Экологизация содержания школьного курса химии.

Экологизация содержания школьного курса химии.

Корнилаева Нина Александровна, учитель химии

МАОУ «Гимназия №61», г. Набережные Челны.

Задача современного школьного образования – формирование у учащихся целостного представления об основах изучаемых наук, их теоретических и прикладных аспектах. Химия как учебный предмет в числе других задач призвана давать учащимся представления о научно обоснованных правилах и нормах использования веществ и материалов, а совместно с другими естественно научными предметами – формировать основы здорового образа жизни и грамотного поведения в природе.

В последнее время в обществе появилось искаженное представление о химии (науке и промышленности) как первопричине кризисной экологической ситуации. Полагают, что все беды на Земле происходят из-за чрезмерного увлечения химизацией и что единственной мерой оздоровления природной среды станет отказ от развития химической индустрии. Такой однобокий, неконструктивный подход вызывает устойчиво негативное отношение к химии как к науке в целом, снижает интерес к ее познанию. Кроме того, ученик приучается находить причины всех несчастий в чем-то или ком-то другом, не принимая во внимание свои собственные поступки, а ведь ответственность человека базируется прежде всего на критической оценке своей деятельности.

Химическое образование в средней школе должно включать и основы экологии. Чтобы обеспечить рациональное поведение, а во многих случаях и элементарную безопасность свою и окружающих, чтобы не наносить ущерба природе, необходимо формировать у школьников определенную систему взглядов и навыков. Эта задача может быть решена через эколого-ориентированный курс химии средней школы.

Эколого-ориентированный курс химии дает возможность привлечь школьников к исследовательской работе по изучению состояния природной среды, воспитать у них чувство личной ответственности за сохранение природы. Содержание такого курса помимо теоретического материала и химического эксперимента включает расчетные и экспериментальные задачи, экскурсии, наблюдения за природой, краеведческую работу. Необходимо формировать представления о химических параметрах окружающей среды, их нормах и пределах изменения в результате хозяйственной деятельности человека, о контроле за качеством среды и химических способах ее защиты.

Анализ содержания и структуры школьного курса химии позволяет выделить в нем четыре важнейших понятия: «химический элемент», «вещество», «химическая реакция» и «химическое производство». Учитывая, что в курс химии включен вопрос о круговороте веществ в природе, а в экологии эта природная закономерность занимает одно из центральных положений, необходимо рассматривать круговорот веществ одновременно и как химическое понятие (превращение веществ и энергии), и как экологическое понятие (биогеохимический круговорот веществ).

В свою очередь химические, экологические и природоохранные понятия тоже тесно взаимосвязаны. Например, понятие «химический элемент» позволяет описать качественный и количественный состав живой и неживой (неорганической) природы, ввести понятие «биогенные элементы» (элементы, необходимые для существования живых организмов, сформировать понятие о макро- и микроэлементах и их биологической роли, раскрыть понятие о взаимозаменяемости элементов в природе (в случае интенсивного загрязнения окружающей среды) и проанализировать негативную сторону этого процесса, сформировать одно из основных понятий экологии – «биогеохимический круговорот элементов в природе» – и рассмотреть это понятие на атомно-молекулярном уровне, установить причины нарушения биогеохимических циклов.

При рассмотрении понятия «вещество» помимо традиционных химических представлений о составе, строении и свойствах вещества появляется возможность обратить внимание учащихся на биологические функции веществ. Здесь уместно рассказать учащимся о двойственной роли вещества в природе в зависимости от его концентрации в экосистеме (избыток или недостаток одного и того же вещества оказывает на организм различное воздействие).

Можно рассмотреть случаи образования новых веществ с сильными токсичными свойствами из веществ менее токсичных или даже безвредных (превращение нитратов в нитриты и нитрозоамины др.). Следует обсудить также природоохранные мероприятия, направленные на сохранение природной среды и стабильности природных циклических процессов, на предупреждение загрязнения среды обитания живых организмов, на обезвреживание и утилизацию опасных химических соединений.

Понятие «химическая реакция» позволяет раскрыть сущность химических и биохимических процессов, протекающих в биосфере. Например, понятие о биокаталитических процессах расширяет представление о каталитических реакциях. Важный момент – формирование представлений об изменениях основных циклов биогеохимических круговоротов веществ, вызванных процессами загрязнения биосферы. Суть таких изменений сводится к нарушению хода биокаталитических процессов (их ускорению или замедлению) из-за изменения концентрации реагирующих веществ или появления других, неспецифичных для природы биокатализаторов. Можно рассмотреть природоохранные мероприятия, направленные на поддержание равновесных условий биохимических и химических процессов в биосфере.

При изучении основ химического производства углубляется представления о загрязняющих веществах и источниках загрязнения. Учащиеся анализируют последствия включения в природный круговорот веществ продуктов и отходов химического производства, причины нарушения природного баланса в экосистемах и биосфере в целом. Понятие «химическое производство» тесно связано с такими важнейшими природоохранными понятиями, как «малоотходные технологии», «экологически безопасные технологии», «водооборотная система», «рациональное природопользование» и др.

Экологизация содержания школьного курса химии может быть проиллюстрирована на примерах некоторых ключевых тем.

Тема «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева».

Периодический закон – это не только один из важнейших законов природы, но и методическая основа изучения химии. Познание периодического закона дает возможность сформировать представление о единстве и целостности материального мира, раскрыть закономерности процессов и явлений, происходящих в нем. Воспитательная цель темы – подвести учащихся к пониманию прогностического значения периодического закона и периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева для развития науки и производства, сохранения природной среды, раскрыть отрицательные последствия нарушения сложных взаимосвязей в природе для всего живого. При изучении этой темы учащиеся знакомятся с биогенными элементами, определяют их место в периодической системе и биологическую роль в организмах. Учащиеся сравнивают свойства биогенных элементов и их аналогов в зависимости от зарядов их ядер, радиусов атомов и относительных атомных масс. Они устанавливают, что химический состав организмов есть отражение химического состава окружающей их естественной среды и что количественное содержание тех или иных химических элементов в живом веществе зависит от величины относительных атомных масс.Основу жизни составляют шесть элементов первых трех периодов (H, C, N, O, P, S), на долю которых приходится 98% массы живого вещества (остальные элементы периодической системы составляют не более 2%).

Тема «Углеводороды».

Курс органической химии достаточно сложен для восприятия и усвоения. Учащиеся часто утрачивают к нему интерес уже после первой темы. Однако трудно переоценить мировоззренческое значение изучения органических веществ, из которых состоит весь природный мир Земли и каждый из нас. Экологизация курса органической химии поможет ввести ученика в этот мир «изнутри» и раскрыть не только особенности строения и свойства биомолекул, но и проблемы, которые возникают у живых организмов, отдельных экосистем и биосферы в целом.Изучение курса следует начать с выявления особенностей атома углерода. Как истинный биофил, углерод обладает небольшой относительной атомной массой, малым радиусом и способностью к образованию кратных связей. Это единственный элемент, который может сохранять в цепях одновременно одинарные, двойные и тройные связи. Ковалентные связи между атомами углерода обеспечивают устойчивость и самосохранение разнообразных сложных структурных образований с большим запасом в них энергии, что очень важно для жизнедеятельности организмов.

У учащихся большой интерес может вызвать информация о закономерностях, отражающих взаимосвязи в системе «строение–свойства», на примере проявления веществом токсичности:

В гомологическом ряду сила наркотического действия и токсичность веществ возрастают с увеличением числа атомов углерода в молекуле.

Разветвление углеродных цепей ослабляет наркотическое и токсическое действие; напротив, при замыкании цепи токсичность веществ возрастает.

Наличие кратных связей увеличивает химическую активность органических соединений, что в свою очередь не только обусловливает усиление наркотического и токсического эффектов, но и может изменить характер воздействия вещества.

Воздействие токсического вещества зависит от его концентрации, что часто обусловлено такими показателями, как летучесть (зависит от температуры кипения) и растворимость (вещество попадает в организм в растворенном состоянии или непосредственно растворяется в жидкостях организма).

Знание перечисленных закономерностей поможет учащимся более осмысленно и целенаправленно подойти к анализу структур органических соединений и прогнозировать их воздействие на живые объекты природы.

Химический эксперимент – неотъемлемая часть обучения химии. В условиях экологизации химического образования роль эксперимента возрастает. Он становится активным методом изучения окружающей природной среды, формирования и совершенствования знаний в области химии, экологии и ох-раны природы. Под руководством учителя школьники учатся анализировать разнообразные экологические ситуации, прогнозировать функционирование природных систем в условиях антропогенного воздействия, находить решения, направленные на защиту и сохранение среды обитания.

Экологизация программного эксперимента осуществляется в трех направлениях:

химическое содержание эксперимента сохраняется, но обязательным элементом становится экологическая чистота проведения опыта, которая достигается либо хорошей герметизацией лабораторного оборудования, либо нейтрализацией или обезвреживанием продуктов реакций, либо заменой опасных для здоровья учащихся реактивов на безопасные;

содержание эксперимента сохраняется, но оно ориентировано на экологическую проблему;

«химическое» содержание заменяется на экологическое при сохранении смысловой нагрузки эксперимента или тематического раздела курса.

Все опыты должны быть безвредны и безопасны для учащихся.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/12508-jekologizacija-soderzhanija-shkolnogo-kursa-h