур, религий»

Вопрос традиционного обучения – «Чему учить?», становится  сегодня менее актуальным.  Компетентностный подход делает акцент на деятельностном содержании образования, что требует другой постановки вопроса, а именно «Каким способам деятельности обучать?» В этом случае основным содержанием обучения являются действия, операции, соотносящиеся не столько с объектом приложения усилий, сколько с проблемой, которую нужно разрешить. Не привычные «должен знать» или  «должен уметь», а «может».

В учебных программах деятельностное содержание образования отражается в акценте на способах деятельности, умениях, навыках, которые необходимо сформировать, на опыте деятельности, который должен быть накоплен и осмыслен учащимися, и на учебных достижениях, которые учащиеся должны продемонстрировать.

Важнейшим признаком компетентностного подхода является способность

обучающегося к самообучению в дальнейшем, а это невозможно без получения глубоких знаний. Однако роль знаний меняется. Знания полностью подчиняются умениям. В содержание обучения включаются только те знания, которые необходимы для формирования умений. Все остальные знания рассматриваются как справочные, они хранятся в справочниках, энциклопедиях, Интернете, а не в головах учащихся. В то же время, учащийся должен при необходимости уметь быстро и безошибочно воспользоваться всеми этими источниками информации для разрешения тех или иных проблем.

Зуновский и компетентностный подходы в этом близки друг к другу, но первый ограничивается рамками предметных умений и навыков, тогда как второй делает акцент на применение знаний и умений во внеучебных, жизненных ситуациях. Компетентностный подход применяется при создании КИМов для ЕГЭ, в разработке инструментария исследования PISA. Задания третьей части ЕГЭ используются для проверки умения применять знания из различных разделов учебных предметов в новой ситуации. Что собственно и является (см. таблицу) основным результатом обучения в компетентностном подходе. ЕГЭ – средство проверки и оценки компетенций.

Компетентностный подход – это принципиально новый подход в обучении. Однако

идеи его не чужды отечественной педагогике, их можно рассматривать как логическим продолжением лучших педагогических идей:

1.Концепция содержания образования И.Я. Лернера, В.В. Краевского, И.К.

Журавлева об образовании как о трансляции культуры, сконцентрированной в

социальном опыте объяснения и осмысления явлений, эмоционального отношения

к миру, практической и творческой деятельности;

2.Концепция общеучебных умений и навыков, трактовка которых близка к

трактовке некоторых ключевых компетенций;

3. Идеи Ю.К. Бабанского об оптимизации учебного процесса;

4. Коммунарская методика воспитательной работы И.П. Иванова и др.

Основным для компетентностного подхода является новое для отечественной педагогики понятие «компетенция».

Что же такое компетенция?

Компетенция – готовность человека к мобилизации знаний, умений и внешних ресурсовдля эффективной деятельности в конкретной жизненной ситуации.

Компетенция – это готовность действовать в ситуации неопределенности.

Компетенции  можно подразделить  на  Ключевые  и Профессиональные

-Что такое «ключевые компетенции»?

Ключевыми называют компетенции, которые являются универсальными,

применимыми в различных жизненных ситуациях. Это своего рода ключ к успешности.Ключевых компетенций не так уж и мало, но все они складываются из четырех элементарных ключевых компетенций:

- Информационная компетенция – готовность к работе с информацией;

- Коммуникативная компетенция – готовность к общению с другими людьми,

формируется на основе информационной;

- Кооперативная компетенция – готовность к сотрудничеству с другими людьми,

формируется на основе двух предыдущих;

- Проблемная компетенция – готовность к решению проблем, формируется на

основе трех предыдущих.

Под ключевыми компетенциями применительно к школьному образованию понимается готовность учащихся самостоятельно действовать в ситуации неопределенности при решении актуальных для них проблем.

Стратегия модернизации образования в РФ предполагает, что в основу обновленного содержания общего образования будут положены «ключевые компетенции»: «Основным результатом деятельности образовательного учреждения должна стать не система знаний, умений и навыков сама по себе, а набор заявленных государством ключевых компетенций в интеллектуальной, общественно-политической, коммуникационной, информационной и

прочих сферах». 

В государственном образовательном стандарте среднего (полного) общего

образования уже зафиксирован перечень общеучебных умений, навыков и способов

деятельности, который включает:

- Познавательную деятельность

- Информационно-коммуникативную деятельность

- Рефлексивную деятельность

В отечественной педагогике получило развитие понятие «общеучебные умения и

навыки», или ОУУН. Основным для компетентностного подхода является понятие

«компетенция». Главное отличие ОУУН от ключевых компетенций в том, что ОУУН охватывают учебную деятельность, а ключевые компетенции – все виды деятельности, включая будущую профессиональную.«Формируя ОУУН, школа готовит человека, умеющего учиться, тогда как, формируя ключевые компетенции, готовит человека, умеющего жить». (И.С.Сергеев)

Сказанное позволяет охарактеризовать ключевые компетенции как наиболее общие

(универсальные) способности и умения, позволяющие человеку понимать и достигать результатов в личной и профессиональной жизни в условиях возрастающего динамизма современного общества.

Что дает компетентностный подход учителю и ученику?

Компетентностный подход позволяет:

-Согласовать цели обучения, поставленные педагогами, с собственными целями

учащихся;

- Подготовить учеников к сознательному и ответственному обучению в вузе или

колледже;

- Подготовить учащихся к успеху в жизни, развивающейся по непредсказуемым

законам;

- Повысить степень мотивации учения, за счет осознания его пользы для

сегодняшней и последующей жизни учащихся;

- Облегчить труд учителя за счет постепенного повышения степени

самостоятельности и ответственности учащихся в учении;

- Обеспечить единство учебного и воспитательного процессов, когда одни и те же

задачи разносторонней подготовки к жизни решаются различными средствами

урочной и внеурочной деятельности.

Что должен уметь педагог?

Чтобы успешно реализовать компетентностный подход, педагог должен уметь:

- Успешно решать свои собственные жизненные проблемы, проявляя инициативу,

самостоятельность и ответственность;

-Видеть и понимать действительные жизненные интересы своих учеников;

- Проявлять уважение к своим ученикам, к их суждениям и вопросам, даже если те

кажутся на первый взгляд трудными и провокационными, а также к их

самостоятельным пробам и ошибкам;

- Чувствовать проблемность изучаемых ситуаций;

- Связывать изучаемый материал с повседневной жизнью и интересами учащихся,

характерными для их возраста;

- Закреплять знания и умения в учебной и во внеучебной практике;

- Планировать урок с использованием всего разнообразия форм и методов учебной

работы, и, прежде всего, всех видов самостоятельной работы (групповой и

индивидуальной), диалогических и проектно-исследовательских методов;

- Ставить цели и оценивать степень их достижения совместно с учащимися;

- В совершенстве использовать метод «Создание ситуации успеха»;

- Привлекать для обсуждения прошлый опыт учащихся, создавать новый опыт

деятельности и организовывать его обсуждение без излишних затрат времени;

- Оценивать достижения учащихся не только отметкой-баллом, но и содержательной

характеристикой;

- Оценивать продвижение класса в целом и отдельных учеников не только по

предмету, но и в развитии тех или иных жизненно важных качеств;

- Видеть пробелы не только в знаниях, но и в готовности к жизни.

Чтобы реализуемый педагогом подход в обучении был действительно

компетентностным, педагог должен остерегаться:

-Привычки считать себя главным и единственным источником знаний для своих

учеников;

-Передавать ученикам свой опыт жизни и воспитывать их исходя из того, как был

воспитан сам;

- Представлений о том, что существуют раз и навсегда заданные способы

«правильного» и «неправильного» решения житейских и профессиональных

проблем;

- Бездоказательно-нормативных высказываний «надо», «должен», «так принято»,

которые не сопровождаются дальнейшими пояснениями

  2. Цели  педагогического процесса

Цель: Формирование образовательных компетенций учащихся на уроках химии через проблемно-исследовательскую деятельность.

Задачи :

- способствовать формированию устойчивой мотивации учащегося к саморазвитию через ситуацию успеха;

- способствовать формированию навыков решения проблемных ситуаций;

- формировать навыки исследовательской деятельности;

- способствовать формированию устойчивой рефлексии своей деятельности;

- формировать ключевые компетенции.

3. Принципы педагогической деятельности

Для успешной реализации компетентностного подхода в обучении необходимо

владеть принципами организации педагогического процесса.

-Принцип компетентностной ориентации обучения как ориентации на

формирование обобщенных умений. Формирование познавательных,

информационно-коммуникативных и рефлексивных компетенций учащихся исходя из Государственных стандартов образования.

- Принцип доступности. По Я.А. Коменскому: от легкого к трудному, от

известного к неизвестному, от простого к сложному. Проблемный вопрос –

проблемное изложение – поисковая (эвристическая) беседа – самостоятельная

исследовательская деятельность.

- Принцип осмысленности. Осмысление проблемы, цели, задачи происходит при

самостоятельной их формулировке учащимися.

- Принцип естественности. Проблема не должна быть надуманной, а реальной,

интерес должен быть не искусственным, а настоящим. (Определить концентрацию

ионов хлора в квашеной капусте).

- Принцип самодеятельности. Ребенок может овладеть ходом исследования

только через проживание его, то есть через собственный опыт.

-Принцип экспериментальности. (принцип наглядности Я.А. Коменского, И.Г.

Песталоции, Ж.Ж. Руссо). Химия – наука экспериментальная. Поэтому этот

принцип один из главных в организации педагогической деятельности.

- Принцип культуросообразности. Использование учащимися опыта, методов,

подходов, накопленных в этой области предыдущими поколениями.

- Принцип обучения в соответствии с индивидуальными способностями и

возможностями учащихся позволяет создать необходимые условия для развития

каждого ребенка в отдельности, учитывая при этом их личностные особенности, их

индивидуальность.

- Принцип рационального сочетания индивидуального и коллективного

образования. Нацеливает учителя на выбор парных, групповых и

индивидуальных форм обучения в зависимости от уровня сложности изучаемого

материала для развития самостоятельности и творчества учащихся.

-Принцип активной деятельности учащихся. Освоение учениками знаний,

умений, навыков, способов деятельности преимущественно в форме деятельностного, компетентностного подхода.

- Принцип практической направленности обучения химии. Решение заданий

прикладного, практического содержания.

- Принцип полного усвоения знаний. Система организации дополнительных

занятий с учащимися.

- Принцип полного контроля. Применяются три типа контроля: внешний

контроль учителя за деятельностью учащихся, взаимоконтроль и самоконтроль.

Внешний контроль приучает обучающихся добросовестно систематически

выполнять учебную работу. Значимость функций взаимоконтроля определяется

более ответственным отношением учащихся к оценке деятельности своих

одноклассников, нежели своей. При проведении самоконтроля осознается

правильность своих действий, что выражается в его направленности на

предупреждение ошибок.

- Принцип обратной связи. Регулярно контролировать процесс обучения с

помощью приемов обратной связи.

- Принцип систематической рефлексии. Лучший способ учиться – периодически

анализировать свою работу, отмечать продвижение, выявлять затруднения,

реагировать на неудачи. Принцип систематической рефлексии хода учебной

работы гласит: всякий цикл работы должен завершаться рефлексией.

Обучение рефлексии позволяет ученикам учиться на своем опыте, так как допущенные ошибки не страшны, если их учитывают и исправляют.

4. Методы педагогической деятельности.

 Выбор методов осуществляется на основе целевых установок урока, содержания изучаемого материала и задач развития учащихся в процессе обучения. Для реализации основных принципов компетентностного подхода и рационального сочетания индивидуального и коллективного образования, отбираются наиболее эффективные методы организации обучения.

Классификация методов по Ю.К. Бабанскому:

Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности.

- Перцептивные методы (передача и восприятие учебной информации):

-Словесные методы.

- Проблемная беседа, диспут, дискуссия. На  дополнительных  занятиях дети

знакомятся со спецификой монолога-выступления на научно-практической

конференции.

- Наглядные методы.

- Демонстрация способов деятельности. Формируя образовательные

компетенции учащихся, учитель сам показывает, как нужно делать, дает

алгоритм действия (способы решения задач, составление уравнений

химических реакций, правила пользования химическим инструментарием,

демонстрация химических опытов).

- Практические методы.

- Самостоятельное выполнение творческих упражнений разноуровневого

характера, прикладной направленности.

- Самостоятельное проведение учащимися химических опытов,

исследовательской деятельности.

-Логические методы (организация осуществления логических операций):

-Индуктивные (классифицировать химических реакций).

- Дедуктивные (имея общую формулу, составить алгоритм решения однотипных

конкретных химических задач).

- Аналитические (например, при изучении реакций гидролиза).

- Синтетические (например, при изучении реакций этерификации).

- Гносеологические методы (организация и осуществление мыслительных

операций):

- Проблемно-поисковые методы (формируются проблемные компетенции).

-Проблемное изложение знаний. Применяется, когда учащиеся

не имеют достаточного запаса знаний, чтобы активно участвовать в

решении проблемы. Например, при изучении теории строения

органических веществ А.М. Бутлерова. 9, 10 классы.

- Эвристический метод. Поисковая (эвристическая беседа).

Проводится на основе создаваемой учителем проблемной ситуации.

Например, во что превращается водород, когда забирает электроны у лития? 8 класс. «Степень окисления».

- Исследовательский метод. Применяется, когда учащиеся обладают достаточными знаниями, необходимыми для построения научных предположений. Например, при изучении щелочных металлов предлагается выявить роль воды в реакциях взаимодействия щелочных металлов с растворами различных солей. 9 класс.

- Методы управления учебными действиями:

- Учащиеся приобретают навыки (информационные или информационно коммуникативные компетенции) работы с дополнительной литературой, с

учебником, с ИНТЕРНЕТ, с химическим инструментарием для дальнейшей

самостоятельной работы (решение учебной проблемы, проверка гипотезы, проведение эксперимента, выполнение исследовательской деятельности,

составление презентации и ее защита).

-Методы стимулирования и мотивации учебно-познавательной деятельности

- Методы эмоционального стимулирования:

- Создание ситуации успеха в обучении – обязательное условие компетентностного обучения.

- Методы формирования познавательного интереса («хочу»):

- Формирование готовности восприятия учебного материала, выстраивание вокруг

учебного материала игрового приключенческого сюжета, стимулирование

занимательным материалом.

-Методы формирования ответственности и обязательности («могу»):

Формирование понимания личностной значимости учения, предъявление учебных

требований, оперативный контроль. Организация содеятельности: совместно-

индивидуальной, совместно-последовательной, совместному взаимодействию.

-Методы организации и взаимодействия учащихся и накопления социального опыта

-Организация работы учащихся- консультантов. Работа консультантов

используется при подготовке и проведении практических работ, при проведении

демонстрационного эксперимента.

- Временная работа в группах. В проблемно-исследовательской деятельности

предпочтение отдаѐтся групповой работе. При этом формируются

коммуникативная и кооперативная компетенции.

- Организация работы по решению прикладных задач.

Методы развития психических функций, творческих способностей и личностных качеств учащихся

- Творческие задания. Создание презентаций, например «Применений серной

кислоты в народном хозяйстве» 9 класс, «Секреты кухонного шкафа » 11 класс.

-Постановка проблемы или создание проблемной ситуации. На основе

прочитанного материала учащиеся сами составляют проблемный вопрос.

- Дискуссия.

-Методы контроля и диагностики эффективности учебно-познавательной деятельности, социального и психического развития учащихся

-Методы контроля (осуществляет учитель):

- Повседневное наблюдение за учебной работой учащихся:

- устный контроль,

- письменный контроль,

- проверка домашних работ учащихся,

- лабораторно-практический контроль.

- Методы самоконтроля (осуществляет ученик):

- Методы устного самоконтроля и взаимоконтроля.

- Методы письменного самоконтроля и взаимоконтроля.

- Методы практического самоконтроля и взаимоконтроля.

5. Приемы педагогической деятельности.

Основными приемами педагогической деятельности являются:

-Прием эвристических вопросов. Разработан древнеримским педагогом

и оратором Квинтилианом. Для отыскания сведений о каком-либо событии

задаются восемь ключевых вопросов: кто? что? зачем? где? чем? как?

когда? почему?

- Прием развития речи учащихся. Успехи учащихся в изучении химии

находятся в прямой связи с культурой их устной и письменной речи, с

умением грамотно пользоваться химической терминологией. Если ученик

отвечает грамотно, красиво, в темпе, то он облегчает работу всего класса.

Организуя проверку домашних заданий, проведение устных упражнений и

защиты гипотез, описание экспериментальных, исследовательских работ

перед учащимися ставится задача грамотного обоснования каждого этапа.

- Прием конструирования, моделирования. Используется при решении

проблемной ситуации или в исследовательской деятельности.

Исследования проводятся по схеме, предложенной учителем или

выбранной самим учащимся.

- Прием комментированного решения  задач. При

отработке навыков класс выполняет одно и то же упражнение, но к доске

никто не выходит, учащиеся поочередно вслух комментируют,

обосновывают выполняемое задание. Учитель в любой момент может

прервать отвечающего ученика и предложить продолжить ответ другому.

Такое решение нацеливает школьников на то, что главное не быстрота

преобразований, а их обоснование.

-Прием проверки домашних задач. К началу урока на доске готовятся

необходимые схемы к домашним задачам и уравнениям химических

реакций. На занятии к доске вызывается ученик для изложения решения,

который может быть в любой момент остановлен, а продолжить пояснение

выйдет следующий.

-Прием развития навыка составления, решения проблемного

вопроса, навыка выдвижения рабочих гипотез. Любое исследование,

любое творчество начинается с постановки проблемы, т.е. умения ставить

вопрос. Учащиеся приучаются при чтении текста ставить перед собой

скрытые вопросы, при этом их внимание сосредоточивается на логике

рассуждений, выполняются основные мыслительные операции: анализ,

синтез, сравнение, обобщение.

-Прием намеренных ошибок. При объяснении материала учителем

намеренно допускаются ошибки. Сначала ученики заранее

предупреждаются об этом. Постепенно школьники учатся мгновенно

пресекать ошибки условным знаком и пояснением. Происходит отыскание

взаимосвязей ошибки с правильным ответом. Внимание к ошибке может

быть не только с целью ее исправления, но и для выяснения причин и

способов ее получения.

 6. Средства, разработанные автором

За время работы были разработаны:

1. рабочие программы по предмету : «Химия 8-11 класс» по  программе и  учебникам О.С. Габриеляна

2. рабочие программы по предмету « Биология 10-11 класс» по   учебникам:

-И.Н.Пономаревой, О.А.Корниловой, Т.Е Лощилиной»

-Д.К.Беляева, П.М. Бродина, А.О.Рувинского

3. Программы элективных  курсов:

-«Основные законы общей химии». 11 класс

- « Химия в задачах и упражнениях» 8 класс

- « Химия в задачах и упражнениях» 11класс

- « В мире органических веществ»-10 класс

« Решение задач по генетике»- 10 класс

« Подготовка к ЕГЭ по биологии» 10-11 класс

« Системы организации живой природы» 11 класс

4. Дидактические материалы для контроля знаний, умений, навыков:

Карточки – задания для проведения дифференцированных самостоятельных и контрольных работ.

5. Дидактические материалы в виде компьютерных презентаций для

проведения уроков с применением мультимедийных технологий:

- « Строение атома» 8класс

-« Соединение веществ. Типы химической связи» 8, 11 класс

- «Металлы». 9 класс.

- «Железо». 9 класс.

- «Фосфор». 9 класс.

- «Классификация кислот». 8 класс.

- « Галогены» 9 класс

-« Основания» - 8 класс

- « Степень окисления»- 8класс

-« Теория электролитической диссоциации»- 9 класс

-« Алгоритмы решения элементарных расчетных задач» -8-11классы

-« Дисперсные системы»-11 класс

-« Строение клетки»- 11 класс

-« Задачи на  законы Менделя»-10, 11 класс

-« Сцепленное наследование»-10-11 класс

-« Множественное действие генов» 11 класс и др.

6. Компьютерные презентации для проведения семинарских занятий с

учителями.

- «Современный урок».

- «Компетентностно – ориентированный урок».

-« Применение технологии ТКРМ на уроках»

7. Соавтор «Программы  развития НРМОБУ « Куть-Яхская СОШ»

10. Формы педагогической деятельности.

При организации взаимодействия учащихся и учителя, учащегося и класса

выделяют такие формы работы как коллективная, групповая, парная, индивидуальная.

-Индивидуальная применяется при выполнении контрольных,

самостоятельных, домашних контрольных работ, написании реферата,

творческой работы, выполнении заданий по индивидуальным траекториям

(используется для работы, как со слабоуспевающими детьми, так и при

работе с одаренными).

-Парная используется при выполнении практических работ, при

взаимопроверке.

- Групповая используется при решении проблемных ситуаций, она

позволяет каждому ребенку чувствовать себя более комфортно на уроке,

чувствовать сопричастность к происходящему действу. Групповая форма

работы дает больше возможностей создания ситуации успеха.

- Коллективная работа всего класса проходит на этапах актуализации

знаний, умений, навыков, способов деятельности во время лекционной

подачи материала.

Часть 2.

Обобщенное описание (модель) системы работы педагога

”Я слышу – и забываю,

я вижу – и запоминаю,

я делаю – и понимаю”.

(восточная мудрость)

По С.Д. Полякову «компетентностный подход – это ориентация на формирование

обобщенных умений (аналитических, исследовательских, коммуникативных и т.д.),

которые школьники могут применить в различных образовательных (не только учебно-предметных) и жизненных ситуациях.

Эти умения можно формировать через деятельностный подход (это эффективный путь,потому что ученик учится сам понимать, что он делает, как и насколько успешно), номожно формировать умения не развертывая всю цепочку деятельности – это можно, но эффективность меньше, потому что в этом случае ученик меньше понимает, чему он научился». Исходя из этого, предлагается следующая логика педагогической деятельности учителя:

Логика реализации компетентностного подхода в педагогической деятельности учителя: Компетентностный подход в образовательной деятельности направлен на формирование компетенций учащихся. Формирование компетенций реализуется через организацию деятельности учащихся (деятельностный подход). Деятельность учащихся наиболее эффективна, если есть интерес (мотивация) у детей. Интерес у детей можно вызвать через проблемную ситуацию. Решение проблемных ситуаций способствует развитию навыков исследовательской деятельности.

Компетентностный подход в обучении учащихся школьному курсу химии реализуется учителем через использование методов проблемно-исследовательской деятельности и ИКТ.

Формирование компетенций осуществляется по 4-м уровням.

Компетенции формируются на учебном занятии деятельностного типа.

Структура учебного занятия на деятельностной (компетентностной) основе:

1.Самоопределение к деятельности

2. Актуализация знаний и фиксация затруднений в деятельности

3. Постановка учебной задачи, проблемной ситуации

4. Организация положительного самоопределения ученика к деятельности

на учебном занятии:

- Создание условий для возникновения у учащихся потребности

включения в деятельность («хочу»)

- Выделение содержательной области («могу»)

-Актуализация знаний, умений и навыков, достаточных для построения нового способа действий

-Тренировка соответствующих мыслительных операций

-Создание проблемной ситуации, фиксация затруднений учащихся в индивидуальной деятельности

-Соотнесение учащимися своих действий с имеющимсяалгоритмом, способом деятельности по изучению теоретического

материала, его структурирование, выполнение практического задания

- Выявление учащимися и фиксация ими причин затруднения

- Организация учителем коммуникативной деятельности учащихся

по исследованию возникшей проблемной ситуации

- Определение цели деятельности и формирование темы урока

5. Построение проекта выхода из проблемной ситуации, затруднения

6. Первичное закрепление учебного материала:

- Выполнение учащимися в форме коммуникативного взаимодействия

типовых заданий на новые способы действия с обсуждением шагов

действий и полученных результатов

- Выдвижение и проверка гипотез

- Организация коллективной деятельности учащихся, в ходе которой выстраивается и обосновывается новый способ действий

-  Фиксация нового способа действий в устной и письменной форме

7. Самостоятельная работа

8. Включение новых знаний в систему и повторение

- Отработка ранее изученных алгоритмов

- Подготовка к введению новых знаний на последующих уроках

Использование индивидуальной формы работы:

- Самостоятельное выполнение учащимися задания на применение нового способа действия

- Осуществление самопроверки, пошагового сравнения с образцом

- Оценивание своей самостоятельной работы

9. Рефлексия деятельности (итог урока)

Логика обучающей деятельности:

Мотивационный

этап

                                                 Подготовительный этап

Собственно учебное занятие

                                        Рефлексивно-диагностический этап

Мотивационный этап:        

Формирование мотивации учителя. Формулировка учителем для себя значимых целей, задач предстоящей обучающей работы.

Подготовительный этап

Учитель планирует, прогнозирует учебную деятельность на занятии, учитывая

особенности детей, темы, задач и т.д.

Используя общую схему учебного занятия, он выбирает, через что будут

формироваться компетенции учащихся. На что делать акцент.

Схема учебного занятия:

При формировании компетенций учащихся, учебные занятия планируются таким

образом, чтобы они способствовали приобретению учащимися навыков самостоятельного поиска ответов на поставленные вопросы, самостоятельное решение проблемных ситуаций, умений анализировать факты, обобщать и делать логические выводы. У учеников должны быть сформированы операции анализа, синтеза, абстрагирования, обобщения. Такие операции составляют основу компетентностного подхода в обучении.

Самостоятельно найденный ответ – маленькая победа ребенка в познании сложного мира природы, придающая уверенность в своих возможностях, создающая положительные эмоции, устраняющая неосознанное сопротивление процессу обучения.

Самостоятельное открытие малейшей крупицы знания учеником доставляет ему огромное удовольствие, позволяет ощутить свои возможности, возвышает его в собственных глазах. Ученик самоутверждается как личность. Эту положительную гамму эмоций школьник хранит в памяти, стремится пережить еще и еще раз. Так возникает интерес не просто к предмету, а что более ценно – к самому процессу познания – познавательный интерес, мотивация к знаниям.

Как это решается на учебном занятии?

Мотивация учеников. (Самоопределение к деятельности.)

«Нет интереса – нет успеха!»

Учебное занятие начинается с мотивации.

Приемы мотивации:

-Загадка, тайна:

* «Тайна яхты «Зов моря»». Коррозия металлов - 9, 11 классы. Разгадайте

тайну гибели дорогой яхты миллионера;

* Работа детективного агентства в теме: «Соляная кислота» - 9 класс, в

теме «Классификация неорганических веществ» - 8 класс;

* Разгадайте химическую ошибку А. Конан-Дойля при описании собаки

Баскервилей из одноименного произведения. «Фосфор» - 9 класс.

- Проблемный вопрос, проблемная ситуация:

* «Глюкоза» – 10 класс. Почему хлеб, если его долго жевать, приобретает

сладкий вкус? Почему накрахмаленное  и поглаженное  белье  дольше не пачкается?

* «Амфотерность аминокислот» –10 класс. «Из биологии вам знакомо

животное хамелеон. Есть ли в химии нечто подобное?

*  «Спирты» -10 класс. Как получить резиновые калоши из спирта?;

* «Альдегиды, кислоты» - 10 класс «Все дело в муравьях». Что общего

между альдегидами, карбокислотами и муравьями?

* 10 класс. Кислородсодержащие органические соединения. Размышление-

загадка. Лаборант приготовила реактивы и вышла из кабинета. Трехатомный спирт, сойдя с полочки, подошел к столу и забрал свой реактив. Увидев это, Глюкоза возмутилась: “Что вы делаете, зачем берете чужое, это же мой распознаватель!”

“Позвольте, позвольте, вмешаться в ваш спор”– промолвил Формальдегид, –

“Это же мое вещество”. В чем суть спора? 10 класс.

- Противоречие фактов:

* «Двойственное положение водорода в ПСХЭ» - 11 класс. Почему

водород занимает в таблице Д.И. Менделеева два места: среди типичных

металлов и среди типичных неметаллов?

Мотивация позволяет акцентировать внимание детей к изучаемой теме,

заинтересовать их.

2.1.Содержание учебного занятия

«Просто знать – мало,

знания нужно уметь использовать»

Гете

Что следует изменить в структуре, содержании учебных занятий педагога для достижения цели образования – формирование компетенций учащихся?

Создать действенную модель активизации мыслительной деятельности и развивающих приемов обучения для решения учебных проблемных ситуаций.

Как важно, чтобы ребенок, находясь на пути продвижения от незнания к знанию, от неумения к умению, осознавал смысл и результат своих усилий, приобретая тем самым компетенции. Только те знания, которые добыты самим учащимся, становятся прочными и осознанными.

Этапы осуществления содержательной части учебного занятия.

1. Подготовка к восприятию проблемы. Актуализация знаний.

Постановка проблемной ситуации выполняет две задачи: усиливает мотивацию -

интерес школьников к учебному содержанию и актуализирует мышление школьников. Но актуализация, начало мышления возможны, если актуализированы знания, которые необходимы для того, чтобы учащиеся могли решить проблему, т.к. при отсутствии необходимой подготовки они не могут приступить к решению. Например, если поставить перед учащимися 8-го класса вопрос, почему вещества, имеющие одинаковый количественный и качественный состав, обладают разными свойствами, эта важнейшая химическая проблема не вызовет потребность ее решать, т.к. их знаний пока недостаточно.

Актуализация знаний (ее формы - проверка д/з, повторение ранее изученного

материала, применение собственного опыта учащихся по теме) позволяет сгладить

тревожность перед решением проблемы, проблема начинает казаться ребятам более доступной, осуществляется связь предыдущих знаний с последующими, что позволяет не нарушать логическую последовательность усвоения материала.

2. Создание проблемной ситуации. Постановка учебных целей.

Это самый ответственный и сложный этап проблемного обучения, который

характеризуется тем, что учащийся не может выполнить задачу, поставленную перед ним учителем, только с помощью имеющихся у него знаний и должен дополнить их новыми. Учащийся должен осознать причину этого затруднения, но для этого проблема должна быть посильной. Класс может быть готов к ее решению, но учащиеся должны получить установку к действию. Они примут задание к исполнению, когда будет четко сформулирована проблема.

3. Построение проекта выхода из проблемной ситуации

А)Формулирование проблемы – это итог возникшей проблемной ситуации.

Она указывает, на что учащиеся должны направить свои усилия, на какой вопрос искать ответ. Если учащиеся систематически вовлекаются в решение проблем, они могут сформулировать проблему сами.

Б) Решение проблемы.

Этап состоит из нескольких ступеней: выдвижения гипотез (возможно использование приема «мозгового штурма», когда выдвигаются даже самые невероятные гипотезы), их обсуждение и выбор одной, наиболее вероятной, гипотезы.

Формирование компетентностей – сложный, целенаправленный процесс. Основу его составляет умение учителя организовывать самостоятельную познавательную

деятельность учащихся и грамотно управлять ею.

В) Доказательство правильности избранного решения, подтверждение его,

если возможно, на практике.

Обсудив гипотезы - прогнозы ребята приступают к самому интересному и самому

сложному – эксперименту, где подтверждают или опровергают предложенное выше решение.

4. Первичное закрепление учебного материала.

На первом уроке изучения нового материала предлагается учащимся, как правило,

тест, с последующей проверкой. Затем переходят к 8 этапу – рефлексии.

Если урок второй в теме (комплексного применения знаний), то 4 –й этап проводится в виде организации работы по решению типовых заданий по алгоритму. Решение первого задания демонстрирует учитель, следующее решает у доски ученик с комментарием.

5. Самостоятельная работа.

Используя принцип полного усвоения знаний, систематически практикуются

проверочные работы в особых тетрадях, где дети отрабатывают навыки применения умений решать учебные проблемы разного уровня по открытым текстам. Для этого учитель, заранее вычленив определенные элементы (шаги) в структуре действия, определяет наиболее целесообразную последовательность их изменения и намечает систему упражнений, обеспечивающих уверенное, почти автоматическое выполнение учащимися простых действий, а затем организовывается их выполнение. Задания предлагаются разноуровневые (применение знаний по алгоритму; применение знаний в измененной ситуации;

применение знаний в незнакомой ситуации), носящие прикладной

характер.Во время этого вида деятельности ребенок может пользоваться помощью учителя, записями лекций, другим справочным материалом.

Что это дает ребенку:

1. комфортность психофизического состояния;

2. умение найти информацию, которая поможет справиться с заданием

учителя (задания даются непохожие, отличные от примеров учебника и

примеров лекций);

3. видение учащегося своих пробелов или успехов в знаниях;

4. возможность хорошо подготовиться к контрольной и практической работам.

Что это дает учителю:

1. видение успешности или не успешности ребѐнка в изучении учебного материала;

2. осуществление своевременной коррекции поурочного планирования;

3. организацию обучения учащегося по индивидуальному плану.

6.Включение новых знаний в систему знаний и повторение.

6.Рефлексия.  (Заключительный этап содержательной части учебного занятия)

Рефлексия учебного занятия, где формировались образовательные компетенции

учащихся, необходима. Она позволяет увидеть, как оценивают учащиеся то, чему,

каким действиям и обобщенным умениям они научились или учатся. Без этого учебное занятие оказывается вне сферы формирования компетентности.

Рефлексивно-диагностический этап в деятельности учителя.

После завершения учебного занятия необходимо узнать, как он пройден, какие

результаты достигнуты, насколько эффективным был процесс, что можно считать уже сделанным, а что придется совершенствовать повторно. Эту работу проводит сам учитель.

3.   Организация исследовательской деятельности учащихся на уроках и  за  пределами урока.

О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух,
И опыт — сын ошибок трудных,
И гений — парадоксов друг...

А.С.Пушкин

Теория без практики ничто. Ученик, попробовав себя в роли исследователя,

экспериментатора максимально усваивает учебный материал.

Вовлеченный в исследовательскую деятельность ребенок находится на пути

продвижения от незнания к знанию, от неумения к умению, то есть осознает смысл и результат своих усилий. При этом очень важно для формирования компетенций учащихся, чтобы в исследовательской деятельности работа на первых порах проводилась в тесном взаимодействии учителя и ученика. По Л.С. Выготскому о зоне ближайшего развития: только то, что сегодня ребенок делает вместе с взрослым, завтра он сможет делать самостоятельно.

Иными словами:

- если сегодня часть работы ребенок выполняет сам, а другую (трудную, недоступную) часть работы он выполняет вместе с взрослым (с его помощью, под его руководством), то завтра весь объем подобной работы он уже сможет выполнять полностью самостоятельно;

- если сегодня ребенок всю работу, даже ту ее часть, которая пока ему недоступна,

пытается выполнить сам, совершая при этом ошибки, не добиваясь результата, теряя мотив к деятельности, то и завтра он не сможет выполнять подобную работу;

- если сегодня ребенок самостоятельно выполняет лишь то, что он умеет делать, а

трудную, недоступную работу делает взрослый, то и завтра ребенок так и не научится выполнять эту работу.

Вывод: только совместная с учителем деятельность в ходе работы над проблемой, над исследованием даст ученику возможность освоить новые знания, умения, навыки, способы деятельности, сформировать компетенции и усовершенствовать уже имеющиеся.

Потенциал исследовательской деятельности реализуется не сразу, а поэтапно:

I этап Теоретико-экспериментальное исследование на уроке.

Вводится этот этап в восьмом классе, с первых уроков изучения химии.

Учащимся предлагаются исследовательские задания с доступным и реальным

содержанием. Учитель знает направление поиска, предлагает пройти этот путь ученику, зная наверняка искомый результат.

Например, при изучении простых веществ – металлов, дети самостоятельно, через

эксперимент обозначают физические свойства металлов:

- простая электрическая цепь (лампочка горит, не горит) – свойство

электропроводности;

- магнит (притягивается, не притягивается) и т.д.

При изучении темы «Электролитическая диссоциация». Дистиллированная вода не

проводит электрический ток, а обычная водопроводная проводит.

При изучении темы «Смеси и способы их разделения». Занятия проводятся в форме

работы лабораторий: «Химчистка на дому», «Отдел криминалистики», «Аптека» и т.д. Знания, приобретенные при этом достаточно устойчивы, так как добыты в результате самостоятельной деятельности. Идет формирование образовательных компетенций, которые явно имеют практико-ориентированное направление.

II этап Частично-поисковое исследование

Педагог знает направление поиска, но не знает конечного результата, предлагая ребенку самостоятельно решить проблему или комплекс проблем.

Данный вид исследований проводятся на уроках, начиная с 9 класса, на занятиях курсов по выбору учащихся

Например, при изучении темы «Плотность веществ», дети самостоятельно составляют таблицу плотностей предложенных им веществ, не пользуясь физическими справочниками.

Ситуация частично-поискового исследования используется при решении

нестандартных задач повышенной трудности на занятиях курса « Решение задач»

III этап Поисковая исследовательская деятельность

Это исследование с неопределенным содержанием. Преподаватель умело владеет

методикой научного исследования, но они с учеником не знают, ни пути поиска

(исследования), ни итога исследования. Для позитивного результата исследования педагог должен не только сам обладать интуицией в этом вопросе, но и активизировать ее у ученика.

Такой вид деятельности целесообразнее проводить во внеурочное время, с одаренными детьми, в частности при подготовке к олимпиадам по химии.

IV этап Научно-исследовательская деятельность

На этой ступени учащийся сам определяет степень готовности к этой ступени,

самостоятельно задается проблемой исследования, определяет его цели, находит

механизмы действий по их достижению. Этим видом деятельности занимаются учащиеся, которые  тяготеющие к данному виду деятельности.

Примерные темы исследований:

-  Соки и натуральные фрукты, что полезнее?;

-  Химический состав почвы пришкольного участка;

-   Соотношение цены и качества мыла.

Система работы включает в себя применение исследовательского подхода  в рамках реализации программы учебного курса   для целенаправленного формирования творческой активности и исследовательских навыков непосредственно на уроках.

Использование исследовательского подхода обучения:

1. позволяет осуществить максимальную самостоятельность и творческую активность ученика;
2. способствует формированию и развитию творческого мышления, привитию исследовательского подхода к выполнению практических работ;
3. способствует овладению доступными  научными методами исследования химических процессов и явлений.

Исследовательская  деятельность реализуется поэтапно. Обучение химии начинается с 8 класса, где закладываются ключевые теоретические и практические знания  и умения, а также навыки  владения химическим экспериментом. В дальнейшем происходит отработка, расширение и закрепление исследовательских знаний.

3.1. Лабораторный практикум по биологии и химии, как форма организации исследовательской деятельности

    Одной из форм организации компетентностного  подхода в обучении химии является исследовательская деятельность учащихся, в процессе которой идет воспитание творческой личности, способной самостоятельно приобретать знания и умения, свободно применять их в своей деятельности.

     Для освоения навыков исследовательской работы на уроках химии основная нагрузка ложится на лабораторный практикум, который является сочетанием экспериментальной задачи, расчетной части и теоретической работы в виде формирования научной гипотезы и выводов и отражает основные этапы научно-исследовательской деятельности. Приобретенные навыки экспериментальной работы и освоение принципов исследовательской деятельности находят свое дальнейшее развитие в разработке проектов в области химии. Обучая учащихся синтезу, анализу, аналогии, знакомя их с основными методологическими принципами, преподаватель подготавливает ученика к осознанию необходимости самостоятельной исследовательской работы как наиболее полной формы реализации их творческого потенциала, самораскрытия и самореализации личности.

Я предлагаю учащимся следующую тематику практических работ исследовательского характера

При определении тематики ученических исследований необходимо учитывать следующие критерии:

1) актуальность темы, недостаточность ее изученности и важность в практическом отношении;

2) соответствие интересам учащегося-исследователя;

3) реальная выполнимость;

4) возможность более глубокого осмысления общих закономерностей процессов, изучаемых избранной наукой;

5) обеспеченность необходимым количеством различных источников.

Учебное исследование становится реальным, когда мы сумеем подготовить к этому уровню работы и себя, и учащихся. Речь идет о постепенном освоении исследовательского подхода к темам, о работе, требующей настойчивости в накоплении знаний и умений, полезной – в том смысле, что она может стать дорогой к творческому труду.

       Исследование может быть организовано на всех этапах обучения  любого предмета: некоторые элементы исследовательского подхода школьникам следует осваивать уже в среднем звене, тогда более реальным будет подъем к высшему уровню творческой самостоятельности.

        В старших классах проектно-исследовательская деятельность в обучении предполагает введение общих и частных методов научного познания на всех его этапах - от восприятия до применения на практике. Это создаёт основу для профилизации обучения и обеспечивает повышение научного уровня преподавания.        

        Практика показывает, что использование элементов проблемных, поисковых, исследовательских, эвристических методов обучения делает процесс обучения более продуктивным. Развитие исследовательских умений и навыков учащихся помогает достичь определенных целей: поднять интерес учащихся к учебе, направить их на достижение более высоких результатов.

     В процессе обучения биологии  на лабораторных и практических занятиях использую:

1) исследование биологических объектов под микроскопом

2) исследование состава тел живой природы

3) исследование строения организма

4) наблюдения за живыми объектами

5) наблюдения за процессами жизнедеятельности организма

6) исследование надорганизменных уровней организации живой материи (вид и экосистема).

     Важно так организовать учебную работу, чтобы обучающиеся ненавязчиво усваивали процедуру исследования: можно сделать акцент на значимость ожидаемых результатов, предложить оригинальное или неожиданно сформулированное учебное задание. Важно обеспечить «видение» обучающимися более общей проблемы, нежели та, которая отражена в условии задания. В идеале, проблему должен сформулировать сам ученик, однако, на практике такое случается далеко не всегда. Самостоятельное определение проблем затруднительно. Тут на помощь должен прийти учитель. В своей практике я стараюсь предложить детям занимательное, проблемное задание, которое при дальнейшей работе оказывается не сложным, но интересным. Часто включаю проектную деятельность в обычный урок. Такие задания стимулируют обучающихся к проведению несложных обоснований, к поиску закономерностей. Это задания на работу с готовыми гербарными экземплярами, коллекциями и моделями органов растений, животных и человека. Школьники с интересом относятся к своему здоровью, проводят исследовательскую работу по изучению  основных антропометрических данных, делают выводы о влиянии экологических факторов на здоровье и физическое развитие человека.

    При изучении механизмов функционирования и регулирования систем органов и организма в целом (раздел «Человек и его здоровье») широко привлекается биологический эксперимент как в виде  лабораторных работ и самонаблюдений, так и в виде примеров из истории науки и данные современной науки.

    Из опыта работы приведу разные формы организации исследовательской деятельности обучающихся на уроках биологии  при выполнении лабораторных работ.

Комплекс лабораторных работ по биологии для учащихся 8 класса

  Урок «Ткани и органы».

   Лабораторная работа «Изучение микроскопического строения тканей».

                    Инструктивная карточка:

1. Рассмотрите с помощью светового микроскопа клетки из разных групп тканей (эпителиальную и мышечную).

2. Установите особенности строения клеток, их соединение и характер межклеточного вещества.

3. Форма отчета:

    А) Зарисуйте клетки, относящиеся к разным группам тканей.

    Б) Обозначьте органоиды, видимые в световой микроскоп.

    В) Опишите ткани организма человека по плану: ткань, особенности строения и  

        соединения клеток.

    Г) Сделайте вывод: как особенности строения клеток ткани связаны с выполняемыми функциями.

    Урок «Строение и функции головного мозга» (приложение №1).

     Лабораторная работа «Определение безусловных рефлексов различных отделов мозга».

В начале урока ставлю проблемный вопрос «Можно ли утверждать, что чем больше мозг, тем умнее человек?». Для ответа на данный вопрос предлагаю рассмотреть познавательные задания:

    1) Вес мозга И.С.Тургенева – 2012 г, Анатоля Франса – 1017г, а у Луи Пастера, как показало вскрытие, после перенесенной болезни вообще не работала половина переднего мозга. Выскажите ваше мнение.

    2) У слона самый большой мозг, но он не самое «умное» животное, так как важно соотношение веса мозга к весу тела. У слона оно невысокое, а у дельфина – выше, чем у человека. Но ведь человек держит рыбку, а дельфин за ней прыгает, а не наоборот. Почему? Выскажите ваше мнение.

 Учащиеся приходят к выводу, что ответ кроется в строении мозга человека и важно знать функции разных отделов мозга.

 Лабораторную  работу  организую в парах: один ученик – испытуемый, другой – исследователь.  Обучающиеся работают по инструктивной карточке, где указаны действия каждого из них (первая и вторая колонки таблицы). В ходе выполнения работы они заполняют графу «Что наблюдали?». Для того, чтобы сделать вывод и ответить на вопрос «Какой отдел ЦНС действовал?», учащиеся должны изучить материал параграфа.  В заключение  урока  подводим итоги работы.

   Урок « Кровь, ее состав. Клеточные элементы крови».

   Лабораторная работа «Изучение микроскопического строения крови».

  Лабораторная работа может проводиться в трех вариантах: иллюстративном, частично-поисковом и  исследовательском. На столах обучающихся три вида инструктивных карточек, они сами выбирают вариант работы.

    Иллюстративная лабораторная работа

                   Инструктивная карточка

1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека,  найдите доказательства того, что кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода больше, чем кровь лягушки (увеличение общей поверхности эритроцитов и относительного содержания гемоглобина).

2. Сравните эритроциты лягушки и человека. По каким признакам можно судить об увеличении поверхности эритроцитов, а по каким – об увеличении относительного содержания гемоглобина в эритроцитах.

3. Запишите вывод:

    Кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода больше, чем кровь лягушки, так как: 1) увеличивается общая поверхность эритроцитов вследствие…, 2) увеличивается относительное содержание гемоглобина вследствие…

         Частично-поисковая лабораторная работа

                   Инструктивная карточка

1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека.

2. Сравните эритроциты лягушки и человека, обратив внимание на размеры эритроцитов, наличие или отсутствие ядра.

3) Сделайте вывод: чья кровь в единицу времени единицей объема переносит больше кислорода и почему?

           Исследовательская лабораторная работа

                   Инструктивная карточка

1) Исследуйте микроскопическое строение крови лягушки и человека, сравнив их эритроциты.

2) Найдите и  проанализируйте  факты, доказывающие, что чья-то кровь переносит в единицу времени единицей объема больше кислорода.

3) Сделайте вывод: за основу можете взять рабочую гипотезу: «Перенос кислорода будет зависеть от…, значит необходимо найти  доказательства наличия этих причин».

 Урок «Регуляция дыхания»

 Лабораторная работа «Определение частоты дыхания».

                    Инструктивная карточка

1) Пронаблюдайте за движениями своей грудной клетки.

2) Сосчитайте, сколько дыхательных движений вы делаете в течение 1 минуты сидя, после 10 приседаний.

3) Объясните разницу полученных данных и запишите вывод.

4) Решите следующие биологические задачи:

   А) Сколько воздуха проходит через легкие человека при спокойном дыхании в 1 минуту, в 1 час, в сутки (вдох – 500мл воздуха, частота дыхания – 18 раз в минуту).

   Б) Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится 20% кислорода, определите, сколько кислорода человек пропускает через легкие в сутки при спокойном дыхании.  

  Урок «Пищеварение в ротовой полости»

  Лабораторная работа «Действие слюны на крахмал»

В начале работы определяем цель эксперимента: доказать, что ферменты слюны расщепляют крахмал и выдвигаем рабочую гипотезу. Затем знакомимся с оборудованием: накрахмаленные картофельным крахмалом  салфетки, спички, вата или ватные палочки,  йодная вода, химические стаканы или чашки Петри.

В ходе организационной беседы  планируем эксперимент с использованием логической конструкции: «если, то…»

«Если ферменты слюны расщепляют крахмал, то после действия слюны мы не обнаружим крахмал с помощью качественной реакции (йодной воды). То есть если после обработки слюной накрахмаленной салфетки поместить ее в раствор йода, то салфетка не посинеет. Как доказать, что именно слюна, а не вода расщепляет крахмал?  Ребята  приходят к выводу, что надо провести такой же опыт, но вместо слюны взять воду.

Таким образом, для проведения эксперимента нам необходимо взять две накрахмаленные салфетки и на одну нанести простой рисунок слюной (эксперимент), а на другую водой (контроль). И если наше предположение верно, то на салфетке проявиться белый рисунок.

Далее работа проводится фронтально по инструктивной карточке.

Урок «Пищеварение в желудке».

Лабораторная работа «Воздействие желудочного сока на белки».

                           Инструктивная карточка

1. Налейте в пробирку 3-4 мл желудочного сока (соляная кислота).

2. Добавьте хлопья белка.

3. Подержите на водяной бане при температуре 38-39 градусов полчаса.

4. Запишите вывод: за основу можете взять рабочую гипотезу: «Если в желудке происходит расщепление белков до аминокислот, то необходимо выяснить условия действия ферментов желудочного сока».

    Таким образом, на уроках биологии исследовательская работа может быть организована в процессе выполнения учащимися лабораторных и практических работ. Ряд исследований под руководством учителя учащиеся могут провести вне урока, а результаты сообщить и продемонстрировать на уроке (например, выработка условных рефлексов у аквариумных рыбок, изучение двигательной активности некоторых позвоночных животных – 7 класс).

Написание учащимися рефератов – также исследовательская работа, если в ней есть практическая часть с результатами. Например, в 11 классе при подготовке рефератов по теме «Антропогенные факторы и их воздействие на биосферу» предлагаю учащимся карточки-задания для проведения экологических исследований.

                       Карточка №1

Тема  «Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта»

Цель: определить количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин.

                     Задания для исследования

1. Выберите определенный участок автодороги, расположенный вблизи школы или дома.

2. Подсчитайте, сколько проехало по автодороге за 1 час легковых, грузовых машин, автобусов, использующих дизельное топливо.

3. Используя данные таблицы 1, определите, какое количество выхлопных газов в среднем поступает в атмосферу за 1 час (за сутки) на этом участке дороги.

Таблица 1

Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу одним автомобилем в течение суток (в граммах)

4. Сделайте выводы.

                      Карточка №2

 Тема «Анализ состояния почвы дачного участка»

  Цель: научиться определять кислотность почвы.

 Оборудование: две пробирки, индикаторная бумага, раствор хлорида калия.

                     Задания для исследования

1. Возьмите 2-3 грамма почвы с вашего приусадебного или дачного участка. Приготовьте почвенную вытяжку, поместив почву в пробирку и добавив 10 мл раствора хлорида калия. Когда содержимое пробирки отстоится, возьмите полоску индикаторной бумаги и опустите её в почвенную вытяжку. Через 2 сек достаньте  индикаторную бумагу, сверьте её цвет с эталоном шкалы рН (табл. 3) и определите тип почвы.

Таблица 3

Шкала для определения кислотности почвы

2. Сделайте выводы о необходимости известкования почвы вашего дачного участка путем внесения известняка и золы.

3. Выясните, применяют ли ваши родители удобрения и ядохимикаты при выращивании растений на дачном участке. Какие правила использования химикатов вы знаете?

                   Карточка №3

Тема «Выявление парникового эффекта»

Цель: построить модель, демонстрирующую парниковый эффект.

Оборудование: прозрачная емкость с крышкой, термометр, пластмассовая ложка, электрическая лампа, вода, почва.

                    Задания для исследования

1. Возьмите прозрачную емкость, пластмассовую коробку или стеклянную банку и поместите на дно темный грунт, например почву, слоем 2-3 см. Грунт увлажните. Вертикально поместите термометр в емкость. Накройте емкость крышкой или стеклом и на высоте 20-30 см  установите лампу.

2. Не включая лампу, запишите температуру, установившуюся внутри емкости. Оставив крышку на сосуде, включите лампу и записывайте температуру каждую минуту в течение 20 минут. Почему температура увеличивается? Сравните этот процесс с парниковым эффектом на Земле.

3. Как повлияет существенное повышение средней температуры нашей планеты на очертание материков? Предложите возможные пути решения проблемы «парникового эффекта».

Комплекс лабораторных работ по биологии  для учащихся 10-11 класса

Лабораторная работа  № 1 “Действие ферментов  на клетки натуральных и поврежденных тканей ”

Цель:

показать действие фермента каталаза на пероксид водорода (Н2О2) и условия, в которых он функционирует.

обнаружить действие фермента каталазы в растительных тканях, сравнить ферментативную активность натуральных и поврежденных кипячением тканей;

Оборудование:

3% раствор пероксида водорода,

раствор йода,

лист зеленого растения,

кусочки сырого и вареного картофеля,

сырого мяса,

микроскопы,

пробирки.

Информация для учащихся.

Пероксид водорода – ядовитое вещество, образующееся в клетке в процессе жизнедеятельности. Принимая участие в обезвреживании ряда токсических веществ, он может вызвать самоотравление (денатурацию белков, в частности, ферментов). Накоплению Н2О2 препятствует фермент каталаза, распространенный в клетках, способных существовать в кислородной атмосфере. Фермент каталаза, расщепляя Н2О2 на воду и кислород, играет защитную роль в клетке. Фермент функционирует с очень большой скоростью, одна его молекула расщепляет за 1с 200 000 молекул Н2О2:

2 Н2О2 2 Н2О2 + О2

Ход работы.

1.на срез картофеля капните разведенным раствором йода, наблюдайте явление. Объясните изменение окраски среза.

2.поместите в первую из трех пробирок кусочек сырого мяса, во вторую – кусочек сырого картофеля, в третью – кусочек вареного картофеля.

прилейте в пробирки по 2-3мл 3-% раствора Н2О2.

опишите наблюдаемые вами явления в каждой пробирке.

3.на предметное стекло, в каплю воды положите лист элодеи (тонкий срез) и рассмотрите под микроскопом при малом увеличении место среза.

нанесите на лист 1-2 капли Н2О2, накройте покровным стеклом и вновь рассмотрите срез. Объясните явление.

4.составьте частные и общий вывод по лабораторной работе, исходя из цели работы.

 5.Ответьте на вопросы:

Чем объяснить сходные явления в опыте с листом элодеи и сырым картофелем, возникшие в результате проникновения в клетки пероксида водорода?

Какие внутримолекулярные силы разрушились в ферменте каталазе при варке картофеля, и как это отразилось в опыте?

Лабораторная работа . № 2 “Наблюдение явления плазмолиза и деплазмолиза”

Цель:

убедиться в существовании явления плазмолиза и деплазмолиза в живых клетках растений и скорости прохождения физиологических процессов.

Оборудование: 

микроскопы,

луковица лука,

концентрированный раствор NaCl,

фильтровальная бумага,

пипетки.

Ход работы

снимите нижнюю кожицу чешуи лука (4мм2);

приготовьте микропрепарат, рассмотрите и зарисуйте 4-5 клеток увиденного;

с одной стороны покровного стекла нанесите несколько капель раствора поваренной соли, а с другой стороны полоской фильтровальной бумаги оттяните воду;

рассмотрите микропрепарат в течение нескольких секунд. Обратите внимание на изменения, произошедшие с мембранами клеток и время за которое эти изменения произошли. Зарисуйте изменившийся объект.

нанесите несколько капель дистиллированной воды у края покровного стекла и оттяните ее с другой стороны фильтровальной бумагой, смывая плазмолизирующий раствор.

в течение нескольких минут рассматривайте микропрепарат под микроскопом. Отметьте изменения положения мембран клеток и время, за которое эти изменения произошли. Зарисуйте изучаемый объект.

сделайте вывод в соответствии с целью работы, отметив скорость плазмолиза и деплазмолиза. Объясните разницу в скорости этих двух процессов.

Дайте определение терминам – плазмолиз, деплазмолиз, осмос, тургор.

Объясните, почему в варенье яблоки становятся менее сочными?

Лабораторная работа . № 3 “Рассматривание клеток растений, грибов и животных под микроскопом”

Цель:

рассмотреть клетки различных организмов и их тканей под микроскопом (вспомнив при этом основные приемы работы с микроскопом), вспомнить основные части, видимые в микроскоп и сравнить строение клеток растительных, грибных и животных организмов.

Оборудование: 

микроскопы,

готовые микропрепараты растительной (кожица чешуи лука), животной (эпителиальная ткань – клетки слизистой ротовой полости), грибной (дрожжевые или плесневые грибы) клеток,

таблицы о строении растительной, животной и грибной клеток.

Работа в классе естественнонаучного направления может проводиться не на готовых микропрепаратах, а на приготовленных, а для этого:

чашки Петри,

луковица,

лабораторные ножи,

пинцеты,

пипетки,

стеклянные мазевые ложечки,

выращенная культура плесневого гриба пеницилла или мукора.

Ход работы:

рассмотрите под микроскопом приготовленные (готовые) микропрепараты растительных и животных клеток.

зарисуйте по одной растительной и животной клетке. Подпишите их основные части, видимые в микроскоп.

Сравните строение растительной, грибной и животной клеток. Сравнение провести при помощи сравнительной таблицы.

Сравнение строения растительной, грибной и животной  клеток

Сделайте вывод о сложности их строения.

сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

О чем свидетельствует сходство клеток растений, грибов и животных? Приведите примеры.

О чем свидетельствуют различия между клетками представителей различных царств природы? Приведите примеры.

Выпишите основные положения клеточной теории. Отметьте, какое из положений можно обосновать проведенной работой.

Лабораторная работа  № 4 "Изучение изменчивости растений и животных, построение вариационного ряда и кривой"

Цель: 

углубить знания о норме реакции как пределе приспособительных реакций организмов;

сформировать знания о статистическом ряде изменчивости признака; выработать умение экспериментально получать вариационный ряд и строить кривую нормы реакции.

Оборудование: 

наборы биологических объектов: семена фасоли, бобов, колосья пшеницы, листья яблони, акации и пр.

не менее 30 (100) экземпляров одного вида;

метр для измерения роста учащихся класса.

Ход работы:

расположите листья (или другие объекты) в порядке нарастания их длины;

измерьте длину объектов, рост одноклассников, полученные данные запишите в тетради. Подсчитайте число объектов, имеющих одинаковую длину (рост), внесите данные в таблицу:

постройте вариационную кривую, которая представляет собой графическое выражение изменчивости признака; частота встречаемости признака – по вертикали; степень выраженности признака – по горизонтали

Дайте определение терминам – изменчивость, модификационная изменчивость, фенотип, генотип, норма реакции, вариационный ряд.

Какие признаки фенотипа имею узкую, а какие – широкую норму реакции? Чем обусловлена широта нормы реакции, и от каких факторов она может зависеть?

Лабораторная работа  № 5 “Описание фенотипов растений”

Цель: 

убедиться в существовании модификационной изменчивости путем описания и сравнения фенотипов конкретных растений.

Оборудование: 

два экземпляра натуральных или гербарных образцов злаковых растений одного сорта.

Ход работы

рассмотреть два экземпляра растений пшеницы (ржи, ячменя и др.) одного сорта, сравните эти растения, найдите черты сходства и отличия.

результаты наблюдения фенотипов занесите в сравнительную таблицу, (критерии сравнения могут быть качественные и количественные);

выявите признаки, возникшие в результате модификационной изменчивости и обусловленные генотипом.

сделайте вывод о причинах модификационной изменчивости.

1. Дайте определение терминам – изменчивость, модификационная изменчивость, фенотип, генотип.

2. Можно ли на садовых участках, имеющих разную экспозицию, при одинаковом уходе, вырастить одинаковый урожай овощей? Почему?

Лабораторная работа № 6 “Морфологический критерий в определении вида”

Цель: 

используя морфологический критерий, определить названия видов растений, относящихся к одному семейству.

Оборудование: 

гербарные или живые образцы растений одного вида.

Ход работы

Рассмотрите предложенные образцы. Определите при помощи учебника ботаники, к какому семейству они относятся. Какие черты строения позволяют отнести их к одному семейству?

Пользуясь карточкой-определителем, определите названия видов растений, предложенных для работы.

Заполните таблицу:

Сделайте вывод о достоинстве и недостатках морфологического критерия в определении вида.

Лабораторная работа  № 6.1 “ Морфологические особенности растений различных видов”

Цель: 

обеспечить усвоение понятия морфологического критерия вида, закрепить умение составлять описательную характеристику растений.

Оборудование: 

три комнатных растения разных видов.

Ход работы

Рассмотрите предложенные вам для работы 3 комнатных растения. Пользуясь планом описания растения, дайте им характеристику, сделайте вывод о родстве между этими растениями (сколько видов растений перед вами?)

Заполните таблицу:

“Морфологические особенности растений”

Вывод: каким образом морфологический критерий помог вам в определении вида растений? Назвать виды растений, с которыми вы работали.

Дайте определение терминам – эволюция, вид.

Перечислите основные критерии вида и дайте им краткую характеристику.

Лабораторная работа  № 7 “Изучение приспособленности растений к среде обитания и относительный характер приспособлений”

Цель: 

на примере конкретного растения показать адаптивные черты строения и сделать предположение о причинах относительности этих приспособлений.

Оборудование: 

гербарные или живые образцы растений: светолюбивых, теневыносливых, ксерофитов, гидрофитов (гигрофитов).

Ход работы

Рассмотрите предложенный вам гербарный или живой образец, определите название растения и среду его обитания.

Пользуясь учебником “Ботаника” определите особенности строения растения, приспосабливающие эти растения к среде обитания.

Заполните таблицу:

Сделайте предположения о надежности этих приспособлений.

Сделайте вывод о значении адаптаций и об относительности этих приспособлений.

Какие адаптации существуют у животных? Назовите их и приведите примеры.

Дайте определение терминам – маскировка, мимикрия, адаптация

Лабораторная работа  № 8 “Изучение результатов искусственного отбора на примере сортов растений или пород домашних животных”

Цель: 

изучить результат искусственного отбора на примере сортов пшеницы и пород лошадей или собак;

сделать предположение о причинности и механизме искусственного отбора.

Оборудование: 

гербарные образцы различных сортов пшеницы, иллюстрации различных пород лошадей или собак.

Ход работы

Рассмотреть внимательно гербарные образцы  культурных растений  и иллюстрации пород животных.

Заполните таблицу:

3. Сделайте вывод: каковы могут быть причины и механизмы искусственного отбора в данном случае.

Дайте определение терминам – естественный отбор, искусственный отбор.

Какой вид искусственного отбора чаще применяют А) на конезаводах; Б) на селекционных растительных станциях? Почему?

Таким образом, правильно организованная работа по научно-исследовательской деятельности учащихся на уроках химии и биологии  ориентирует на овладение определенными видами деятельности, повышает интерес к исследованию, развивает исследовательские умения и навыки, а также оказывает методическую поддержку учащимся при проведении исследовательских работ и подготовке выступлений на различных научно-практических конференциях и конкурсах школьников.

( исследовательские работы учащихся представлены в приложении 2 )

 4. Использование   компьютерных технологий

Проблемно-исследовательская деятельность осуществляется, в том числе с

использованием возможности компьютерных технологий.

Исходя из особенностей химии и биологии  как науки, компьютер применяется в следующих

случаях:

1. Моделирование химических  и биологических процессов и явлений, которые практически невозможно показать в школьной лаборатории. (свойства ядовитых веществ (ртуть, мышьяк), ядерные реакции, явления микромира)

2. Контроль и обработка данных химического эксперимента. Программа виртуальной лаборатории  позволяет достаточно быстро это сделать.

3. Программная поддержка курса.

- справочные пособия по конкретным темам;

- решения расчетных и экспериментальных задач;

- организация и проведение лабораторных работ;

- контроль и оценка знаний.

- Тренажеры по ЕГЭ

Учебно-методическое обеспечение

На сегодняшний день школа имеет полный учебно-методический комплекс по

предмету. В кабинете химии имеется компьютерное оборудование, интерактивная

доска,  электрифицированные стенды полный набор школьного химического инструментария, химических реактивов, имеется достаточно большой материал на электронных и бумажных носителях, что позволяет давать детям знания на современном уровне.

 Список используемой  литературы:

1. Вачков И. Проектирование + исследование - Методическая газета «Школьный

психолог». Издательский дом «Первое сентября».№23 2007.

2. Дендебер С.В., Ключникова О.В.. Современные технологии в процессе

преподавания химии: развивающее обучение, проблемное обучение и др.- Москва.

2008.

3. Иванов Д. Компетентности и компетентностный подход в современном

образовании – Учебное издание Воспитание. Образование. Педагогика.

Библиотечка «Первого сентября». №6 (12). 2010.

4. Кульневич С.В., Лакоценина Т.П.. Современный урок. Часть III. Проблемные

уроки. Издательство «Учитель». 2011г.

5. Основина В.А.. Проектирование и организация учебного процесса на

деятельностной основе – Ульяновск. 2010.

6. Селевко Г.К. Педагогические технологии. - М.: Просвещение. – 2002

7. Сергеев И.С., Блинов В.И.. Как реализовать компетентностный подход на уроке

и во внеурочной деятельности - Москва. Издательство «Аркти». 2010.

8. Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии. Методология,

методика, практика – Москва «Глобус», 2010.

9. Шаталов М.А., Кунецова Н.Е.. Обучение химии. Решение интегративных

учебных проблем. Методическое пособие. 8 - 9 классы - Библиотека учителя.

Москва. «Вентана- Граф». 2006.

Приложение 1

Структура урока с использованием исследовательской деятельности.

Структура учебного занятия с использованием исследовательской деятельности имеет следующий вид: на примере учебного занятия в 10 классе «Моносахариды. Глюкоза»

Цель: изучить строение и свойства глюкозы и ее практическое значение; развитие умений анализа, сопоставления, делать вывод.

 Разработка  компетентностного урока биологии "История изучения нуклеиновых кислот. Строение и функции нуклеиновых кислот "(10 класс)

Преамбула - Каждый белок организма имеет свою уникальную последовательность аминокислот, определяющую его конформацию и позволяющую ему выполнять надлежащую функцию. Но откуда же клетка знает, в какой последовательности необходимо соединять аминокислоты, чтобы получить, скажем, функциональную молекулу АТФ-синтетазы? Дело в том, что информация о первичной структуре всех белков клетки записана в так называемом генетическом материале. Физическим носителем этой информации в клетках является молекула ДНК — дезоксирибонуклеиновой кислоты. 

Требования к учащимся – учащиеся могут  узнать:

·     особенности молекулы ДНК, позволяющие выполнять функцию кодирования генетической информации;

·     принцип матричного синтеза как механизма передачи информации;

·     владеть  алгоритмом решения задач по молекулярной биологии.

Аннотация урока.

   На данном уроке  ребята вы узнаете особенности молекулы ДНК, позволяющие выполнять функцию кодирования генетической информации, узнаете как изменения в наследственных молекулах  отражаются в нашей жизни, на нашем здоровье,  вы узнаете как функции биомолекул связаны  с ее структурой.

Цель урока

·     Сформировать знание о нуклеиновых кислотах  как информационных молекулах.

·     Выяснить, какие функции должны выполнять биомолекулы, образующие «минимальную» клетку, показать как функции биомолекулы связаны с ее структурой.

·     Познакомить с принципом матричного синтеза как основой размножения живых организмов.

Программа урока

Учебный предмет и класс     Биология 10 класс

Изучаемая тема (раздел, курс). Нуклеиновые кислоты 

 Раздел Химический состав клетки

Основная цель педагога по отношению к индивидуальной самореализации учеников при изучении данной темы:

-  Помочь осознать изменения в наследственных молекулах для жизни и здоровья человека, помочь отработать приемы запоминания по сравнению, развитие мыслительных, коммуникативных, организационных, информационных компетенций..

Главная проблема урока.   Как в клетке хранится информация?

Круг реальных объектов действительности, предлагаемых учащемуся для изучения:  

Нуклеиновые кислоты

Этапы урока по минутам. 

Задания.

 1 задание

Хронология открытий

Составьте краткий перечень открытий, связанных с изучением нуклеиновых кислот   различными учёными.

2 задание

Прочитайте текст, ответьте на проблемный вопрос.

Задание ученикам по рефлексии их деятельности.

Рефлексия «Трактат» или  «Классическая».

Представьте, что у Вас есть возможность написать трактат будущим школьникам. В трактате опишите ваши основные достижения и результаты, дайте наставления, «советы бывалого»..., попытайтесь определить способы и виды деятельности, благодаря которым Вам удалось решить проблемы и достигнуть своих результатов. Какое из заданий застало Вас врасплох? Почему? Что я понял(а), чему научился (лась)? Посоветуйте, как избежать Ваших ошибок. Какие знания Вы добыли во время обучения? Какие рекомендации и пожелания по добыче знаний Вы дадите будущим ученикам?

Формы контроля и оценки результатов урока.

Задания с открытым ответом, проблемные вопросы, задания на установление последовательности и взаимосвязи

Контрольно-оценочное задание по определению уровня компетентности ученика.

Тест «Нуклеиновые кислоты»

Комплект задач

Задание на дом.

Домашнее задание на выбор. Выбирается любое задание.

Составьте суждения по изученному  тексту (ссылка)

Придумайте и оформите кроссворд по теме.

Составьте синквейн.

План занятия

Урок проводится в деятельностном режиме. Участники в собственной деятельности осваивают тему урока.

Информация для учащихся на слайде:

По окончании урока вы будете знать:

·       особенности молекулы ДНК, позволяющие выполнять функцию кодирования генетической информации;

·       принцип матричного синтеза как механизма передачи информации;

·       владеть  алгоритмом решения задач по молекулярной биологии

·       отработаете  приемы запоминания по сравнению, разовьете мыслительные, коммуникативные, организационные, информационные навыки, научитесь производить рефлексию собственной деятельности

Здравствуйте, ребята.  Я рада вас приветствовать. Желаю вам творческих успехов, терпения, покорения всех задуманных вершин, реализации всех целей.

Задание № 1 "Сформулируй цель»

Цели задания: формулировка каждым учащимся целей при изучении темы. Их сравнительный анализ с целями: а) других учащихся; б) учителя.

Формулировка вопросов к теме занятия. Ответы на вопросы других учащихся.

Алгоритм выполнения задания

1.     Составьте свои собственные цели по изучению темы нашего урока.

1.1. Сформулируйте свои вопросы к теме урока.

1.2. Сравните вопросы, сформулированные Вами, с вопросами одноклассников. Насколько сильно они отличаются от Ваших вопросов?

1.3. Выберите те из вопросов других ребят , на которые вы можете дать ответ уже сейчас.

Задание №2  «История изучения  нуклеиновых кислот».

Цель задания: 

Установить этапы исследований, которые привели к созданию модели молекул нуклеиновых кислот

Алгоритм выполнения задания

 1.     Внимательно прочитайте текст  приложения №1  «История изучения нуклеиновых кислот»

2.     Составьте краткий перечень открытий, связанных с изучением нуклеиновых кислот   различными учёными.

3.     Проанализируйте опыт группы  исследователей под руководством Теодора Эйвери,    какой контроль вы могли бы предложить в описанном  эксперименте?

Задание № 3.  «Строение и функции нуклеиновых  кислот»

Цель:  овладеть  знаниями о строении нуклеотидов, как они могут соединяться, об основных особенностях строения ДНК и РНК, о биологической роли ДНК и РНК.

Алгоритм выполнения задания

1.     Прочитайте приложение № 2.

2.     С помощью схемы разберитесь, как образуется фосфодиэфирная связь.

3.     Назовите не менее трёх особенностей структуры молекулы ДНК.

4.     Запишите математическое выражение:

А) количество функций ДНК умножить на количество разных нуклеотидов.

Б) Количество возможных триплетов разделить на число разных нуклеотидов

Задание № 4  «Сравнение ДНК и РНК»

Цель:  сравнивать, находить взаимосвязи состава, структуры и функций молекул ДНК и РНК.

 Алгоритм выполнения задания

1.     Прочитайте модуль №2.

2.     Подберите признаки для сравнения ДНК и РНК.

3.     Составьте таблицу.

4.     Сделайте вывод.

Контрольно-оценоченое задание на проверку освоения познавательных компетенций.

Тест «Нуклеиновые кислоты»

Комплект задач

Задание на дом.

Домашнее задание на выбор. Выбирается любое задание.

Составьте суждения по изученному  тексту .

Придумайте и оформите кроссворд по теме.

Составьте синквейн.

Рефлексия «Классическая»

1.                Каковы были Ваши цели перед занятием и насколько их удалось реализовать?

2.                 Перечислите трудности, с которыми Вы столкнулись: а) при изучении темы (раздела); б) при ответе на открытые задания.

3.                  Каким образом Вы преодолевали трудности? За счет чего?

4.                 Каков главный результат для Вас лично при изучении темы?

5.                 Чему Вы научились лучше всего?

6.                 Что Вам удалось больше всего при изучении темы и почему?

7.                 Что не получилось и почему?

8.                 Опишите динамику Ваших чувств и настроений при изучении темы.

Приложение к уроку  №1 История изучения нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты — это крупные нерегулярные гетерополимерные соединения. Они впервые были обнаружены в 1869 году швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером в ядрах клеток крови (отсюда их название: nucleus — означает ядро).   В 1889 году Альтман ввёл термин – нуклеиновая кислота.  Первые детальные исследования нуклеиновых кислот были проделаны Альбрехтом Косселем, который в 80-х годах позапрошлого столетия выделил из нуклеиновых кислот так называемые  азотистые основания  -  гетероциклические ароматические соединения, включающие атомы азота. Кессель выделил две группы азотистых оснований: пурины и Коссель выяснил причину подагры («боли в ногах» в дословном переводе), которая возникает в результате отложения в суставах нуклеина. Он обнаружил в нуклеине вещество желтого цвета, производное мочевой кислоты. Оказалось, что это гуанин, впервые выделенный в 1858 г. А.Штрекером из перуанского гуано – помета птиц, ценного азотного удобрения.
     Коссель также выделил из клеток тимуса тимин и аденин. Позже из клеток тимуса выделили четвертое соединение. Оно получило название «цитозин» от греческого слова «цито» – клетка.
В 1910 г. он получил Нобелевскую премию за открытия в области медицины.   В 1924 году Р. Фельген разработал методы цитологического распознавания ДНК и РНК. Оказалось, что фуксин избирательно связывается с ДНК. Ранее считалось, что ДНК свойственна только животным клеткам. Фельген обнаружил ДНК в ядрах клеток растений. Он цитологически показал, что ДНК локализирует в ядрах клеток, а РНК – в цитоплазме. В 1936 году А. Н. Белозёрским и Н. И. Дубровской ДНК в чистом виде была выделена из ядер растений. В 1934 году Т. Касперссон, используя специфику поглощения ДНК ультрафиолетового цвета, показал связь молекул ДНК с хромосомами.   Хаймарстен и Касперссон обнаружили, что молекулы ДНК обладают большим молекулярным весом, превышающим вес молекул белка. В это же время В. Стэнли, Ф. Боуден и Н. Пири, исследуя растительные вирусы, пришли к заключению, что все вирусы содержат нуклеиновую кислоту. В свете этого они считали возможным придать нуклеиновым кислотам значение генетического материала.Эти открытия стимулировали глубокий интерес к молекулам ДНК и их генетической роли. Несколько позднее — в 20-х годах прошлого столетия, русский ученый, работавший в Америке, Фабус Арон Теодор Левин показал, что каждое азотистое основание в молекуле нуклеиновой кислоты связано с углеводом — рибозой, или дезоксирибозой, и остатком фосфорной кислоты. Таким образом было обнаружено, что нуклеиновые кислоты состоят из мономерных блоков, названных Левиным нуклеотидами.  

    Рибозу вначале получил синтетическим путем немецкий химик Э.Фишер, удостоенный за изучение сахаров Нобелевской премии по химии в 1902 г. При исследовании ее структуры, он обнаружил, что в состав ее молекулы входят пять атомов углерода, и этот сахар очень похож на арабинозу – сахар, выделенный из гуммиарабика, или «арабской смолки», добываемой из эфироносов, произрастающих на Арабском Востоке. Несколько изменив название арабинозы, Фишер назвал новый сахар рибозой.
В 1909 г. Левену удалось выделить рибозу из нуклеина. На выделение дезоксирибозы у него ушло еще 20 лет!   То, что нуклеиновые кислоты являются носителями наследственной информации в клетке, стало понятно не сразу. До 40-х годов прошлого века было принято считать, что абсолютно все функции, включая наследственную, в живых системах выполняют белки. Однако, в 1944 году группой исследователей под руководством Теодора Эйвери было показано, что экстракт нуклеиновых кислот из клеток пневмококков, способных заражать животных пневмонией, в состоянии делать неболезнетворных пневмококков также заразными. Это продемонстрировало тот факт, что белки не являются хранителями и переносчиками наследственной информации.    Когда ученым стало понятно, что именно ДНК отвечает за наследственность, встал другой вопрос. Дело в том, что при делении одной материнской клетки каждая из двух дочерних клеток в точности повторяет морфологию и физиологию своей предшественницы. Это означает, что материнская и дочерние клетки обладают абсолютно одинаковым набором генетической информации. А этого условия невозможно добиться без удвоения генетического материала. В результате стало ясно, что молекула ДНК обладает способностью к репликации — удвоению. Какие структурные особенности позволяют ДНК удваиваться, стало понятно не сразу.

           Началось все с того, что Эрвин Чаргафф доказал, что в молекуле ДНК число пуриновых оснований равно числу пиримидиновых. Конкретнее, количество А равно количеству Т, а Г = Ц. Сам Чаргафф не смог объяснить такой феномен.

          Еще одна странность, связанная со структурой ДНК была обнаружена в ходе рентгеноструктурного анализа этого полимера. В результате исследований, проведенных в лаборатории Мориса Уилкинса его сотрудницей Розалинд Франклин, выяснилось, что по форме молекула ДНК должна быть правильной спиралью.

   Как объяснить все факты о структуре и функциях ДНК одной моделью, придумали двое молодых ученых: физик Френсис Крик и орнитолог Джеймс Уотсон. Логика их заключалась в том, что число пуринов может быть равно числу пиримидинов в том случае, если ДНК состоит не из одной цепи, а из двух. При этом в одной цепи напротив пурина обязательно должен находиться пиримидин, и наоборот. Это объясняет закономерность, выявленную Чаргаффом.

Также Уотсон и Крик доказали, что если расположить две цепочки ДНК рядом друг с другом так, что тимин окажется напротив аденина, а гуанин — напротив цитозина, то эти цепочки смогут закрутиться друг относительно друга и сформировать правильную двойную спираль. Это и является самым значимым их открытием. Дело в том, что такая модель позволяет по одной последовательности точно восстановить другую, парную ей последовательность!

  Именно эта особенность позволяет живым клеткам осуществлять репликацию своего генетического материала. Белки, которые осуществляют удвоение ДНК точно «знают», что напротив А нужно поставить Т, а напротив Г — Ц. Получается, что двойную спираль ДНК можно расплести и достроить каждую из цепочек новой цепью, используя свободно находящиеся в цитоплазме и ядре клеток нуклеотиды. А это позволит в свою очередь передать одну из молекул ДНК в одну дочернюю клетку, а другую — в другую!

     Принцип соответствия нуклеотидов друг другу Уотсон и Крик назвали принципом комплементарности, а две цепи ДНК, расположенные в молекуле друг напротив друга — комплементарными цепями. За описание структуры молекулы ДНК Уотсон, Крик и Уилкинс в 1962 году, спустя девять лет после самого открытия, были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. 1953 год считается годом рождения новой науки — молекулярной биологии.

«Мы предлагаем вашему вниманию структуру ДНК, имеющую некоторые основные свойства, которые представляют значительный биологический интерес...» Так начиналась статья Уотсона и Крика в номере международного научного журнала «Nature» от 27 апреля 1953 г. В этой статье они предлагали модель двухцепочечной спирали ДНК, похожей на винтовую лестницу, ступеньками которой являются комплементарные пары А–Т, Г–Ц. «Перилами» лестницы служат молекулы сахара дезоксирибозы, а соединяются нуклеотиды в цепочку при помощи фосфорной кислоты.

 Приложение  к уроку №2 «Строение и функции нуклеиновых кислот»

Источник: bannikov.narod.ru/nukleotid.html

Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной(генетической) информации в живых организмах.

В природе существуют нуклеиновые кислоты двух типов, различающиеся по составу, строению и функциям. Одна из них содержит угле водный компонент дезоксирибозу и названа дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК).
Другая содержит рибозу и названа рибонуклеиновой кислотой (РНК).

ДНК — представляет собой двухцепочечный биологический полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, содержащие одно из азотистых оснований, дезоксирибозу и остаток фосфорной кислоты. Полинуклеотидные цепи молекулы ДНК антипараллельны и соединены друг с другом водородными связями по принципу комплиментарности. Двойная спираль, открытая в 1953г. Уотсоном и Криком, содержит шаг размером 3,4 нм, включающем 10 пар комплементарно связанных оснований.

ДНК состоит из Нуклеотидов: пуриновых оснований аденина(А) и гуанина (Г) и пиримидиновых оснований цитозина(Ц) и тимина(Т). РНК состоит изтех же оснований с различием лишь в то, что у РНК вместо тимина присутствует урацил(У). (Тимин отличается от урацила наличием метильной группы (-СН3), которой нет в урациле)

нуклеотид - вещество, состоящее из азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты.

Пуриновые основания

Пиримидиновые основания

Э. Чаргафф обнаружил, что количество пуринового основания аденина (А) равно количеству пиримидинового основания тимина (Т), т. е. А = Т. Сходным образом количество второго пурина — гуанина (Г) всегда равно количеству второго пиримидина—цитозина (Ц),т. е. Г = Ц. Таким образом, число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримидиновых, количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — количеству цитозина. Такая закономерность получила название правила Чаргаффа.

Картина полностью прояснилась в 1953 г., когда американский биохимик Дж. Уотсон и английский физик Ф. К р и к, исследуя структуру молекулы ДНК, пришли к выводу, что сахарофосфатный остов находится на периферии молекулы ДНК, а пуриновые и пиримидиновые основания — в середине. Причем последние ориентированы таким образом, что между основаниями из противоположных цепей могут образоваться водородные связи. Из построенной ими модели выявилось, что какой-либо пурин в одной цепи всегда связан водородными связями с одним из
пиримидинов в другой цепи. Такие пары имеют одинаковый размер по всей длине молекулы. Не менее важно то, что аденин может спариваться лишь с тимином, а гуанин только с цитозином. При этом между аденином и тимином образуются две водородные связи, а между гуанином и цитозином три. Противоположные последовательности и соответствующие полинуклеотидные партнеры называются комплементарными. Хотя водородные связи, стабилизирующие пары оснований, относительно слабы, каждая молекула ДНК содержит так много пар, что в физиологических условиях (температура, рН) комплементарные цепи никогда самостоятельно не разделяются.

Функция у ДНК одна - хранение генетической информации

РНК - также полимер, мономерами которой являются нуклеотиды. РНК представляет собой однонитевую молекулу. Она построена таким же образом, как и одна из цепей ДНК. Нуклеотиды РНК очень близки, хотя и не тождественны, нуклеотидам ДНК. Их тоже четыре и они состоят из азостистого основания, пентозы и фосфорной кислоты. Три азотистых основания совершенно такие же, как в ДНК: — Аденин, Гуанин и Цитозин. Однако вместо Тимина у ДНК, в РНК присутствует близкий к нему по строению пиримидин - урацил. Различие между ДНК
и РНК существует также в характере углевода: в нуклеотидах ДНК углевод — дезоксирибоза, у РНК — рибоза

В отличие от ДНК, содержание которой в клетках конкретных организмов относительно постоянно, содержание РНК сильно в них колеблется. Оно заметно повышено в клетках, в которых происходит синтез белка.

Функции РНК

По выполнению функций выделя-ют несколько видов РНК.

Транспортная РНК(т-РНК). Молекулы т-РНК самые короткие: они состоят всего из 80—100 нуклео-тидов. Молекулярная масса таких частиц равна 25—30 тыс. Транспортная РНК в основном содержится в цитоплазме клетки. Функция состоит в переносе аминокислот в рибосомы, к месту синтеза белка. Из общего содержания РНК клетки на долю т-РНК приходится около 10%.

Рибосомная РНК (р-РНК). Это самые крупные РНК в их молекулы входит 3—5 тыс. нуклеотидов, соответственно их молекулярная масса достигает 1,0—1, 5 млн. Рибосомная РНК составляет существенную часть структуры рибосомы. Из общего содержания РНК в клетке на долю р-РНК приходится около 90%.

Информационная РНК (и-РНК), или матричная (м-РНК). Содержится в ядре и цитоплазме. Функция ее состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах. На долю и-РНК приходится примерно 0,5—1% от общего содержания РНК клетки.

Все виды РНК синтезируются на ДНК, которая служит своего рода матрицей молекулы ДНК

Разработка урока   химии :«Химические свойства  карбоновых кислот»  (урок - исследование)

Цели:

1. Образовательные: систематизировать сведения об общих химических свойствах кислот; на основе знаний о составе и строении карбоновых кислот научиться предсказывать их химические свойства, изучить некоторые специфические свойства отдельных кислот.

2. Развивающие: развивать умения проведения исследовательской работы; совершенствовать специальные навыки и умения работать с химическими реактивами, записывать уравнения химических реакций; общеучебные: умения наблюдать, делать выводы, сравнивать.

3. Воспитательные: приучать к аккуратной работе в тетради, работе с реактивами с соблюдением ТБ, развивать коммуникативные способности,

воспитывать взаимовыручку, умение делать самооценку, критически

относится к оценке своих знаний.

4. Цели исследовательской работы:

1. Сделать вывод о химических свойствах карбоновых кислот на основе проведенных исследований.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма урока: урок с использованием элементов исследовательской деятельности, проблемной ситуации, компьютерной презентации.

Формы работы: парная и индивидуальная.

Оборудование: компьютер, компьютерная презентация, таблицы

растворимости.

Реактивы:

а) для всех вариантов: уксусная и муравьиная кислоты, фенолфталеин,

лакмус, 4 пробирки;

б) 1 в: Мg, Cu, уксусная кислота, 3 пробирки;

2 в: CuО, уксусная кислота, спички, держатель, спиртовка, 2 пробирки;

3 в: NaOH, уксусная кислота, фенолфталеин, 2 пробирки;

4 в: Na2СO3, уксусная кислота, 2 пробирки.

в) для учителя: уксусная и муравьиная кислоты, аммиачный раствор

оксида серебра, 2 спиртовки, 2 держателя, спички,

2 пробирки.

Ход урока:

I. Оргмомент.

- Ребята, напомните мне, пожалуйста, какую большую тему мы сейчас изучаем (Карбоновые кислоты).

- Какие вопросы этой темы нами уже рассмотрены? (Состав и строение карбоновых кислот).

- Напомните мне, пожалуйста, какие вещества называются карбоновыми кислотами?

-Запишите на доске в столбик несколько химических формул карбоновых кислот.

- А какие вопросы очень важные для химика, нам еще предстоит изучить? (Химические свойства карбоновых кислот, нахождение в природе, применение).

- Итак, тема урока:

Химические свойства карбоновых кислот (слайд 1) 

(учащиеся записывают в тетрадь).

Целеполагание: а) изучить химические свойства карбоновых кислот

(общие и специфические);

б) учиться проводить исследование;

в) отрабатывать умения работать с реактивами

с соблюдением правил ТБ.

II. Изучение нового материала.

1. - Ребята, сегодня, когда вы входили в класс, вы на двери заметили вот это маленькое стихотворение:

Ты - молодчина! И в это поверь:

Открыта тобой в мир химии дверь.

Надеемся все мы, что лет через пять

Прекрасным ученым сможешь ты стать.

- Сейчас в школе проходит неделя биологии и  химии . Прочитав это стихотворение, вы поняли, что мы возлагаем на вас большие надежды. А что? Может, действительно, кто-то из вас станет великим ученым.  А чтобы быть ученым, надо много знать.

Поэтому, неслучайно, девизом нашего урока стали слова Д.И.Менделеева:

«Посев научный взойдет для жатвы народной»

- Конечно, не все вы станете учеными, тем более химиками, но мне хотелось бы, чтобы любое ваше дело приносило пользу вам, вашим близким, всем людям, чтобы вы оставили свой добрый след на этой земле.

- Добывать знания можно самыми разными способами. Сегодня вы самостоятельно будете проводить исследование химических свойств карбоновых кислот. Свою работу на уроке вы будете оценивать сами по известным вам критериям:

«Оцени свой успех»).

- Вы знаете, что свойства веществ зависят от строения. Каковы особенности строения карбоновых кислот? Записать на доске структурные формулы муравьиной и уксусной кислот.

- Итак, перед вами структурные формулы карбоновых кислот. Сравним строение кислот со строением известных вам неорганических веществ

Проблема: Какие свойства, исходя из такого строения, можно предположить у этих веществ?

основные (ОН-)

Гипотезы:

кислотные (Н+)

- Перед началом работы напоминаю вам правила техники безопасности.

2. а) Выполнение лабораторных опытов (исследовательская работа в парах, учащиеся записывают свои наблюдения, пишут уравнения реакций в молекулярном и ионном виде, называют полученные соли).

Опыт 1. Диссоциация карбоновых кислот (изменение окраски индикаторов); (учащиеся на доске и в тетрадях записывают уравнения реакции диссоциации, обсуждается вопрос о названиях кислотных остатков).

НСООН = НСОО- + Н+ (метанат, формиат)

СН3СООН = СН3СОО- + Н+ (этанат, ацетат)

СН3СН2СООН = СН3СН2СОО- + Н+ (пропанат, пропионат)…

Вывод: Карбоновые кислоты проявляют кислотные свойства.

Гипотезы: кислотные (Н+): изменяют окраску лакмуса на красную ,

реагируют с металлами (1в.),

оксидами металлов (2в.),

основаниями (3в.),

некоторыми солями (4в.).

Задания к лабораторной работе

Примечание: Опыты 2,3,4,5 выполняются в парах по 4 вариантам.

Опыт 2. Взаимодействие карбоновых кислот с Ме.

а) 2СН3СООН + Mg (СН3СОО)2Mg + H2 

2H+ + Mg0 Mg2+ + H20 

б) СН3СООН + Cu реакция не идет

Опыт 3. Взаимодействие карбоновых кислот с оксидами Ме.

а) 2СН3СООН + CuО (СН3СОО)2Cu + H2О

2H+ + CuО Сu2+ + H2O

Опыт 4. Взаимодействие карбоновых кислот с основаниями.

а) СН3СООН + NaОH СН3СООNa + H2О

H+ + ОH- H2O

Опыт 5. Взаимодействие карбоновых кислот с солями.

а) 2СН3СООН + Na2CО3 2СН3СООNa + CO2 + H2О

2H+ + CО32- H2O +CO2 

б) Результаты опытов обсуждаются вместе со всеми, заполняется схема на доске (см. выше).

Вывод: карбоновым кислотам присущи общие свойства всех кислот (записать в тетрадях).

3. Специфические свойства карбоновых кислот.

- Через урок вы будете выполнять практическую работу по этой теме. Одно из заданий будет таким: различить уксусную и муравьиную кислоты. Как вы это будете делать?

- запись  в тетрадь: Специфические свойства.

а) Проблемный эксперимент:  демонстрация фрагмента учебного фильма : реакция «серебряного зеркала» с муравьиной и уксусной кислотой

НСООН + Аg2О Н2О + СО2 + 2Аg 

СН3СООН + Аg2О реакция не идет

б) СН3СООН + Сl2 СН2 Сl-СООН + НСl - эта реакция важна для промышленного производства аминокислот.

III. Закрепление:

Тест (см. карточки)

Вариант 1.

_________________ 2(CH3COO)3Al + 3H2O

__________________ HCOOK + H2O

__________________(CH3COO)2Ca + H2O +CO2 

Вариант 2.

СH3COOH + Ca CH3COO Ca +H2 

HCOOH + Ag2O H2O + CO2 + Ag

2CH3COOH +2NaCH3COONa +H2 

3CH3COOH+Al(OH)3(CH3COO)3Al + 3H2O

2.Самопроверка теста (   ответы  на слайде)

3.Самооценка результатов работы.

IV. Рефлексия: - Ребята, актуален ли девиз нашего урока? (слайд) Действительно Д.И.Менделеев очень много знал, этими знаниями он поделился со всеми нами. Мы до сих пор используем его открытия в разных областях своей деятельности. Сегодня вы тоже узнали для себя что - то новое. Где эти знания вы сможете применить? (нельзя хранить продукты в металлической посуде долгое время, обращаться с кислотами надо осторожно и т.д., на следующей практической работе))

V. Д/З:

найти сведения о различных карбоновых кислотах,

написать 1-2 реакции, отражающие их свойства;

«О чем поведала этикетка?...» (Е-260, Е-200, Е-210 и т.д.) ( домашнее исследование по источникам)

Разработка урока  химии в 8 классе «Среда водных растворов электролитов»

Цель: формирование исследовательской компетенции обучающихся при изучении среды водных растворов электролитов и методов ее качественного анализа.

Задачи:

1. сформировать представление обучающихся о типах среды водных растворов (кислая, нейтральна, щелочная);
2. рассмотреть понятие «индикаторы» и основные виды индикаторов (лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый);
3. изучить изменение окраски индикаторов в разных средах;
4. выявить в ходе химического эксперимента наиболее оптимальный индикатор для определения кислой и щелочной среды раствора;
5. проанализировать зависимость между средой раствора и значением водородного показателя;
6. сформировать навыки работы обучающихся с универсальным индикатором;
7. выявить зависимость окраски соков некоторых растений (в частности капусты краснокочанной) от среды раствора.

Аннотация

Форма: урок – исследование. Данная форма позволяет моделировать все этапы химического исследования при изучении конкретной темы.

На подготовительном этапе класс делится на 5 равноценных групп (по 4-5 воспитанников) для удобства проведения экспериментов.

На данном уроке гармонично сочетаются проблемный метод и химический эксперимент, служащий средством доказательства или опровержения выдвинутых гипотез.

Ведущая форма деятельности на уроке – самостоятельная работа обучающихся в парах или группах, выполняющих одинаковые или разные задания (по вариантам), направленные на получение более широкого круга информации всем классом.

Методические комментарии записаны курсивом.

Ответы на вопросы, размышления обучающихся указаны в скобках.

I этап - мотивационный

Вступительная беседа:

Добрый день!

Мир, окружающий нас, полон разнообразных по строению и свойствам веществ. Познание их позволит нам познать самих себя.

Самым оптимальным и емким способом познания является исследование. Сегодня я предлагаю нам представить себя не учениками и учителем, а сотрудниками серьезной лаборатории, маститыми учеными-исследователями химии.

Для начала позвольте мне задать Вам вопрос: «Что общего между древним Карфагеном и современной Голландией?»

        Обсуждение вариантов ответа.

На самом деле общими являются экологические проблемы, характерные и для одного, и для другого государства.

Историческая справка:

В свое время Карфаген был очень мощным государством, которое отстаивало свое господство на Средиземноморье. В результате третьей Пунической войны полумиллионный город Карфаген был полностью уничтожен, а оставшиеся в живых жители проданы в рабство. Римляне скандировали: «Carthago delendam esse!» («Карфаген должен быть уничтожен!»).  

Место, где располагался город, было засыпано солью.

Современную Голландию никто солью не засыпает, но это государство активно борется с мировыми экологическими проблемами, в том числе вызываемыми наводнения.

Проблемный вопрос:

Как вы думаете, в  ХМАО имеются экологические проблемы? Какие?

(Засорение почвы, загрязнение водоемов, атмосферы и т.д.)

Одна из важнейших проблем – проблема чистоты воды.

Проанализируйте качество питьевой воды из разных  участков п. Куть-Ях ,

У Вас на столах в химических стаканчиках под номерами имеются образцы воды из разных  участков  нашего  поселка .

Проанализируйте их. Оцените их экологическое состояние.

        Работа в группах в течение 2 минут.

        На основе внешних признаков делается вывод о возможной чистоте или загрязнении образцов.

        Фронтальное подведение итогов.

Инструкции:

1. Определите прозрачность образца воды. Рассмотрите ее на свет. Вода может быть прозрачной, слабо мутной или мутной.
2. Определите цвет воды. Рассмотрите образец на фоне листа белой бумаги. Вода может быть бесцветной или с оттенками разного цвета.
3. Определите запах образца воды. Аккуратно направьте поток воздуха от химического стаканчика к себе.

Задание: Зафиксируйте в третьем столбике таблицы полученные данные. Сделайте вывод о чистоте образца воды.

Таблица 1

Результаты исследования образцов воды

Вопрос для размышления:

Какие показатели Вы анализировали, чтобы оценить чистоту воды?

(Внешние признаки: цвет, запах, наличие взвешенных частиц и т.д.)

Заполним 3-ий столбик Вашей таблицы на основе полученных данных исследовательских групп.

На доске располагается условная таблица – заготовка с номерами образцов и их месторасположением. По мере подведения итогов учитель заполняет таблицу.

Все эти методы анализа относятся к органолептическим.

Объясните название понятия. (Т.е. осуществляются с помощью органов чувств человека).

Вопрос для размышления:

Основываясь только на результатах органолептических методов, можно сделать вывод об экологической чистоте образцов воды?

(Нельзя. В воде могут содержаться частицы, которые мы не видим – внешне незаметные).

Мы подошли к проблеме: Как определить наличие невидимых частиц в растворе?

II этап - Решение проблемы

Цель нашего сегодняшнего исследования: изучить некоторые способы качественного анализа водных растворов (т.е. содержания в них разных частиц).

Полемика: Какими способами можно воспользоваться?

(Можно проводить химические реакции – качественные реакции, доказывающие наличие в растворе тех или иных частиц.)

А можно воспользоваться специальными веществами – индикаторами.

Вопрос для размышления:

Вы знакомы с индикаторами из курса биологии, физики и других учебных дисциплин. Как Вы думаете, какое значение в химии имеет термин «индикатор»?

Фиксация определения на слайде:

Индикатор – это вещество, изменяющее свой цвет в зависимости от среды раствора.

Вопрос для размышления:

Все ли Вам понятно в данном определении?

(Что такое «среда раствора»? Какая она бывает?)

Это тема нашего сегодняшнего урока, запишите ее на обложке рабочей тетради: «Среда водных растворов».

Выявить типы сред водных растворов Вам поможет великая наука – логика!... и знание классов неорганических соединений.

Предлагаю построить первую логическую цепочку, ответив на соответствующие вопросы задания № 1 (тетрадь стр. 4).

        Ответить на вопросы:

1. К какому классу относятся вещества с формулами: HCl, H2SO4, HNO3, H2S? (кислоты)
2. Какие катионы образуются в растворе при диссоциации данного класса соединений? (катионы водорода)

Записать на доске уравнение диссоциации азотной кислоты

HNO3 → H+ + NO3-

Подсказка: Название среды раствора в данном случае происходит от названия соответствующего класса соединений (кислая среда).

По мере ответов на вопросы обучающиеся  заполняют схему № 1 на стр. 5 рабочей тетради. Учитель – на слайде.

3. Постройте следующую логическую цепочку для соединений, выраженных формулами: NaOH, Ca(OH) 2, KOH, Ba(OH)2. (основания)

Уточните по классификации. (щелочи)

Записать на доске уравнение полной диссоциации гидроксида бария

Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH-

Подсказка: Вспомните классификацию оснований! Все ли основания в водном растворе распадаются на ионы? Название среды происходит от названия растворимых оснований. (щелочная)

4. К какому классу относятся следующие вещества: сульфат калия, хлорид бария, нитрат кальция? (соли).
5. При растворении в воде данных соединений образуются частицы, характеризующие кислотный или щелочной характер раствора? (не образуются)

Докажите, составив уравнение диссоциации сульфата калия. Мы – в лаборатории. Здесь все утверждения требуют доказательства.

Составить на доске уравнение диссоциации сульфата калия

K2SO4 → 2K+ + SO42-

Подсказка: Название среды происходит от отсутствия катионов водорода и анионов гидроксо-групп. (нейтральная)

_______________                                                          ________________

                                          ___________________

Схема 1. Классификация сред водных растворов

Проблемный вопрос:

Итак, мы выяснили, что существуют три типа среды водных растворов (кислая, нейтральная и щелочная).

Измерить уровень кислотности водной среды нам помогут индикаторы, о которых мы уже говорили вначале урока.

Индикаторы – это вещества, изменяющие свой цвет в зависимости от среды раствора.

Индикаторы бывают разные. Сегодня мы с Вами познакомимся с тремя основными: синий лакмус, метиловый оранжевый и фенолфталеин.

Каждый из них по-разному изменяет окраску в зависимости от среды раствора, поэтому наша с Вами задача – подобрать наиболее оптимальный индикатор для каждой среды раствора.

С этой целью выполните лабораторный опыт № 2. Инструкция находится на странице № 5 Ваших рабочих тетрадей. При проведении эксперимента не забывайте о правилах техники безопасности, они имеются у Вас в тетрадях на стр. 6!

        Работа выполняется в группах по вариантам. Время выполнения работы – 3 минуты.

Инструкции:

Группа А:

В три пробирки налейте по 2-3 мл раствора соляной кислоты. В каждую из них добавьте по 1 капле индикаторов (в пробирку № 1 – метиловый оранжевый, в пробирку № 2 - фенолфталеин, в пробирку № 3 – синий лакмус).

Пронаблюдайте за изменением окраски.

Зафиксируйте наблюдаемые изменения в таблице 1.

Задание: Отметьте название индикатора, который наиболее удобно использовать для определения кислой среды водного раствора!

Группа Б:

В три пробирки налейте по 2-3 мл раствора гидроксида натрия. В каждую из них добавьте по 1 капле индикаторов (в пробирку № 1 – метиловый оранжевый, в пробирку № 2 - фенолфталеин, в пробирку № 3 – синий лакмус).

Пронаблюдайте за изменением окраски.

Зафиксируйте наблюдаемые изменения в таблице 2.

Задание: Отметьте название индикатора, который наиболее удобно использовать для определения щелочной среды водного раствора!

Таблица 2

Обсуждение результатов эксперимента. Заполнение таблицы в тетради (обучающиеся) и на слайде (учителем).

Формулирование выводов:

Дополним таблицу результатами эксперимента исследовательских групп.

В кислой среде окраска метилового оранжевого становится красной, лакмуса – красной, фенолфталеин не изменяет своей окраски. Следовательно, наиболее оптимальный индикатор для определения кислой среды раствора – метиловый оранжевый.

В щелочной среде окраска метилового оранжевого становится желтой, лакмуса – синей, фенолфталеина – малиновой. Следовательно, наиболее оптимальный индикатор для определения щелочной среды - фенолфталеин.

Дополнительное исследование образцов растворов.

Вы вооружились новыми знаниями. Можете Вы теперь изучить среду раствора ваших образцов?

Попробуйте определить среду каждого образца, используя оптимальные индикаторы, только для этого отлейте из каждого химического стаканчика небольшое количество исследуемой воды в две чистые пробирки и добавьте в каждую соответствующий индикатор (фенолфталеин, метиловый оранжевый).

Наблюдаете ли Вы значительные изменения окраски индикаторов в растворах? (Нет).

Какие гипотезы Вы можете выдвинуть?

Обсуждение возможных версий объяснения явления.

1. Среда раствора не сильно кислая, или не сильно щелочная, поэтому индикаторы не могут уловить разницу.
2. Среда нейтральная, поэтому окраска индикаторов не изменяется.

Работа со слайдом.

Действительно, диапазон характеристики среды раствора очень широк: от сильнокислой до сильнощелочной.

Он выражается в единицах от 0 до 14, которые называются значением рН (пэ-аш) – водородным показателем.

Водородный показатель – величина, характеризующая содержание катионов водорода в растворе.

Заброс вперед:

С научной точки зрения рН – это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода в растворе. Пока здесь для Вас очень много непонятных слов, но в 11 классе мы вернемся к изучению этой величины и будем рассматривать ее более подробно с позиции тех знаний, которые Вы к тому времени будете иметь.

На данный момент я только могу Вам привести следующий пример, который немного прольет свет на определение.

Если концентрация катионов водорода в растворе 10-6 моль/л, то значение рН равно 6.

Устный расчет:

По аналогии Вы мне, наверняка, рассчитаете, чему равно значение водородного показателя, если концентрация катионов водорода 10-8 моль/л; 10-7 моль/л?

Т.е. чем меньше катионов водорода в растворе, тем выше водородный показатель.

Задание в тетради:

Используя полученные сведения, выявите взаимосвязь меду значением рН и средой раствора. Выводы оформите в тетради на стр. 7.

Анализ и проверка сформулированный выводов на слайде.

Выводы:

При рН > 7 среда раствора щелочная

При рН = 7 среда раствора нейтральная

При рН < 7 среда раствора кислая

Для определения значения рН и более точного определения среды раствора существуют разные методы: кислотно-основное титрование, измерением электродвижущей силы (ЭДС), а можно с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Для этого достаточно поместить бумагу в исследуемый раствор и сравнить получившуюся окраску с цветной шкалой. У вас цветная шкала имеется на странице 7 рабочих тетрадей.

Учитель проводит демонстрационный эксперимент с раствором кислоты.

Изучите более точно значение рН Ваших образцов воды, выполнив лабораторный опыт № 3. Инструкции – в тетради на стр. 7. Не забудьте занести полученные данные в таблицу 1 на стр. 3.

Работа выполняется в группах в течение 1 минуты.

Инструкция:

В образец воды в химическом стаканчике опустите универсальную индикаторную бумагу.

Сравните полученную на ней окраску с цветной шкалой рН.

Вопрос для размышления: Какова среда раствора выданного Вам образца?

Обсуждение результатов работы групп. Учитель заносит полученные данные в таблицу-заготовку на доске.

Обязательно стоит уточнить тип среды по силе (слабо-, сильно-).

Проблемный вопрос:

Ну а теперь Вы можете сделать вывод об экологическом состоянии Выданных Вам образцов воды?

(Нет. Потому что мы не знаем экологических норм, не знаем, с чем сравнить наши образцы).

Сравнить уровень кислотности выданных образцов Вы можете с условной шкалой значений рН некоторых растворов.

На слайде составляется шкала значений рН

Схема 2. Числовая шкала значений рН для некоторых растворов

Проблемные вопросы:

1. Как Вы думаете, какие жидкости не рекомендуется употреблять людям с язвенной болезнью желудка? Почему?

(Все слабо- и сильно кислые растворы (кофе, лимонный, яблочный, томатный сок, Кока-кола) могут вызвать обострение язвенной болезни из-за излишний кислотности).

2. Что общего, на Ваш взгляд, между нашатырным спиртом, который хозяйки добавляют в воду для мытья стекол, и мылом, которым мы с Вами моем руки?

(И раствор мыла, и нашатырный спирт имеют щелочную среду, которая способствует удалению грязи).

Проблемный вопрос:

Иногда нам бывает необходимо определить среду раствора в домашних условиях. А под руками нет универсальной индикаторной бумаги. Что делать?

Информация:

Оказывается, некоторые овощи и фрукты обладают индикаторной способностью. Они содержат в себе рН-чувствительный пигмент (антоцианин).

Это плоды темно-синего, фиолетового цвета: свекла, ежевика, черная смородина, вишня, темный виноград и, в том числе краснокочанная капуста.

Я предоставляю слово учащимся – исследователям , который  продемонстрируют Вам  результаты своих  исследований:

Выступление Никонова В. «Химический состав почвы пришкольного участка»

                        Наумова В. « Соотношение цены и качества мыла»

Как видите, в обоих  работах исследование проводилось на основе изучения  рН  среды.

Проведем самостоятельное исследование :      

Для анализа мы приготовили вытяжку из сока краснокочанной капусты, смешав мелко-нарезанную массу с небольшим количеством спиртового раствора.

В пять пробирок мы налили равное количество полученного сока.

Зная, каким значением рН обладает ряд растворов, мы добавим в каждую пробирку несколько капель соответствующего раствора:

В пробирку № 1 – раствор лимонного сока;

В пробирку № 2 – раствор уксусной кислоты (это слабая кислота);

В пробирку № 3 – раствор мыла;

В пробирку № 4 – нашатырный спирт, приобретенный нами в аптеке

Пробирку № 5 мы оставляем без изменения для контроля.

В ходе эксперимента видно, что при смешивании сока краснокочанной капусты с различными растворами, он меняет окраску в зависимости от среды с красного (в сильных кислотах) до синего и зеленого (в зависимости от силы щелочи).

Информация:

В домашних условиях Вы можете изготовить индикаторные бумажки. Необходимые рекомендации находятся у вас в тетрадях на стр. 8.

Инструкция:

Возьмите сок краснокочанной капусты и пропитайте им листки фильтровальной бумаги.

Листкам надо дать высохнуть.

После этого разрежьте фильтровальную бумагу на тонкие полоски.

Индикаторные бумажки готовы!

Успешных Вам экспериментов!

Заключительный этап исследования:

Мы с Вами подходим к концу нашего исследования. Ранее Вы сказали, что для того, чтобы сделать вывод о соответствии норме кислотности образцов воды мы должны владеть полезной информацией о санитарно-гигиенических нормах, действующих в мире и в нашей стране.

Подробно они описаны на странице 9 Ваших рабочих тетрадей. Изучите данную информацию и выделите для себя наиболее значимые показатели.

Полезная информация:

В соответствии с Гигиеническими требованиями к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения,  питьевая вода должна быть безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Водородный показатель для питьевой воды должен соответствовать норме 6-9 единиц, для водоемов 6,5 – 8,5.

Исследователи установили, что особенно губительным для водных обитателей является кислая среда, нежели щелочная. У водных растений повышение кислотности воды, в первую очередь, сказывается на нарушении кальциевого обмена и образовании оболочек клеток, их делении, а также на протекании реакции фотосинтеза.

Для водных объектов и питьевой воды содержание нитратов не должно превышать 45 мг/л, фосфатов – 3,5 мг/л. Нитрат- и фосфат – ионы способствуют зарастанию водоемов растительностью, вызывая разрастание планктона. Тот, в свою очередь, отмирает и поглощает большое количество кислорода, лишая воду способности к самоочищению.

Нитраты могут оказать токсическое действие на людей и водных обитателей.

Содержание хлоридов в воде не должно быть выше 300 мг/л. Этот параметр  влияет на водообмен водных растений.

По содержанию сульфатов судят о минеральном составе воды: их повышенное содержание свидетельствует о попадании в водоемы промышленных сточных вод. Оно не должно превышать 500 мг/л. Превышение сульфатов вызывает расстройство желудка.

Повышенное содержание железа в воде вызывает отложение железа в печени и по вредности значительно обгоняет алкоголизм. Предельно-допустимая концентрация в воде железа составляет 0,3 мг/л.

 Обращаю  внимание на то, что норма для питьевой воды 6-9 единиц рН.

Сделайте вывод об экологической чистоте образцов воды.

Обучающиеся обсуждают результаты своего исследования.

III. Рефлексия

Вопросы для обсуждения:

1. В каких  участках поселка  вода не соответствует норме значения рН?
2. В каких  вода имеет кислую среду?
3. Как изменяют окраску индикаторы в подобной среде?

(метиловый оранжевый – красный; лакмус – красный; фенолфталеин - бесцветный)

4. Какие из веществ, формулы которых представлены на слайде, будут аналогично менять окраску индикаторов?

Работа со слайдом

HCl, LiOH, NaNO3, H2SO4, KOH, BaCl2, HNO3, Ca(OH)2, K2SO4 . 

5. В каких  участках  среда воды щелочная?
6. Как изменяют окраску индикаторы в подобной среде?

(метиловый оранжевый – желтый; лакмус – синий; фенолфталеин - малиновый)

7. Какие из веществ, формулы которых Вы уже видели на слайде, будут аналогично изменять окраску индикатора?

Работа со слайдом

(LiOH, KOH, Ca(OH)2)

8. Концентрация катионов водорода в растворе гидроксида натрия 10-14 моль/л. Как Вы думаете, какое основание сильнее: гидроксид натрия или гидроксид аммония (нашатырный спирт)?

(гидроксид натрия)

9. Исходя из общих результатов исследования, в каких участках  наиболее чистая вода?

Ключевой вопрос:

Как Вы полагаете, полученных на данный момент сведений о качестве образцов воды достаточно, чтобы сделать окончательный вывод о ее экологической пригодности и чистоте?

(Не достаточно. Нужно провести полный качественный анализ на содержание в ней разных частиц – ионов).

А хотите научиться проводить полный химический анализ воды?

Учите химию!

Но сегодня Вы выполняли работу не индивидуально, а в группах. У Вас на столах находятся капельки воды желтого, голубого и оранжевого цвета.

Если Вы ощущали себя полноценным членом творческой группы, поместите в нашу импровизированную колбу капли желтого цвета, если Вы чувствовали себя лидером без поддержки – красного, если Вы были «слабым звеном» в цепи исследования, то капли голубого цвета.

Анализ самооценки.

Благодарю за сотрудничество!

Приложение 2

Исследовательская работа: « Что полезнее- фрукты или соки?»

Автор: Исянов Данил, ученик 9 класса

Содержание:

1. Введение: Что и для чего мы употребляем в пищу? Актуальность выбранной темы, цели и задачи исследования.

2. Витамины: история открытия. Значение. Содержание в продуктах. Суточные нормы.

3. Значение соков для организма.  Классификация соков.

4. Исследовательская часть:

4.1. Определение натурального сока

4.2.Определение содержания витамина С в соках  восстановленных и натуральных.

4.3.Анкетирование учащихся

5. Вывод: что полезнее, фрукты или соки?

6. Список используемой литературы.

1.Введение.

       Каждый человек хочет быть здоровым. Здоровье – это то богатство, которое нельзя купить за деньги или получить в подарок. Люди сами укрепляют или разрушают то, что им дано природой. Один из важнейших процессов нашей жизни – питание. Всем хорошо известно мудрое изречение: « Человек – это есть то, что он ест».

       Часто ли мы задумываемся над тем, что и для чего мы едим?  Витрины магазинов пестреют яркими упаковками, обертками. С экранов телевизоров, рекламных щитов нас захлестывает информация о тех или иных продуктах, их пользе, вкусе, необходимости. А так ли это на самом деле?

            Мы решили исследовать небольшую, но очень важную область потребляемых нами продуктов – соки и фрукты, из которых эти самые соки и должны изготавливаться.  Нам интересно было узнать:

      - Так ли полезны на самом деле соки, которые мы покупаем , особенно весной?

      - Что полезнее: соки или сами фрукты?

     - Сколько этой « пользы» в соках и фруктах содержится?

     - Что предпочитают  жители нашего  поселка: соки или фрукты, и почему?

Тема исследования:

        Что полезнее весной  - соки или фрукты?

Актуальность исследования объясняется значимостью витаминов , особенно для жителей северных регионов ,  стремлением определить,  отличаются ли по содержанию витамина С соки и фрукты, предлагаемые  торговыми предприятиями поселка  осенью и  в зимне-весенний период,  на сколько весной  обогащен витамином  рацион  учащихся нашей школы и  дать конкретные рекомендации по  улучшению процесса витаминизации, особенно необходимой в весенний период времени.

Мы предполагаем, что:

    -  состав соков восстановленных сбалансирован, согласно требованиям к продукции.

    - соки, которые мы покупаем – это обогащенный витамином  С продукт.

    - содержание витамина С в фруктах, которые мы приобретаем  в магазинах в зимне-весенний  период,  может быть снижено из - за длительного хранения.

Из предположения вытекает гипотеза исследования : если содержание витамина С  в фруктах в весенний период снижается  из-за длительного хранения, то возрастает   польза  употребления соков  в целях витаминизации организма.

Объект исследования: полезные свойства соков и свежих фруктов

Предмет исследования: содержание витамина С в свежих фруктах  и  соках

Методы исследования: лабораторное исследование, анкетирование, анализ, синтез

В процессе  работы мы пытались решить проблему: что является наиболее эффективным  средством  витаминизации организма в весеннее время : употребление свежих фруктов или  соков?  Исходя из этой проблемы, возникли цель и задачи проводимого исследования:

Цель:

      Изучение полезных свойств соков и фруктов( содержание витамина С)

Задачи:

1. Изучить литературу о классификации соков, их значении.

2. Изучить литературу об открытии и значении витаминов,

    значении микроэлементов.

3. Изучить методику определения содержания витамина С в соках и свежих фруктах,   применимую  для проведения исследования в условиях общеобразовательной школы

4. Исследовать содержание витамина С в соках и фруктах.

5. Провести социологическое исследование  среди разных групп учащихся школы об использовании соков и фруктов в пищу

6. Проанализировать результаты исследований, сделать выводы, подготовить  

    рекомендации.

2.История открытия витаминов.

      В составе пищи, которую мы едим, содержатся различные вещества, необходимые для нормальной работы всех органов, способствующие укреплению организма, исцелению, а так же наносящие вред здоровью.

      Мы хорошо знаем, что белки нужны нам для образования новых клеток и клеточных структур, жиры и углеводы обеспечивают нас необходимой энергией. К незаменимым, жизненно важным компонентам питания наряду с белками, жирами и углеводами относятся витамины.

      Все жизненные процессы протекают в организме при непосредственном участии витаминов. Витамины входят в состав более 100 ферментов (биологических катализаторов), запускающих огромное число реакций, способствуют поддержанию защитных сил организма, повышают его устойчивость к заболеваниям. Витамины играют важнейшую роль в поддержании иммунитета; принимают участие в регуляции обмена веществ.

       Впервые вывод о существовании неизвестных веществ, абсолютно необходимых для жизни, сделал русский ученый Николай  Иванович Лунин в 1880 году. Исследователь обнаружил, что мыши не могут выжить, питаясь искусственной смесью из белка, жира, сахара и минеральных солей, тогда как контрольная группа, выкармливаемая естественно, прекрасно себя чувствовала.

     Вывод Лунина не получил признания, даже его руководитель Т. Бунге отнёсся к этой идее скептически. В случае с открытием Лунина научный мир не спешил признавать существование каких-то неизвестных веществ, необходимых организму.

        Всё-таки Лунин оказался прав. Его работа не была забыта, напротив, она стимулировала дальнейшие исследования в этом направлении. Вывод о том, что в продуктах питания содержаться в очень малых количествах вещества, абсолютно необходимые для жизни, становился  всё более очевидным.          

Блестящим подтверждением правильности вывода Н.И.Лунина, стало установление причины  болезни  бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии  среди  населения, питавшегося,  главным образом, полированным рисом. Врач Эйкман, работавший в тюремном госпитале на острове Ява, в 1896 году  подметил, что  куры, содержавшиеся во дворе госпиталя и питавшиеся обычным полированным рисом, страдали заболеванием, напоминающим бери-бери, после перевода кур на питание неочищенным рисом болезнь проходила.

       Наблюдения Эйкмана, проведенные на  большом  числе  заключенных  в тюрьмах  Явы, также  показали, что  среди людей, питавшихся очищенным рисом, бери-бери заболевал в среднем один человек из 40, тогда как в группе  людей, питавшихся  неочищенным рисом, ею заболевал лишь один человек из 10000. Таким образом, стало  ясно, что  в  оболочке риса (рисовых отрубях) содержится какое-то неизвестное вещество, предохраняющее от  заболевания  бери-бери.

        В  1911 году польский ученый Казимир Функ выделил это вещество в кристаллическом виде (оказавшееся, как потом выяснилось, смесью витаминов);

 Через несколько лет норвежские ученые сумели вызвать у морских свинок цингу, которая была спровоцирована недостатком питания.

        К. Фук назвал новое вещество «витамин» (vitamine), что означает от латинского vita- жизнь и amine- класс химических соединений, к которому  принадлежит это вещество.  Дальнейшие успехи в развитии учения о витаминах связаны, в первую очередь, с работами двух групп американских ученых: Т. Б. Осборна, Л. В. Менделя и Э. В. Мак - Коллума - М. Девис. В 1913 года обе группы пришли к выводу, что в некоторых жирах (молочном, рыбьем, жире яичного желтка) содержится фактор, необходимый для роста.  

       Жирорастворимый фактор не содержал азот, поэтому  Мак-Коллум не стал использовать термин «витамин». Он предложил называть активные вещества-  «жирорастворимый фактор А » и « водорастворимый фактор В».

        Вскоре выяснилось, что «фактор В » и препарат, полученный Функом, взаимозаменяемы, «фактор А» предотвращает ксерофтальмию и рахит. В дальнейшем был получен еще один фактор - противоцинготный.                      

                  В 1920 году Дж. Дреммонд скомбинировал термин Функа и Мак-Каллума. Для того, чтобы не привязывать витамины к определенной химической группе, он предложил опустить кольцевое «е», и с тех пор этот термин на языках, использующий латинский алфавит, пишется vitamin. Дреммонд также решил сохранить буквенное обозначение Мак - Коллума: в результате появились названия « витамин А » и

 « витамин В ». Противоцинготный фактор получил имя   « витамин С ».

Многие ученые внесли свой вклад в открытие и исследование свойств витаминов. И всё же наиболее весомыми, видимо, можно считать вклад Н. И. Лунина, Х. Эйкмана, К. Функа и Ф. Г. Хопкинса.

Витамины и продукты питания.

    В настоящее время известно более 20 витаминов и все они поступают в организм человека с пищей (исключение составляют витамины, который синтезируется в организме человека под действием ультрафиолетовых лучей или в кишечнике при участии бактерий).

         По способности растворяться витамины разделяются на 2 группы: водорастворимые ( витамины :С, В, РР)  и жирорастворимые( витамины А.Е.Д.К)

    В соках и фруктах содержатся витамины водорастворимые,  причем очень много их в кожуре фруктов. Значение каждого витамина особенно, но все они принимают участие в регуляции обмена веществ, поддержании иммунитета организма. Свойства витаминов, изученные нами   в научной литературе,  представлены  в приложении  к работе ( приложение1). Для поддержания обмена веществ на необходимом уровне количество разных витаминов неодинаково, так же как их содержание в продуктах питания. Суточные нормы витаминов представлены  нами в приложении (приложение2)

3. Значение соков для организма

         Соки растений, фруктов и овощей - это созданные самой Природой безмедикаментозные регуляторы кровяного давления; ферменты, необходимые для обеспечения нормального протекания всех жизненно важных процессов в организме; минералы и витамины для питания клеток, органов и тканей; естественные стимуляторы роста волос; мочегонные средства и биологически чистые активные вещества на все случаи жизни!
     Большинство биохимических процессов в организме человека протекают с помощью своеобразных катализаторов - ферментов, которые в больших количествах содержатся в свежих  фруктах, дикорастущих травах, плодах деревьев и кустарников.

     Чем их больше, тем лучше протекают процессы и бодрее чувствует себя человек, как бы впитывая в себя жизненную силу природы.
    Соки из свежих ягод, фруктов и растений являются средством, с помощью которого все клетки нашего организма, органы и ткани обеспечены необходимыми питательными элементами, а также исключительным дополнением к любой пище.

      Сок - это не только живительная влага, вкусная и полезная, которую рекомендуется пить по утрам и вечерам. Она имеет свой химический состав:
      Вода составляет от 75 до 90% объема соков в зависимости от их вида, поэтому их калорийность невелика.

        Углеводы играют огромную роль в жизнедеятельности организма и являются наиболее важными питательными веществами. По мнению некоторых авторов, углеводы можно условно подразделить на три группы:

1) простые,

 2) сложные, или полисахариды

3) волокна, к которым относятся некоторые разновидности полисахаридов.
        К простым углеводам относятся фруктоза, глюкоза, сахароза и другие. Если пища имеет сладкий вкус, значит в ней содержатся простые сахара или простые углеводы.
        Выделяют также группу волокон, к которым можно отнести такие полисахариды, как целлюлоза. Они активно участвуют в процессах пищеварения и препятствуют перевариванию ферментов и кислот.

Волокна могут быть растворимые  и нерастворимые. Растворимые волокна или полисахариды связывают холестерин в пищеварительном тракте, поэтому он больше не всасывается в кишечнике.  

       Нерастворимые волокна - своеобразные санитары желудочно-кишечного тракта. Они уменьшают время прохождения пищи через кишечник и способствуют его очищению. Их много в самих свежих фруктах.
      Наиболее активно из соков всасываются глюкоза и фруктоза. Глюкозой богаты виноград, бананы, вишня, малина, хурма и черешня.
       Растительные углеводы могут быть растворимыми и нерастворимыми. К растворимым относятся глюкоза, фруктоза, лактоза, к нерастворимым - крахмал и целлюлоза, или клетчатка. Плохо растворимыми углеводами считаются пектиновые вещества, которые служат для нормализации работы кишечника, ускоряют его перистальтику, снижают активность гнилостных процессов.
     Потребность в углеводах для взрослого организма не превышает 500 г в сутки, причем около 20% должно приходиться на долю легкоусвояемых.
    Органические кислоты содержатся во всех плодах и овощах. Наиболее известными и распространенными являются яблочная, лимонная, винная, щавелевая, янтарная, салициловая и бензойная кислоты. Органические кислоты в сочетании с сахарами и дубильными веществами придают овощам и фруктам специфический сладко-кислый вкус.
        Органические кислоты очень активно включаются в процессы пищеварения и обладают жаропонижающим, противовоспалительным, антибактерицидным действием.
    Все перечисленные компоненты являются составляющими и фруктов и соков, но усваиваются по-разному, и соотношение их  в соках и фруктах отличается. Микроэлементы необходимы организму в количествах, гораздо меньших, чем белки и углеводы, но они не менее важны для регуляции обмена веществ,  поддержания иммунитета, активности организма. Название важнейших микроэлементов и их значение  представлены в приложении  к работе ( приложение 2)

Классификация соков.

       Фрукты и  ягоды содержат много воды – от 80 до 95%. Влага растений с растворенными в ней веществами: глюкозой, фруктозой, органическими кислотами, пектинами, минеральными веществами, витаминами и представляют собой  ягодные или фруктовые соки.  Получают их путем протирания или отжима свежих ягод,                              и фруктов, либо восстановлением концентратов.

      Существует строгая промышленная классификация, согласно которой, все напитки из фруктов и ягод разделяют на 3 группы:

          - соки натуральные

          - нектары

         - напитки сокосодержащие.

    Отличаются они как содержанием количества натурального сока так  и значением для организма.

Таким образом,  изучив литературу по  проблеме исследования мы пришли к выводу, что  полезнее всего  употреблять соки натуральные, причем лучше -свежевыжатые соки, так как они содержат необходимые микро и макроэлементы,  незаменимые аминокислоты и витамин С

Описание   представителей каждой группы даны нами в приложении ( приложение3

4.Исследовательская часть.

4.1. Определение  – натуральный сок или нет?        

Это мы  сделали  в  условиях кабинета :

      В соках содержатся природные красящие вещества – антоцианы. Они  придают окраску сокам и сохраняются только при определенной химической среде.

      Мы   добавили  в небольшую порцию сока щепотку пищевой соды  и тем самым создали  щелочную среду.  Из научной литературы мы узнали, что если цвет сока  изменился на грязно-фиолетовый, кирпичный, коричневый или черный, то перед вами — натуральный продукт. Цвет же синтетических красителей в щелочной среде не меняется. Для исследования нами были взяты соки «Я», соки « Сады Придонья», соки  и нектары « Красавчик», соки и нектары  « Добрый».

Результаты  эксперимента :  Из всех исследованных нами  соков натуральными оказались соки « Я», именно они дали  интенсивное изменение окраски при добавлении пищевой соды.  Окраска представителей остальной продукции соков осталась неизменной либо изменилась незначительно ( Соки « Добрый»)

4.2.Исследование содержания витамина С в соках восстановленных и соках свежих фруктов.

Методика исследования.

    Методика , выбранная нами, основана на способности аскорбиновой кислоты легко окисляться. В качестве окислителя использовали обычный раствор йода, который продается в аптеке.

     Для определения концентрации витамина С в соке фруктов необходимо приготовить раствор крахмала: 1 грамм его разводят в небольшом количестве холодной воды, выливают в стакан кипятка и кипятят недолго.

    До того, как анализировать сок, мы  потренировались  на аскорбиновой кислоте без глюкозы. 0,5 гр.( 500мг) аптечной аскорбиновой кислоты развели  в 500 мл воды, отобрали  25 мл раствора. Получили 0,09% раствор аскорбиновой кислоты. Отобрали 100гр. Данного раствора. В него  добавили  2 мл крахмала. Затем, осторожно, по каплям добавили  в смесь 5% раствор аптечного йода. Капли считали  и внимательно следили  за изменением цвета раствора. Как только йод окислил всю кислоту, раствор окрасился в синий цвет, так как йод прореагировал с крахмалом. Для реакции израсходовано  3 капли йода.

Расчет вели по формуле:  на 500мг аскорбиновой кислоты необходимо 3 капли йода

     Мы подсчитали, что 20 капель йода  соответствуют   75 мг аскорбиновой кислоты. Для определения количества витамина С в соках, полученных из свежих  фруктов, и  соках мы брали 20 мл сока, выжатого из свежих фруктов ,  разбавляли его водой до 100мл, вводили в раствор 2 мл. крахмала и добавляли йод по каплям.

      Для исследований мы использовали  – апельсиновый, яблочный и ананасовый соки « Я», на упаковке значится – 100% сок, а так же фрукты, поступающие в продажу в наших магазинах: яблоки « Молдавские », апельсины и лимоны.

Расчет  содержания витамина С в образце вели по формуле:

20 капель иода – 75мг. аскорбиновой кислоты ( витамина С)

Х капель иода-  Y мг.аскорбиновой кислоты ( витамина С)

      Данные, полученные при исследовании ,приведены в таблице:

Анализ результатов  проведенных нами исследований  по определению количества витамина С в натуральных фруктах и  соках , позволяет сделать следующий вывод:

   - наибольшее количество витамина С содержится в восстановленных соках апельсиновом и яблочном.

Так как созревание ввозимых в наш регион импортных  апельсинов   происходит  в октябре-декабре, то апельсины  , исследуемые нами осенью уже хранились около года, а весенние апельсины и лимоны-  фрукты, срок хранения которых не превышает полгода, поэтому содержание витамина С в весенних апельсинах  выше , чем в апельсинах, собранных в прошлом году.

   - в остальных свежих фруктах– содержание витамина С в весенний период    ниже, чем в свежих фруктах осенью и ниже, чем в соках

  - содержание витамина С в апельсинах близко к содержанию его в восстановленных соках, и  больше, чем в яблоках и лимонах.

  - ананасовый сок содержит очень мало витамина С, но, согласно приведенным в литературе данным, он очень хорошо расщепляет лишние в организме жиры

     Исследование количества витамина  С  в соках свежих фруктов и восстановленных вызвало у нас противоречивые мнения. Казалось бы, большее количество витаминов должно быть в свежих фруктах, а  проведенные  исследования  показали другую картину, следовательно наше предположение о том, что количество витамина С в свежих фруктах снижено из-за длительного хранения, нашло свое подтверждение  по результатам проведенного исследования.

Вывод: Если за основу определения пользы соков и фруктов брать  содержание витамина С, то   значит весной полезнее употреблять натуральные соки, сбалансированные по содержанию  данного витамина.

4.3. Социологическое исследование.

         Для того, чтобы выяснить, какие соки и фрукты предпочитают разные категории  населения  нашего села и почему, мы составили анкету и провели исследование среди  учащихся младших , средних и старших классов. Было опрошено 78  человек . Форма анкеты и результаты анкетирования  дана нами в приложении ( приложение 4)

Анализ анкет показал, что:

  - большая часть  респондентов  употребляет соки  несколько  раз в неделю;

  -   как правило, это соки  осветленные; младшие школьники предпочитают соки натуральные и осветленные;

   - все опрошенные знают о пользе соков и фруктов,  а выбирают их чаще  из – за вкусовых качеств,

  - чаще всего это соки яблочный,  виноградный;

   - фрукты на столе у наших сельчан бывают реже – большая часть респондентов употребляет их 1 раз в неделю;

    - предпочтение отдается яблокам, апельсинам, гранатам;

   - употребляют фрукты, так же как и соки, потому что они полезны и вкусны;

 На основании результатов проведенного исследования мы  сделали следующие выводы:

1. В свежих фруктах , кроме апельсинов, в весенний период содержание витамина С снижено из-за длительного хранения
2. Наиболее богаты витамином С апельсины и апельсиновый сок
3.  Наиболее эффективным  средством  витаминизации организма в  зимне-весенний период  является употребление натуральных соков
4. Рацион наших респондентов  обогащен соками и фруктами не в полной мере

          Определившись с выводами,  мы  провели  следующие мероприятия:

1.    Лекции  с учащимися 2-7 классов    школы о пользе натуральных соков и фруктов

2.    На общешкольном родительском собрании озвучили  результаты анкетирования  с целью привлечения  внимания  родителей  к проблеме витаминизации детей, особенно в  зимне-весенний период.

3. Результаты исследования  мы предложили использовать на уроках биологии и химии.

      Что для себя выбирать -  соки или фрукты, решает каждый сам. Фрукты содержат необходимую организму клетчатку, пектиновые вещества в большем количестве, чем соки, кроме того, они полезны для здоровья зубов и полости рта. Соки же быстрее усваиваются, приятны на вкус, хорошо утоляют жажду, достаточно питательны и сбалансированы по содержанию витаминов и минеральных веществ.

    Бесспорно одно – соки или фрукты, как источники витаминов, должны быть в

    рационе обязательно.

Список используемой литературы и  информационных ресурсов

1.Фруктовые и овощные соки. Самсонова А.Н., Ушева В.Б.Москва,  1976год.

2. Целительные силы. Малахов Г.П. ,Старый Оскол, 1990 год.

3. Конструктор элективных курсов. Дендебер С.В., « 5 за знания», Москва, 2006 год.

4. Учебник для обшеобразовательных школ .Человек. В.Д. Колесов. Р.Д.Маш. Москва. « Дрофа». 2003год.

5. Справочник – лечебник по народной и нетрадиционной медицине.

 ООО «Ариэль», 1993год.

6. Большая иллюстрированная энциклопедия.  Перевод с англ.

   А.Е. Домбаян., Е.Е Домбаян. Москва.  « Астрель», « АСТ». 2004 год.

7. Интернет – ресурс:

www.goodsmatrix.ru/internet-articles/66.html  

 avon21.narod.ru/zdorovie1.html

www.farosplus.ru/pitanie_bad/gazeta_15/sok_frukt.htm  

Исследовательская работа : «Определение химического состава  почвы на пришкольном участке»

Автор:Никонов Владимир 8 класс

План исследования:

-знакомство с теоретическим материалом  по теме;

-четкая постановка целей и задач;

-проведение лабораторных исследований отобранных проб почвы;

-обработка результатов;

- написание и оформление работы.

Цель исследования: определение химического состава  почвы на пришкольном участке.

Гипотеза:

Правильный подбор цветочных культур на пришкольном участке,  возможно осуществить только зная  особенности химического состава почвы

Объект исследования – почва  разных  точек  пришкольного участка

Предмет исследования –  кислотно-щелочной показатель почвы

Этапы исследования:

-теоретический

- лабораторный,

Задачи исследования:

-Изучить теоретический материал по теме исследования.

-Освоить методики проведения лабораторных исследований:

*определение рН почвы в водной вытяжке

*определение наличия ионов натрия

*определение содержания карбонат-, сульфат-, хлорид- ионов

-Освоить методику простейших статистических расчетов и оценить полученные результаты.

Методы исследования:

- научно – поисковый - поиск, изучение и анализ литературы по теме исследования;

- лабораторно-исследовательский  - определение химического состава проб почвы;

- математико – статистический- оценка полученных результатов

-аналитико-прогностический-  анализ полученных результатов, подготовка выводов и предложений.

Практическая значимость проекта: 

Подготовка предложений  для улучшения почвы пришкольного участка  и  правильного подбора   цветочных культур .

Сроки исследования: 2010- 2011 гг.

Этапы исследования:

Подготовительный этап – сентябрь 2010г. - изучение литературы по проблеме

Проектировочный этап – сентябрь-октябрь 2010г.-отбор  методов определения  кислотности почв, ионов натрия, сульфат - ионов, хлорид – ионов.

Практический этап – октябрь-декабрь 2010г. -отбор проб почвы, анализ почвы по различным показателям.

Обобщающий этап – декабрь 2010г. – март 2011г.

Обработка материалов исследования, обобщение его результатов, выступление по итогам исследовательской работы на школьной научной конференции с целью обсуждения полученных результатов и внедрения их на практике.  

Актуальность.

Наша школа – новостройка,  пристроено новое, современное здание учебного корпуса, реконструируется  и старое здание школы.

 В период строительства  старый пришкольный участок претерпел изменения  - появились новые зоны, на которые завезена новая почва. Пришкольный участок еще не облагорожен, а работа по его благоустройству должна, по  нашему мнению, вестись для достижения не только эстетических,  но и практических целей.

 Пришкольный участок- это экспериментальная и исследовательская площадка, где можно вести фенологические и экологические  наблюдения и с помощью химических методик проводить различные исследования. Это место отдыха и игр, это просто райский уголок за стенами каменного здания, где ребята могут насладиться свежим воздухом  и красотой цветочных клумб и деревьев. Кроме того, мы убеждены, что проведение разноплановых работ на пришкольном участке способствует развитию  у школьников необходимых  компетенций, которые помогут нам найти свое место в жизни после школы. Значит, благоустройство, и озеленение пришкольного участка играет важную санитарно-гигиеническую, эстетическую  и учебно-воспитательную роль.

Идея заключается в создании на пришкольной территории ухоженного , с правильно подобранным видовым составом цветочных растений участка,  с последующим использованием данной территории для учебной, опытнической, исследовательской и экологической деятельности. А для того, чтобы правильно  подобрать цветочные культуры для оформления пришкольного участка,  необходимо знать  особенности химического состава почвы  различных точек пришкольного участка. Это и явилось проблемой, которую мы решаем в ходе данного исследования.

Для  достижения поставленной цели автором изучены различные методики  изучения химического состава  почвы, представленные в научно- методической литературе, а так же  в сети Интернет.

Кислотность почв

Кислотность почв – одно из важнейших свойств почвы, обусловленное наличием водородных ионов в почвенном растворе, а также обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе.

Реакция почвы определяется наличием и соотношением в почвенном растворе водородных (Н+) и гидроксильных (ОН-) ионов.

В дистиллированной воде концентрация  ионов водорода и гидроксила, образующихся при слабой диссоциации, равна и ее реакция нейтральна. Когда концентрация ионов выше, чем концентрация гидроксильных ионов, раствор приобретает  кислую реакцию, при обратном соотношении – щелочную. Реакция почвенного раствора характеризуется рН – показателем концентрации водородных ионов, представляющим собой отрицательный логарифм активности водородных ионов в растворе рН - lg[H+]

 (при рН=7 реакция нейтральная, при рН < 7 – кислая, при рН > 7 – щелочная). 

Зависимость между концентрацией ионов водорода, величина рН и реакцией растворов.

   (Н)  

моль/л

        Увеличение кислотности        Увеличение щелочности

рН

0       1        2       3       4       5        6       7       8       9      10     11     12      13     14

Сильнокислая        Слабокислая                Слабощелочная            Сильнощелочная

                                                                         Нейтральная

Из схемы видно, что чем меньше рН, тем больше концентрация ионов Н+, т. е. выше кислотность среды; и наоборот, чем больше рН, тем меньше концентрация ионов Н+, т. е. выше щелочность среды.

рН 7 – нейтральная (Н)=(ОН)

рН<7 – кислая (Н)>(ОН)        рН = log (Н+)

рН >7 – щелочная (ОН) >(Н)

Реакция почвы зависит от многих факторов и, прежде всего, от химического состава, состава обменно-поглощенных катионов, наличия солей, органических и минеральных кислот, жизнедеятельности организмов.

В зависимости от реакции почвенного раствора различают строго определенные уровни кислотности и щелочности.

Уровни кислотности почв ( по Кауричеву)

Кислотность почвы, одно из важнейших свойств многих почв, обусловленное наличием водородных ионов в почвенном растворе, а также обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе. Повышенная кислотность почвы отрицательно влияет на развитие растений и многих полезных микроорганизмов. Степень кислотности почвы необходимо учитывать при выборе минеральных удобрений, подготовке их перед внесением в почву. 

Знание кислотности почвы имеет огромное практическое значение. Многие культуры лучше всего развиваются на почве слабокислой или близкой нейтральной.

Для определения кислотности почвы существует множество способов:

1.По внешним признакам.

 Если в канавах и ямках вода стоит ржаво-окрашенная, с радужной пленкой на поверхности и темно-желтым рыхлым осадком, знайте — на участке сильнокислая почва. Оттенок у нее, как правило, белесый. Белесая, похожая на золу, прослойка почвы на небольшой глубине также свидетельствует о кислой среде.

2. По видовому составу растений-аборигенов.

Растущие на целине растения очень помогают в определении кислотности. Прежде чем убирать сорняки со своего участка, приглядитесь к ним, с их помощью можно определить кислотность почвы.

 Кислыми чаще всего бывают пойменные земли с высокой влажностью. Здесь в большом количестве растут типичные растения кислых почв: василек луговой, вереск, вероника дубравная, горец почечуйный, душистый колосок, иван-да-марья, лапчатка, лютик ползучий, маргаритка, мята, осока, пикульник,  подорожник большой, торица, фиалка трехцветная, хвощ полевой, щавель конский.

На слабокислых почвах чаще других растений встречаются вьюнок полевой, горец птичий, клевер, люцерна, мать-и-мачеха, осот, мокрица,  пырей, репейник, ромашка пахучая, шиповник. Обилие крапивы, красного клевера, лебеды указывает на то, что почва имеет нейтральную реакцию. На участке много крапивы - это хороший признак. Корни крапивы благотворно действуют на окружающую почву, способствуя накоплению тонкого темного гумуса. Обилие горчицы полевой, гусиной лапки, донника, молочая, ромашки, смолевки, чертополоха свидетельствует о бедной гумусом уплотненной почве.

На щелочной почве растут: вьюнок полевой, мак.

Определение рH почвы

Для определения кислотно-щелочного показателя почвы существует несколько методик:

1.Определение рH почвы с помощью метода В.М. Клычникова.

30 г предварительно подсушенной садовой земли помещают в бутылку с узким горлышком и заливают 50 г кипяченой воды комнатной температуры. Затем отвешивают 7 г измельченного мела, который завертывают в кусочек бумаги 6х6 см и опускают в бутылку. На ее горлышко надевают резиновый напальчник, скатанный в плотный валик. Освобожденная от пальцев руки резинка распрямляется, но остается сплюснутой. В таком виде сосуд обертывают полотенцем (чтобы не нагревался от руки) и в течение 5 минут энергично взбалтывают. Если исследуемый грунт кислый, то в результате взаимодействия кислоты с мелом в сосуде будет выделяться углекислый газ, и давление внутри него начнется повышаться. Это приведет к тому, что резинка выпрямится. Если грунт не был кислым, то углекислый газ внутри сосуда не образуется, и резинка останется сплюснутой.

Степень кислотности описанным способом определяют по состоянию резинки: если осталась сплюснутой - реакция почвенного раствора нейтральная (рН около 7), распрямилась наполовину - реакция среднекислая (рН 4,5-6), а распрямилась полностью - кислая (рН ниже 4,5).

2.Использование лакмусовой бумажки.

Существует несколько видов или наборов лакмусовой бумаги для определения кислотности.

Индикаторная бумага (ТУ 16-09-1181-71), либо универсальный набор лакмусовой бумаги. Фильтрованные полоски из набора имеют светло-оранжевый цвет, они пропитаны смесью индикаторов, которые, в зависимости от количества рН, принимают различные оттенки.

К этому набору полосок прилагается таблица, где каждому из 10 обозначенных цветов соответствует определенная величина рН. Это довольно точное измерение кислотности — до 1 единицы рН.

Более точный анализ можно получить при помощи индикаторной бумаги «Рифан» — это фильтрованные полоски длиной 8 см и шириной 1 см, поперек каждой полоски нанесен слой определенной окраски. Каждый оттенок указывает конкретную величину рН с малым интервалом: 5,8; 6,2; 6,6; 7,0; 7,4 и т. д. К этому набору индикаторных бумажек также прилагается цветная шкала, указывающая цифровое значение рН.

Кроме того, такой анализ проводится с помощью кислотно-щелочных двухцветных индикаторных бумаг: нейтральной лакмусовой (красный цвет— до рН 5; синий — более 8), красной лакмусовой (вариация цветовых оттенков от красного до синего) и синей лакмусовой (вариации цветовых оттенков от красного до синего).

Для применения всех этих методов с использованием лакмусовой бумаги необходимо изъять почву для анализа. Затем в стеклянную или пластмассовую посуду наливается вода, почву кладут в чистый, плотный клочок ткани, который крепко завязывается. Далее мешочек с землей помещается в воду. На 1 часть почвы берется 4-5 частей воды. Через несколько минут в почвенный раствор опускается на 2-3 секунды индикаторная бумага. Сразу же после этого проявившийся на бумаге цвет сверяется со шкалой, и в результате вы получаете значение рН почвенного раствора.

Определение степени засоленности почвы

Избыток растворенных в почве солей снижает ее плодородие, Засоленность определяется хлоридами натрия, магния, кальция, карбонатом и сульфатом натрия.

Карбонаты определяются  с помощью реакции нейтрализации, для чего к пробе почвы приливают несколько капель  10% раствора  HCl и наблюдают за степенью проявления реакции. Если почва содержит карбонат-ион, то под действием кислоты начнется выделение углекислого газа . Почва как бы «вскипает». Почвы, вскипающие от 10%-й соляной кислоты, относят к карбонатным. Интенсивность «вскипания» (бурное, среднее, слабое), дает предварительную количественную оценку содержания карбонат-ионов в почве.

Определение наличия хлоридов в почве. Отлить в пробирку 5мл почвенной вытяжки, добавить несколько капель 10%-й азотной кислоты. По каплям добавить раствор нитрата серебра. Если хлориды присутствуют, то образуется хлопьевидный  белый осадок хлорида серебра. В этом случае  образец содержит десятые доли процента хлорид - ионов. Если раствор только мутнеет, т.е. теряет прозрачность, то в почве содержатся сотые и тысячные доли процента хлорид – ионов.

Обнаружение сульфатов в почве. К 5мл почвенной вытяжки прилить несколько капель концентрированной соляной кислоты и 3 мл хлорида бария. Если почва содержит сульфат – ион, то появляется белый  тонко дисперсный осадок сульфата бария. О концентрации его в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной  смеси (густой осадок, мутный или почти прозрачный раствор).

Обнаружение солей натрия. Ионы натрия обнаруживают по ярко-желтой окраске пламени. Для этой цели используют нихромовую проволоку. Ее прокаливают в пламени спиртовки докрасна, затем вносят в исследуемый раствор, а после -  в пламя спиртовки (во внешнюю его часть) и отмечают цвет пламени.

Практическая ( исследовательская) часть работы.

Так как на пришкольный участок завезена новая почва, определить ее кислотность визуально, на основе исследования видового состава растений-аборигенов, не представляется возможным, поэтому мы прибегли к химическому  исследованию.

Анализ изученных методик позволил выбрать для исследования наиболее приемлемые для проведения лабораторных исследований в условиях школьного кабинета химии.

Исследование кислотности почвы

Оборудование и реактивы: пробирки, фильтровальная бумага, воронка, дистиллированная вода, универсальный индикатор, образцы почвы( 10 проб)

Ход работы

Для исследования нами была произведена выемка почвы из 10 зон пришкольного участка

На каждой из зон пришкольного участка мы  копали ямку глубиной до 30 см. Именно на такой глубине расположены всасывающие корешки большинства растений. С вертикальной стенки ямы в трех-четырех местах взяли  по 15-20 г почвы, тщательно перемешали ее. Почву поместили в пробирку. Прилили дистиллированную воду, тщательно встряхнули в течение 1-2 минут. Профильтровали полученную смесь почвы и воды. Собранный в пробирке фильтрат представляет собой почвенную вытяжку

( почвенный раствор). Взяли универсальный индикатор, нанесли на него стеклянной палочкой почвенный раствор. Определили по окраске универсального индикатора рН почвенного раствора каждой из 10 проб  и нанесли полученные данные на план участка.

Выводы: на разных  точках ( зонах) пришкольного участка почва в основном слабокислая и кислая.( рН колеблется от 5,0 до  5,5)

Размещение зон пришкольного участка и   рН почвенного раствора на  каждом из них представлены в   плавне пришкольного участка(приложение 1 )

Исследование  солевого состава почвы

Оборудование и реактивы:  штатив, спиртовка, мерный цилиндр, пипетка , пробирки, воронка, фильтровальная бумага, нихромовая проволока; соляная кислота (10%), соляная кислота ( конц.), растворы азотной кислоты (10%), хлорида бария (20%), нитрата серебра (2%), дистиллированная вода.

Ход исследования.

1.Обнаружение карбонатов в почве. К каждой  пробе почвы добавили  несколько капель  10%-й соляной кислоты и наблюдали за реакцией, данные занесли в таблицу

( приложение2)

2. Определение наличия хлоридов в почве. Отлили в пробирку 5мл почвенной вытяжки, добавили несколько капель 10%-й азотной кислоты. По каплям добавили раствор нитрата серебра и  наблюдали за  изменением прозрачности. Хлопьевидный осадок ни в одной из проб не выпал. Данные  исследования занесли в таблицу( приложение2)

3. Обнаружение сульфатов в почве. К 5мл почвенной вытяжки каждой из 10 проб  прилили несколько капель концентрированной соляной кислоты и по 3 капли  хлорида бария. О концентрации сульфат-иона  в почвенной вытяжке  судили по степени прозрачности полученной  смеси , так как осадок ни в одной из проб не  образовался. Полученные данные занесли в сводную таблицу ( приложение2)

4.Обнаружение солей натрия.  Нихромовую проволоку прокалили  в пламени спиртовки докрасна, затем вносят в исследуемый раствор ( в каждую из 10  пробных  почвенных вытяжек), а после -  в пламя спиртовки (во внешнюю его часть) и отмечали  цвет пламени.

Данные  наблюдения  внесли в сводную таблицу ( приложение 2)

Выводы:

1.Образцы почв под №  4, 5,6, 7, 10– карбонатные, № 1,2,3, 8,9 – некарбонатные.

2. Незначительные количества  ионов хлора содержатся в образцах № 1, 2, 3, 5, 7, 8.

3. Сульфат – ионы содержатся в образцах № 4, 5, 7.

4. Ионы натрия – в образцах №1, 2, 6.

Общие выводы и предложения  по  результатам проведенного исследования:

1. Почвы различных зон пришкольного участка в основном кислые и слабокислые

Повышенная кислотность почвенного раствора и содержание солей в пробах    почвы ухудшает рост корней, отрицательно действуя на физикохимическое состояние плазмы клеток корня и их проницаемость. Это приводит к ухудшению использования растениями питательных веществ  почвы , снижению их устойчивости, выносливости и конкурентной способности ко всему комплексу вредных организмов, особенно почвенных.
Кислая реакция почвенного раствора ухудшает углеводный и белковый обмен в растениях, ослабляя синтез белка. Количество небелковых форм азота возрастает. Подавляется процесс превращения моносахаров в другие, более сложные органические соединения. Обмен веществ  сдвигается в благоприятную сторону для фитопатогенов грибной природы, поэтому на кислых почвах растения чаще всего страдают от грибов-паразитов.

В кислых почвах (pH 4.0-5.5) железо, аллюминий и марганец находятся в формах доступных растениям, а их концентрация достигает токсического уровня. При этом затруднено поступление в растения фосфора, калия, серы, кальция, магния, молибдена. На кислой почве может наблюдаться повышенный выпад растений без внешних причин - вымочка, гибель от мороза, развитие болезней и вредителей.
На кислых почвах растения плохо усваивают питательные вещества, недостаточно развивается корневая система растения, накапливаются вредные для растений вещества, не формируются полезные почвенные микроорганизмы, способствующие повышению и поддержанию плодородия почвы, элементы питания на таких почвах переходят в недоступные для растений формы.

Единственный прием устранения избыточной кислотности почвы — известкование. Оно резко смещает биологические процессы в сторону, благоприятную для роста растений. Активизация микробной деятельности улучшает агрофизические и агрохимические свойства почвы. Труднодоступные формы элементов питания переходят в легкоусвояемые соединения. Вносимые фосфорно-калийные удобрения закрепляются в корнеобитаемом слое почвы, не вымываются из нее весной и осенью, оставаясь доступными для растений.

В наших условиях хорошим способом  устранения избыточной кислотности является внесение в почву древесной золы, которая в больших количествах накапливается в домах с печным отоплением, каких в нашем поселке больше половины.  Поэтому  на школьной конференции нами внесено предложение о сборе древесной золы для улучшения почвы пришкольного участка. Из  химических удобрений предпочтительнее использовать удобрения, снижающие рН почвы, то есть удобрения, содержащие аммоний и мочевину.

В целом, почва пришкольного участка пригодная для выращивания на ней цветочных культур, но нуждается в дополнительном поливе, рыхлении, прополке сорняков, регулярном внесении минеральных удобрений для улучшения ее химического состава. Мы  рекомендуем  для посадки цветочные культуры, которые нетребовательны к качеству почвы, ее плодородию, кислотности и предлагаем следующие виды клумбовых растений: • многолетники: флоксы, ирисы, папоротники, аквилегия, пионы, рудбекия, очиток; • однолетники: бурачок, цинния, астра, бальзамин, тагетесы, львиный зев, петунии, кохия, космея, сальвия, агератум, георгина, вербена, календула.

 Список используемой литературы

1.Белин В.Ф. Ваш огород (маленькая энциклопедия). – М.; Большая российская энциклопедия, 1998.

2.Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека.– М.; Дрофа, 2004.

3.Сударкина А.А. Химия в сельском хозяйстве.– М.; Просвещение, 1995.

4.Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты // Химия в школе.– 2000.– № 5- с.35.

5.Лыгин С.А. К рассмотрению проблемы кислотных дождей // Химия в школе.–2003.– № 6.– с.35.

Интернет-ресурсы

1. http--www.ourelland.ru

2. http--www.newtechagro.ru

3.. http://www.wikipedia.ru

4.http://www.albit.ru

5..vebsadovod.ru

Исследовательская работа :  « Соотношение  качества и цены мыла»

Автор: Наумов Владислав. Ученик 10 класса

Цель работы:  изучить свойства  разных сортов мыла, сравнить  соответствие цены и качества  мыла

Задачи:

- изучить историю использования моющих средств;

-провести эксперименты по определению рН, состава, поверхностного натяжения    растворов разных сортов мыла;

- выработать практические советы по использованию мыла;

-  провести социологический опрос;

     Методы работы:

- подбор и изучение научной и популярной литературы;

- сравнение и обобщение полученного материала;

- экспериментальное изучение рН  и химического состава растворов

        разных сортов  мыла;

 - работа в Power Point при создании презентации

1. Теоретическая часть

История создания  мыла

Гигиена должна сделать развитие

человека совершенным,

упадок менее быстрым,

жизнь более долгой,

смерть более отдаленной

                                                                                                М. Петтенкофер

        Узнать историю применения химии в быту нам помогают исследования археологов.

   Авторами и создателями рецептов первых бытовых химических средств были в большинстве случаев безвестные изобретатели. Кто-то из них первым окрасил ткань пурпуром, нашел цветную глину или минерал и выполнил первый рисунок, кто-то изобрел свечу….   Нередко эти первые открытия терялись, исчезали со смертью автора, но могли и передаваться по наследству, либо их повторяли другие.

   Самым первым гигиеническим средством человечества была вода, которая использовалась также для изготовления глиняной посуды и лекарств.

   Первые сведения об использовании химических веществ в быту дошли до нас из каменного века. Особенно заметным стало их применение в век неолита, когда человек начал заниматься земледелием, скотоводством, обрабатывать шкуры, плести корзины и циновки, лепить и обжигать глиняную посуду, изготовлял каменные и костяные орудия, а также украшения из камня, раковин, дерева. Постепенно появлялись культовые обряды, позднее возник культ косметики и гигиены тела.

   На протяжении 7-10 тысячелетий, начиная с неолита, человек использовал в быту природные вещества органического происхождения: животные жиры, камеди, воски и минеральные природные вещества: пигменты, мел, речной и морской песок, поваренную соль, глину. Затем к ним прибавились битумы, различные смолы, бальзамы, белковые вещества, эфирные масла, а из природных минеральных веществ – сода.

   До VI века до нашей эры для стирки использовали песок, глину, яичные желтки, золу, бычью желчь, разложившуюся мочу, а также корни растения «мыльный корень» (семейство Гвоздичные). Высушенный и измельченный, корень этого растения обладал способностью мылиться в воде благодаря наличию в нем до 10% сапонинов – моющих веществ природного происхождения. На Антильских островах и в наше время используют для стирки кору белого орехового дерева.

   В VI веке до нашей эры финикийцы и галлы научились варить из козьего жира и древесной золы мыло – один из важнейших искусственных химических продуктов, революционизировавших быт.

   Египетские археологи после раскопок в дельте Нила пришли к выводу, что производство мыла было налажено несколько тысяч лет назад. Местом его зарождения были древние культурные центры, расположенные по берегам Средиземного моря.

Приблизительно около 600 г. до нашей эры финикийцы, совершенствуя это ремесло, передали его секрет на юг Франции, а затем в Германию, Испанию и Италию.

   К 130-200 г. нашей эры относятся высказывания Галена о ценности мыла в качестве очищающего средства. О профессии мыловара (сапонариуса) впервые упоминает, примерно в 385 г., Теодор Присцианус.  Приблизительно в 800 г. производством мыла заинтересовались алхимики.

 Расцвет мыловарения в Европе пришелся на итальянские города Марсель и Савону. Этому способствовало обилие оливкового масла и золы от морских водорослей Средиземного моря.

   В Англии первое упоминание о мыле относится к 1000г. В 1192г. Ричард Девайзес, монах из Винчестера, неодобрительно высказывался о неприятных запахах, распространяемых мыловарами.

   Любящий роскошь, французский король Людовик XIV лично интересовался производством туалетного мыла, и «выписал» из Генуи специалистов по мыловарению. Во Франции возникла новая, оказавшаяся скоро под защитой французского государства, промышленность, которой предписывалось работать только с душистыми маслами из Прованса. Начиная с XVII века, история производства мыла определяется политикой обложения налогами и монополизацией. Так, Людовик XIV предоставил некоему Пьеру Рига монополию на производство мыла на 20 лет (правда, революция 1793г. ее отменила).

   Основной проблемой мыловарения в Европе был недостаток соды, которую в основном получали из золы морских водорослей.

   В 1787г. Николас Леблан предложил новый способ получения соды из соли, который стал фундаментом развития мыльной индустрии.

   С развитием письменности появились и советы по применению химических средств, и даже первые государственные законы в этой области. Одни из самых ранних письменных упоминаний об использовании химических средств в быту относятся к временам Древней Греции и Вавилона и касаются соды, которую там находили в больших количествах в виде естественных отложений. Рецепты получения мыла содержались в древних египетских папирусах, в шумерской аптечной таблице, составленной в 2200г. до н. э., приведен рецепт лечения мылом, а в V веке до н. э. египетская царица Клеопатра собственноручно начертала на папирусе советы по уходу за телом.

  До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком. Египтяне умывались смешанной с водой пастой на основе пчелиного воска. В Древнем Риме при мытье пользовались мелко истолченным мелом, пемзой, золой. Видимо, римлян не смущало, что при таких омовениях вместе с грязью можно было «соскоблить» и часть самой кожи. Заслуга в изобретении мыла принадлежит, вероятно, галльским племенам. По свидетельству Плиния Старшего, из сала и золы букового дерева галлы делали мазь, которую применяли для окрашивания волос и лечения кожных заболеваний. А во II веке ее стали использовать в качестве моющего средства.

Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. При этом образуются мыло (соли жирных кислот) и глицерин. Глицерин и загрязнения из реакционной массы осаждают добавлением в раствор поваренной соли. В мыльной массе образуются два слоя – ядро (чистое мыло) и подмыленный щёлок. Мыло отделяют, охлаждают, сушат и фасуют.

  Долгое время сырьем для мыловарен служили лишь отходы от переработки животных жиров. В 1843г. в Германии изготовили мыло из высококачественного белого сала с добавлением нового компонента – кокосового масла. Поначалу оно плохо раскупалось, так как не имело привычного для того времени отталкивающего запаха прогорклого жира, а значит, по мнению покупателей, было некачественным. Позднее новый продукт получил заслуженное признание, и с тех пор классическую основу туалетного мыла составляют натриевые соли жирных кислот кокосового масла и говяжьего жира в соотношении 1:4.

                                 Химия мыла

 Мыла получаются при гидролизе жиров в присутствии щелочей - реакция этерификации

СН2 – О – СО – С 17Н 35                            СН 2ОН

  |                                                                            |

СН – О – СО – С 17Н 35 + 3 NaOH →                 СНОН       +        3С17Н35 СООNа

  |                                                                                                        стеарат Nа (мыло)

СН2 – О – СО –  С 17Н35                                       |

триглицерид стеариновой                     CН 2ОН

кислоты (тристеарин)                        глицерин          

Отсюда реакция, обратная этерификации получила название реакции омыления.

  Омыление жиров может протекать и в присутствии серной кислоты (кислотное омыление). При этом получаются глицерин и высшие карбоновые кислоты. Последние действием щелочи или соды переводят в мыла.

  Исходным сырьем для получения мыла служат растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), животные жиры, а также гидроксид натрия или кальцинированная сода. Растительные масла предварительно подвергаются гидрогенизации, т. е. их превращают в твердые жиры. Применяются также заменители жиров – синтетические карбоновые жирные кислоты с большой Mr.

  Производство мыла требует больших количеств сырья, поэтому поставлена задача получения мыла из непищевых продуктов. Необходимые для производства мыла

карбоновые кислоты получают окислением парафина. Нейтрализацией кислот, содержащих от 10 до 16 углеродных атомов в молекуле, получают туалетное мыло, а из кислот, содержащих от 17 до 21 атома углерода, - хозяйственное мыло и мыло для технических целей. Как синтетическое мыло, так и мыло, получаемое из жиров, плохо моет в жесткой воде. При стирке белья жесткая вода ухудшает качество тканей и  требует повышенной затраты мыла, которое расходуется на связывание катионов Са и Мg:

2С17Н 35СОО - + Са2+ =(С 17Н 35СОО)2Са↓

2С17Н 35СОО - + Мg2+ = (С 17Н 35СОО)2Мg↓

и пена образуется лишь после полного осаждения этих катионов. Правда, некоторые синтетические моющие средства хорошо моют и в жесткой воде, т. к. их кальциевые и магниевые соли легко растворяются. Поэтому наряду с мылом из синтетических кислот производят моющие средства из других видов сырья, например из алкилсульфатов – солей сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты.

  Эти соли содержат в молекуле от 12 до 14 углеродных атомов и обладают очень хорошими моющими свойствами. Кальциевые и магниевые соли растворимы в воде, а потому такие мыла моют и в жесткой воде. Алкилсульфаты содержатся во многих стиральных порошках.  

  Синтетические моющие средства высвобождают сотни тысяч тонн пищевого сырья – растительных масел и жиров.  Моющее действие мыла связано с особенностями строения солей жирных кислот. Их молекулы состоят из двух частей, обладающих различным сродством к воде, - гидрофильной (карбоксильная группа и ион металла) и гидрофобной (углеводородный радикал). При мытье гидрофильные части молекул мыла обращаются в сторону воды, а гидрофобные (неполярные) углеводородные «хвосты» погружаются в жировые капельки. Благодаря такой «двуликости» мыльный раствор хорошо смачивает поверхности с гидрофобными загрязнениями. При этом между поверхностью кожи и загрязнениями образуется мыльная пленка, которая появляется силу сцепления загрязнений с кожей и облегчает их переход в моющий раствор. Таким образом, мыло ведет себя как поверхностно-активное вещество (ПАВ). Поскольку соли жирных кислот образуют в растворе поверхностно-активные анионы RCOO¯, эти соединения относятся к анионным ПАВ.

   Многие свойства мыла, например твердость, растворимость в воде, пенообразование, моющая способность, зависят от его жирового состава. Так, входящая в состав свиного и говяжьего сала пальмитиновая кислота придает мылу твердость и хорошие пенообразующие качества, а олеиновая кислота – растворимость в холодной воде и моющую способность. Стеариновая кислота усиливает моющее действие мыла в горячей воде. Благодаря лауриновой кислоте, содержащейся в кокосовом масле, мыло лучше растворяется в холодной воде, увеличивается его моющая способность и уменьшается

набухание; но эта кислота может вызвать раздражение кожи. А вот из-за линолевой кислоты (компонента свиного сала) мыло приобретает неприятный запах и становится непригодным к длительному хранению. Поэтому содержание свиного сала в жировых смесях, используемых для варки мыла, как правило, невелико.

   Помимо жировой основы в состав мыла вводят также различные добавки. Это наполнители (оксид титана или цинка), парфюмерные отдушки, красители, увлажняющие компоненты (глицерин, касторовое масло, воски животного происхождения – ланолин и спермацет). Бактерицидные и дезодорирующие мыла содержат антисептические вещества, например триклозан (2- гидрокси – 2´, 4, 4´ - трихлордифениловый эфир).

   В последние годы появилось огромное количество других косметических моющих средств. Это и жидкое мыло, и шампунь, и гель для душа, и пена для ванн.

Простейшее хозяйственное мыло – это натриевая соль стеариновой кислоты        

  C 17H 35COO¯ + H+   =   C 17H 35COOH↓,

продуктом, которой является слабая стеариновая кислота – твердое вещество, не растворимое в воде и не способное образовывать мыльную пену. Подобный результат говорит о том, что раствор мыла имеет щелочную реакцию среды: недаром он щиплет глаза. Кстати, это главный его недостаток. Человеческая кожа содержит кислоты, и нейтрализация их мылом может привести к ее огрублению и даже растрескиванию. Наиболее качественные мыла и моющие средства не содержат оснований.

Если попытаться дать определение, то мытьем можно назвать очистку загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ.

Поэтому хорошая моющая система должна выполнять двойную функцию: удалять загрязнение с очищающей поверхности и переводить его в водный раствор. Эффективность действия моющих средств зависит от ряда факторов, а именно от способности:

переносить грязевые частицы;

дробить загрязнения и равномерно распределять их в объеме моющей среды;

смачивать тела (способствовать проникновению моющей среды между частицами загрязнителя и загрязненного тела).

2.Экспериментальная ( исследовательская) часть

Опыт№1 «Доказательство присутствия в составе мыла стеариновой и олеиновой кислот».

Растворив в стакане воды кусочек мыла, получаем мутноватый раствор, что свидетельствует о том, что раствор этот коллоидный. Молекулы веществ, составляющих мыло, собраны в агрегаты, микроскопические капельки. Добавим к такому раствору уксусную эссенцию, жидкость еще больше помутнеет, и через некоторое время из нее начнет всплывать белый маслянистый слой. Раствор при этом станет более светлым. Еще быстрее этот процесс пройдет, если взять серную кислоту. Кислота вытеснит из стеарата натрия, который составляет главную часть мыла, свободную стеариновую кислоту

С17 Н35 СООН. Эта кислота и образует сначала белый коллоидный раствор, затем коагулирует в более крупные капельки, которые затем отслаиваются в виде масла. Помимо стеариновой кислоты, в мыле присутствует олеиновая, интересная тем, что в ее длиной цепи содержится двойная связь СН3 (СН)7СН=СН(СН) 7СООН. Доказать присутствие двойной связи можно, взболтав в пробирке с выделенными из мыла кислотами несколько капель бромной воды. Бромная вода обесцветится, поскольку бром присоединяется по двойной связи.

Опыт№2 «Определение рН раствора мыла».

Водородный показатель (рН) -  это отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода.

                        рН - lg[H+]

Зависимость между концентрацией ионов водорода, величина рН и реакцией растворов.

   (Н)  

моль/л

        Увеличение кислотности        Увеличение щелочности

рН

0       1        2       3       4       5        6       7       8       9      10     11     12      13     14

Сильнокислая        Слабокислая                Слабощелочная        Сильнощелочная

Из схемы видно, что чем меньше рН, тем больше концентрация ионов Н+, т. е. выше кислотность среды; и

                                                                      Нейтральная

наоборот, чем больше рН, тем меньше концентрация ионов Н+, т. е. выше щелочность среды.

рН 7 – нейтральная (Н)=(ОН)

рН<7 – кислая (Н)>(ОН)        рН = log (Н+)

рН >7 – щелочная (ОН) >(Н)

Ход опыта:

Поместили в химические стаканы несколько стружек различных сортов мыла. С помощью универсальной индикаторной бумаги определили рН полученных растворов.

Равное количество растворов поместили в пробирки, несколько раз сильно встряхнули содержимое, измерили высоту образовавшейся пены.

Результаты опыта оформили в таблицу:

Стеариновая и олеиновая кислоты очень слабые; поэтому, попадая в воду, натриевые соли этих кислот частично гидролизуются с образованием свободной кислоты и едкого натра. Именно это является причиной того, что растворы мыла имеют щелочную реакцию.

Вывод: как показывают результаты проведенного опыта, и дорогое по цене мыло ( « Duru»-38 руб, и менее дорогое  («Фрутамин»-14,50 руб.) одинаковы по содержанию щелочи.

То есть соотношение  цена/ качество  имеет обратную зависимость. Так стоит ли переплачивать?

ОПЫТ №3  «Способность мыла эмульгировать жиры».  

 Ход опыта:

Помещают каплю масла в пробирку и энергично встряхивают. Большая капля дробится на мелкие, образующие мутную жидкость – эмульсию. Эта эмульсия неустойчивая, уже через несколько минут капельки масла начинают сливаться в более крупные. К полученной эмульсии добавляют раствор мыла, при этом можно наблюдать способность мыла эмульгировать жиры. Эмульгационную способность          

Итог:

-Лучше всего способны эмульгировать жиры мыла: Safeguard, Fa, Duru, Дегтярное мыло и д. р.

-Хуже всего эмульгировали жиры жидкие мыла: Детское, Чистая линия и Bio. 

В настоящее время жизнь человека нельзя себе представить без современных средств гигиены. Может быть, мыло и теряет первенство в применении, его вытесняют гели, шампуни, различные средства для умывания, но до полного вытеснения его из нашей жизни далеко. Небольшой социологический опрос, проведенный нами, показал, что большинство респондентов используют мыло для умывания, мытья рук. При покупке мыла мало кто обращает внимание на его состав, скорее привлекает цена и запах.

Но оказывается  мыло – это вещество, которое может применяться не только в гигиенических целях, мыльные растворы, пленки помогают ученым находить ответы и на другие важные вопросы.

Причину многоцветных мыльных пузырей объяснил еще Исаак Ньютон в начале 18 века: дело в интерференции света, отраженного от верхней и нижней границ тончайшей пленки мыльного раствора.  Так как белый свет состоит из смеси волн разной длины, при интерференции одни его компоненты усиливаются, другие ослабевают, и в результате мыльная пленка покрывается разводами, форма и цвет которых зависят от толщины пленки в данном месте. Вода из пленки постоянно стекает под действием силы тяжести вниз, испаряется; при этом в стенке мыльного пузыря возникают турбулентные течения. Сейчас ряд физических лабораторий в Индии, США, Китае изучают турбулентные течения в мыльных пленках, моделируя в них процессы, идущие в атмосфере Земли, -

например, образование циклонов. В сопоставлении с размерами земного шара атмосфера Земли настолько тонка, что её вполне можно сравнить со стенкой мыльного пузыря. Такие исследования позволят повысить точность метеопрогнозов.  

ВЫВОДЫ:

1. Мыло было  известно человеку до новой эры летоисчисления. Самое раннее         письменное упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского         писателя и ученого Плиния Старшего (23-79гг). В трактате «Естественной истории»         Плиний писал о способах приготовления мыла омылением жиров.

2. Мыла представляют собой соли (натриевые или калиевые) высших карбоновых         кислот, главным образом пальмитиновой, стеариновой и олеиновой.

3. Хорошие сорта туалетного мыла содержат до 50% мыла, полученного из         кокосового или пальмового масла.

4. Важным критерием качества мыла является наличие в его растворе свободной         щелочи. Чем ее меньше, тем лучше – ведь щелочь небезвредна и для кожи человека         и для тканей, особенно шерсти и шелка.

        5. На упаковке мыла обязательно  должен указываться рН раствора, который  дает                 мыло при растворении  в воде.                  

        6.Сравнивая полученные данные о свойствах мыла и его цену. приходим к выводу,

            что цену разных сортов мыла определяют не химические свойства мыла, которые             почти одинаковые. Большой разброс в цене мы объясняем наличием в составе мыла             различных добавок, изменяющих его цвет и запах.

                                     СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Журнал  «Наука и жизнь» № 6, 2000 г.

2.Н.М.Шахмаев «Физика – 10», М., «Просвещение»,2007г.

3.К.Н.Зеленин, В.П.Сергутина, О.В.Солод, «Сдаем экзамен по химии», ЭЛБИ-СПб, 2007г.

4.С.Ю.Игнатьев, Химия нетрадиционные уроки, Волгоград, изд. «Учитель», 2004.

5.В.Малышкина, Занимательная химии нескучный учебник», Тригон, Санкт-Петербург, 2008г.

СРЕДА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

1

1

желудочный сок (1.0-2.0)

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

слюна

(6.4-6.9)

кровь (7.4)

моча

(6.0)

отбеливатель (12.5)

1

лимонный сок (2.0)

Кока-кола

(3.0)

кофе (5.0)

шампунь

(5.5)

молоко (6.8)

морская вода (8.0)

мыло для рук

(9.0-10.0)

нашатырный спирт

(11.5)

томатный сок (4.0)

дистиллированная вода (7.0)