Разработка интегрированного урока Река Амур

Разработка урока по теме:
«Я к Амуру хожу не напиться,Я любуюсь могучей рекой»

Колесник Людмила Алексеевна,
учитель химии высшей категории КГБ ОУ ШИ №2
г. Хабаровска
Тип урока: интегрированный: география, химия
Класс: 10
Цель:
Развивать экологическую культуру школьников, формировать у учащихся бережное отношение к окружающей среде, любовь к природе и родному краю.
 Задачи:
Оценить экологическое состояние воды в реке Амур и значимость воды для жизни людей.
Выявить основные загрязнители воды в Амуре.
Отработать основные способы работы с различными источниками информации, учить умению применять их на практике.
Научить учащихся прогнозировать с помощью компьютерного моделирования.
Развивать навыки и умения самостоятельно и творчески мыслить.
Обобщить знания, полученные учащимися на уроках химии, биологии, географии, экологии.
Продолжать развивать познавательный интерес учащихся на основе использования межпредметных связей.
Оборудование:
Медиапроектор, презентация.
Лабораторное оборудование.
Карта «Хабаровский край» и Атлас рек края.
Материалы анализов воды городского водоканала, материалы годовых отчетов рыбинспекции, экологические проекты учащихся.
 
 Методы обучения:
Частично-поисковый, проблемный.
Оформление доски:
На экране цитата: «Нельзя допустить, чтобы люди направляли на свое собственное уничтожения те силы природы, которые они сумели открыть и покорить» (Фредерик Жолио Кюри).
На доске: Карта «Хабаровский край», фотографии, материалы газет и журналов.
На столе: экологические проекты об охране реки Амур, созданные учащимися, книги по данной тематике, атласы.
Ведущие: учителя биологии, географии, информатики, химии.
Ход урока
I. Постановка цели, объявление темы урока
Слайд 1
Учитель информатики:
Уважаемые участники симпозиума, мы рады приветствовать Вас на заседании, посвященном проблемам загрязнения воды реки Амур и влиянию воды на окружающую среду и здоровье человека.
В симпозиуме принимают участие экологи, ихтиологи, лаборанты водоканала, представители СЭС, аналитики, представители общественности.
Прежде чем мы начнем заседание, обратимся к некоторым фактам. Слово имеет представитель международной общественной природоохранной организации «Greenpeace».
II. Актуализация знаний
Слайды 2-13
Ученик показывает презентацию, озвучивает основные факты о воде и ее значении, проводит беседу по вопросам:
1. Какова молекулярная формула воды?
2. Физические состояния воды.
3. Физические свойства воды.
4. Какие виды вод есть на земном шаре?
5. Какие известны минеральные источники на Дальнем Востоке?
6. Основной объем воды сосредоточен в океанах. Каков химический состав океанической воды и ее значение в жизни планеты Земля?
III. Подготовка учащихся к работе на основном этапе (целеполагание и мотивация)
Учитель биологии:
Мы знаем, что наша планета Земля всего лишь бесконечно малая частица Вселенной, но только на ней, одной из всех обследованных человеком планет, есть жизнь. А раз так, то нам надо вдвойне стараться, чтобы природа нашего общего дома не только сохранилась, а становилась все изобильнее и краше. Ведь все, что мы едим, пьем, даровано природой. Вся наша маленькая и большая техника – от лопаты до космических ракет – из природных материалов. Сам человек – тоже часть природы, и всякое неблагополучие в природе угрожает его здоровью и жизни. Поэтому охрана окружающей среды стала одной из главнейших задач нашего времени. В эпоху научно- технической революции природа оказалась беззащитной перед человеком, зависимой от него. Перегораживаются реки, запускаются в космос ракеты, земную кору пронизывают глубочайшие скважины…
Вольно или невольно человек вмешивается в ход природных процессов, нарушая естественное равновесие. В результате гибнут реки, изменяется климат, исчезают растения и животные. Это бедствие называется экологическим кризисом. Слово «экология» означает «наука о жилище, местообитании». Ввел его в научный обиход выдающийся немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель в 1886 году. Он считал предметом изучения экологии – связь живых существ со средой. Экология призвана вырабатывать общую стратегию поведения человека в природе. А также она призвана искать пути к восстановлению пострадавших природных систем в измененном виде.
Учитель географии:
Жизнь на планете невозможна без воды. Вода – уникальное вещество на Земле. Вода – это жизнь. Потребность в питьевой воде жителя города составляет около 8 литров в сутки, а на все сферы жизнедеятельности человека ежедневно расходуется175 литров воды.
С развитием промышленности, ростом городов расход воды все увеличивается, одновременно усиливается загрязнение воды промышленными и бытовыми отходами. Это приводит к нарушению естественных процессов самоочищения водоемов, наносит ущерб их обитателям. Количество ежесуточно расходуемой человечеством пресной воды в настоящее время равняется годовой добыче полезных ископаемых. Основным источником водоснабжения в городе Хабаровске является река Амур.
Химический состав воды реки Амур отличен от вод России. В воде реки Амур насчитано более 300 химических соединений. Государственные стандарты контролируют 20 показателей. В формирование наиболее острых экологических проблем, особенно связанных с загрязнением реки Амур, значительнее, чем прежде, заметно влияние Китая, с его интенсивным экономическим развитием. Со стороны России по реке Амур проживает 5 млн. человек, а со стороны Китая – 80 млн. человек. Только недавно появились соглашения между Китаем и Россией по водоохранным мероприятиям по сохранению экосистемы Амура. В КНР очистных сооружений нет, в воде большой процент фенолов и бензолов, толуола, радиации. Наиболее актуальной для сотен тысяч жителей Хабаровского края является проблема загрязненности амурской воды, особенно в последние годы. Фенольное загрязнение Амура – одна из сегодняшних трагедий.
IV. Этап усвоения новых знаний
Учитель информатики:
В нашем заседании принимают участие представители разных исследовательских групп, которые расскажут о своей деятельности.
Слово о состоянии экосистемы реки Амур предоставляется экологу.
Эколог (из числа учащихся):
Река Амур – одна из крупнейших рек Северо-Восточной Азии. В общемировом рейтинге рек она занимает девятое место по протяженности – 4400 км и десятое место по площади бассейна – 1.85 млн.км. Пространство бассейна располагается на территории трех государств России – 53% площади, Китая и Монголии – 47%. В бассейне реки Амур проживает более 80 млн. человек, более 90% населения приходится на долю КНР. Амурский бассейн характеризуется высоким ландшафтным разнообразием: это дальневосточные прерии, кедрово-широколистные леса, альпийские луга и даурские степи. Амурский водноболотный комплекс является местом воспроизводства рыбных стад и важным миграционным коридором для миллионов птиц и признан одним из самых приоритетных пресноводных экорегионов планеты. В пределах бассейна обитает 2800 видов сосудистых растений, около 380 видов птиц, 23 вида амфибий и рептилий, более 70 видов млекопитающих, 108 видов рыб. Ученых беспокоит не только качество воды, но и состояние экосистемы Амура. И наша с вами задача сохранить экосистему Амура.
Ихтиолог (из числа учащихся):
По наблюдениям ихтиологов, в Амуре много нефтепродуктов, токсинов. Рыбу есть нельзя, на ней язвы, рыба имеет запах фенола. Амур сильно загрязнен, на поверхности воды видны масляные пленки. В воде много мусора. Воду, даже кипяченую, пить нельзя. Основой питания нанайцев, нивхов является рыба. Люди вынуждены обнюхивать улов, прежде чем нести его домой, чтобы не заболеть. В Амуре много хлора, который, взаимодействуя с фенолом, образует хлорфенол, гораздо, более токсичный и опасный для живых существ, чем исходные компоненты. Фенолы попадают в водоемы с промышленными стоками. Рыба, выловленная  в реке Амур, имеет специфический «аптечный запах». Одно из направлений ихтиологии – сохранение и приумножение межвидового состава реки Амур.
Лаборант МУП «Горводоканал» (из числа учащихся):
В подтверждение вышесказанному, разрешите озвучить некоторые результаты своих исследований. Но прежде я хочу продемонстрировать несколько простых опытов, которые покажут «качество» используемой воды.
Демонстрация и комментарии учащимся опытов
Определение фенола:
Колбу 200 мл заполняем водой 100 мл, добавляем хлорную воду в небольшом объеме и нагреваем – появляется характерный для хлорфенолов – «аптечный» запах.
Определение общего железа:
В амурской воде присутствует много железа. Даже от водопроводной воды остается ржавый налет на эмали раковины.
В пробирку с 10 мл воды добавляем 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора перекиси водорода, роданид калия. Вода окрашивается в красный цвет, а это подтверждает, что содержание железа превышает норму.
Ежечасно происходит уничтожение Амура, его разрушение. Мы выливаем нефть и нефтепродукты прямо в Амур. Так, бензин марки АИ-76 содержит 18-20% фенолов, керосин – 20-21%. А машины, которые моют в реке Амур? В нашем городе тысячи автомобилей, и мы моем автомобили в реках и озерах. Но самое главное – это промышленные и бытовые стоки, и Китай нам в этом  очень помогает постоянными авариями на химических предприятиях, расположенных на реке Амур. 80% бытовых и сточных вод поступают в реку Сунгари, а оттуда в Амур. Чего стоит только бензольное пятно протяженностью 5 км, выпущенное 20 августа 2006 года? Оно привело в шок жителей Хабаровского края. Содержание токсичных веществ указано в данной таблице Слайд 14:
 
Бензол и нитробензол способны еще и на химические преобразования: за определенный промежуток времени, взаимодействуя с другими веществами, они мутировали, превратились в другие соединения, о которых никто не знал и исследования не проводил. Они-то и опасны, так как более токсичны. Оказывается, вода может быть хоть и чистой по всем показателям, но абсолютно непригодной для жизни в ней микроорганизмов, то есть мертвой.
Перед специалистами МУП «Горводоканал» стоит задача не допустить повторения данной ситуации, а поэтому необходимо систематически проводить мониторинг качества воды реки Амур.
Представитель СЭС (из числа учащихся):
Сводки Горводоканала скрывают истинное положение вещей. Проведя анализ лабораторных исследований воды, установлено следующее: по гигиенической оценке в ряде случаев река относятся к водоему с высокой и чрезвычайно высокой степенью загрязнения. В целом река не справляется с вносимыми в нее загрязнениями. В Амуре отсутствуют процессы самоочищения и разбавления амурской воды притоками, так как сами притоки несут значительные загрязнения. Содержание вредных веществ в воде, например, тяжелых металлов, приводит к тяжелым заболеваниям. Так, при избытке никеля в организме возникает никелевый токсикоз. При избытке цинка – цинковый токсикоз. При избытке свинца происходят судороги жевательных мышц, слюнотечение, параличи конечностей.
В последнее время отмечается высокий уровень непрогнозируемого антропогенного загрязнения. Бактериологическое загрязнение значительно осложнило обеспечение санитарной надежности водоснабжения. По микробиологическим показателям, в речной воде обнаружены: кишечная палочка, гепатит, холерный эмбрион, менингококковая инфекция. При высоких температурах обработки в воде образуется диоксин (хлорсоединение), который накапливается в межклеточной жидкости, что приводит к заболеваниям крови и обострению хронических заболеваний. Исходя из вышесказанного, необходимо отметить, что от качества воды зависит здоровье человека.
Аналитик (из числа учащихся):
Обобщив выступления представителей разных исследовательских групп, мы пришли к выводу: река  Амур, до сегодняшнего дня являся основным источником водоснабжения города Хабаровска. Существующая система водоснабжения города Хабаровска за счет амурской воды не является надежной и должна быть заменена на альтернативные источники водоснабжения. Для сохранения Амура необходимо наладить межгосударственное сотрудничество. Ключевая задача – разработать действенные методы охраны вод Амура на региональном уровне.
V. Творческое применение знаний и умений
1) Проектный этап — этап разработки учениками комплексных водоохранных мероприятий по сохранению чистоты реки Амур:
Учитель химии:
Уважаемые эксперты, исходя из прослушанной информации, вам необходимо разработать комплекс водоохранных мер по сохранению чистоты Амура. Для этого вам предосталяется время – 3 минуты.
Экспертная комиссия из числа учащихся разрабатывает комплексные водоохранные мероприятия по сохранению чистоты реки Амур Слайд 16:
1) Проводить мероприятия, направленные на повышение уровня экологической культуры.
2) Систематически проводить работы по очистке р. Амур от разного рода отходов хозяйственной деятельности человека.
3) Предотвращать и предупреждать случаи мытья машин в водоемах, создание свалок мусора на прибрежных территориях, сброс мусора непосредственно в водоемы.
3) Разработать действенные методы охраны вод Амура на региональном уровне (например, существенно повысить штрафы за загрязнение экосистемы Амура; систематически проводить мониторинг воды Амура).
5) Продолжить работу сотрудничества с правительством Китая по защите экосистемы Амура.
Учитель географии:
Анализируя выступления представителей всех исследовательских групп, необходимо отметить, что вода реки Амур настолько загрязнена, что для того чтобы она самоочистилась и ее можно было бы использовать для водоснабжения Хабаровска, необходимо 300 лет, поэтому нужно искать альтернативные источники водоснабжения.
Население Хабаровска по состоянию на 1 января 2016 года составило порядка 584,5 тысяч человек, и с учетом перспектив роста населения и развития инфраструктуры заявлена потребность Хабаровска в хозяйственно-питьевой воде 415 м3 / сутки, или 5,8 м3 / с. Централизованное хозяйственно-питьевое водоснабжение Хабаровска в настоящее время осуществляется водозабором поверхностных вод из Амура и Амурской протоки. Альтернативным источником водоснабжения для города должно стать Тунгусское месторождение подземных вод. Это месторождение находится недалеко от Хабаровска, и утверждаемые запасы месторождения соответствуют водохозяйственному, гидрологическому и гидрохимическому режимам реки Амур. Водозабор на Тунгусском месторождении должен удовлетворить потребности в чистой питьевой воде жителей Хабаровска. В 1997–2000 г.г. были выполнены поисково – оценочные работы на месторождении, в результате которых утверждены запасы воды в объеме 500000 м 3 / сутки. Для сравнения, МУП «Горводоканал» дает 300000 м 3 / сутки. На основании этого в 2000 году было разработано ТЭО «Водозаборное сооружение Тунгусского месторождения в городе Хабаровске (первая очередь)» производительностью 100000 м 3 / сутки, которое прошло экспертизу и было утверждено в том же году. Строительство водозабора начато в 2000 году за счет федерального и городского бюджетов (общая сметная стоимость строительства составляет около 8 млрд. руб). Учитывая важность обеспечения санитарной безопасности питьевого водоснабжения населения города Хабаровска, Правительством края был решен вопрос о включении данного объекта в Федеральную инвестиционную программу «Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Забайкалья до 2010 и с 2012 до 2018 года».
2) Практическое моделирование:
Учитель информатики:
Уважаемые члены симпозиума, Вам необходимо просчитать, на сколько лет Тунгусское месторождение обеспечит население города Хабаровска чистой водой. Для этого Вы должны составить математическую модель по определению количества лет и исследовать ее. Реализовывать данную модель будем с помощью программы MS Excel.
Учащиеся выполняют задание Слайд 17
Задача 1. На сколько лет Тунгусское месторождение обеспечит население города Хабаровска чистой водой.
Исходные данные
V – Объем бассейна Тунгусского месторождения 151000 км3
N – население Хабаровска600000 чел. 
P – потребление воды на 1 человека в день 300 л.
Расчетные данные
К – количество лет К = V/(N*p*365)
Формулы перевода:
1 л = 1 дм3; 1 км = 1000 м; 1 км2 = 1000000 м2
Задача 2. Увеличить население до 1 млн.
Задача 3. Увеличить расход воды на 1 человека до 350 л.
Анализ и обсуждение результатов.
VI. Подведение итогов урока:
Анализ и оценка успешности достижения цели и определение перспектив последующей работы.
Учитель химии:
Ребята, необходимо подчеркнуть, что страдает у всех на глазах любимая наша река, мертвеет ее живая вода, беда ведь не только с рекою, а с нами со всеми беда.
На сегодняшнем уроке мы пришли с вами к такому выводу: загрязнение водоёмов, нарушение баланса экосистем, исчезновение межвидового состава флоры и фауны может привести к экологической катастрофе, последствия которой будут необратимы. Чтобы не допустить этого, необходимо формировать и развивать экологическую культуру каждого человека.
VII. Домашнее задание Слайд 18:
1. Подготовить сообщения об альтернативных источниках водоснабжения города Хабаровска (кроме Тунгусского).
2. Смоделировать экологическую задачу в электронной таблице.