XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В Федеральном государственном образовательном стандарте основного образования обозначены основные требования в области изучения химии. В частности, отмечается, что ученик после изучения курса должен обладать способностью анализировать и объективно оценивать жизненные ситуации, связанные с химией, планировать экологически безопасное поведение в целях сохранения здоровья и окружающей среды; решении современных экологических проблем, в предотвращении техногенных и экологических катастроф [1].

Считаем, что формирование таких способностей ученика возможно при решении задач по химии с экологическим содержанием.

В психолого-педагогической литературе, задача определяется в разных аспектах:

– как результат осмысления сложившейся ситуации и принятие на этой основе решения и плана необходимых действий;

– как цель, поставленная перед решателем;

– как ситуация, которая включает в себя и цель, и условия, в которых она должна быть достигнута;

– как словесная формулировка (знаковая модель) проблемной ситуации [2].

Таким образом, задачу мы будем рассматривать как цель деятельности, в определенных условиях, которая должна достигаться преобразованием условий согласно определенной процедуре. Задача обязательно должна включать в себя цель, условия (известное) и искомое (неизвестное), формулирующееся в вопросах. При описании хода решения задачи необходимо указывать и действия, и операции, реализующие их.

Методисты предлагают классифицировать задачи по химии с экологическим содержанием по ряду признаков:

– задачи с химической характеристикой природных объектов;

– задачи об источниках загрязнения, видах загрязнителей окружающей среды;

– задачи о природозащитных мероприятиях и ликвидации последствий загрязнения [2].

Более подробно рассмотрим примеры химических задач с экологическим содержанием.

1.В сточных водах химико-фармацевтического комбината был обнаружен хлорид ртути HgCl₂, концентрация которого составила 5 мг/л. Для их очистки решили применить метод осаждения и в качестве осадителя использовали сульфид натрия Na₂S массой 420 г. Будут ли достаточно очищены сточные воды, чтобы допустить их сброс в соседний водоём, содержащий 10000м³воды? ПДК(НgС1₂) = 0,0001 мг/л. Объем сточных вод 300 м³.

Для оформления решения необходимо составить уравнение реакции. Далее рассчитаем концентрацию по уравнению, находим массу хлорида ртути и рассчитываем объем по уравнению реакции. Отсюда можно найти значение концентрации вещества. В ответе указываем, что полученное значение HgCl2 соответствует ПДК, либо больше или меньше этого значения. В выводе следует отметить, что если ПДК превышает, то к каким последствиям это может привести.

Содержание этой задачи будет понятно ученикам 9-10 классов. Для решения задачи необходимо рассмотреть следующие экологические понятия: «сточные воды», «метод осаждения», «сброс», «ПДК – предельно допустимая концентрация». Кроме этого необходимо особое внимание уделит характеристике хлорида ртути HgCl_2. Учащиеся должны вспомнить: к какой отрасли относится химико-фармацевтический комбинат; почему сброс в сточные воды может быть превышен; какие методы химической очистки воды существуют; к каким последствиям может привести такое превышение концентрации хлорида ртути; что такое токсичные вещества.

2. Выживут ли караси в озере объемом 500 000 м3, в воду которого попало 100м3сточных вод сернокислотного завода, содержащих 1600 кг оксида серы(V1)? Токсическая концентрация серной кислоты для карасей равна 138 мг/л. На первом этапе следует найти концентрацию оксида серы (V1); составить пропорцию и рассчитать искомый элемент, который составляет 3,92 мг/л. Ученикам необходимо сделать вывод о предельно допустимых значениях и их нормах.

Эта задача предназначена для учеников 9-10 класса. Для решения задачи необходимо рассмотреть следующие понятия: «ПДС – предельно допустимый сброс», «ПДК – предельно допустимая концентрация», «токсичное вещество». Учащиеся могут вспомнить: к какой отрасли хозяйства относится производство серной кислоты; почему сброс в сточные воды может быть превышен; какие методы химической очистки воды существуют; к каким последствиям может привести такое превышение концентрации оксида серы(V1); что такое токсичные вещества?

3.В результате вулканической деятельности образовалась смесь газов объемам 2 000 м³(н.у.), в которой объемная доля сероводорода составила 0,15. Сероводород полностью растворился в соседнем водоеме, объем воды в котором 5 – 10 м³. Можно ли использовать воду из данного источника в хозяйственно-питьевых целях, если ПДК(Н₂S) = 0,05 мг/л?

На первом этапом необходимо найти объём смеси газов, выделившихся в атмосферу. Далее предложить рассчитать массу сероводорода и в совокупности с данными о водоеме рассчитать ПДК. Оформление ответа потребует записи о получившемся расчете. Также следует сделать вывод о том, можно ли использовать воду с примесями вулканических газов, если нет, то обосновать ответ.

Содержание этой задачи будет понятно ученикам 10-11 классов. Для решения задачи необходимо рассмотреть следующие понятия: «вулканическая деятельность», «ПДК – предельно допустимая концентрация». Учащиеся должны вспомнить: какие разрушительные последствия несет за собой извержение вулкана; какие требования предъявляются к воде хозяйственно-питьевого назначения; какие способы химической очистки воды существуют; к каким последствиям может привести такое превышение концентрации сероводорода; как определить наличие в воде посторонних веществ; что такое токсичные вещества?

Подводя итог, можно сделать следующие выводы:

– химические задачи с экологическим содержанием акцентируют внимание учащихся на актуальных экологических проблемах, активируют их учебно-познавательную активность;

– химические задачи с экологическим содержанием формулируются и проводятся учителем с определенной целью, а именно – формирование экологических знаний и ответственного отношения к природе;

– роль задач в процессе обучения определяется, прежде всего, тем, что цели обучения предмету не сводятся только к овладению определенными методами и способами решения задач;

– через решение задач происходит освоение предметной действительности, а полноценный результат обучения будет достигнут при условии применения знаний в ходе решения практических задач. При таком подходе решение задач выступает и как цель, и как средство обучения.

Таким образом, использование химических задач с экологическим содержанием является неотъемлемой составной частью процесса обучения химии. Используя познавательные, развивающие и воспитывающие функции химических задач с экологическим содержанием, учитель может сознательно и успешно развивать умения у обучающихся работать над химическими задачами, понимая их важную роль в освоении и экологического содержания. Систематическое использование химических задач в обучении предоставит возможность развивать способности и умения учащихся в решении расчётных задач по химии.

Список использованных источников

Федеральный Государственный образовательный стандарт среднего общего образования [Электронный ресурс]: утвержден приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 октября 2013г., №1155 / Министерство образования и науки Российской Федерации. – Москва: 2013г. – Режим доступа: https://www.minobrnauki.gov.ru/kat/2013/6.pdf.

Широкова О.Е. Решение химических задач с экологическим содержанием как средство формирования и оценки универсальных учебных действий // Молодой ученый. — 2017. – №10. – С. 456-459. – Режим доступа: https://moluch.ru