Учебный проект "Обвиняются природные источники углеводородов"

Золотавина Елена Аркадьевна, учитель химии и биологии
Тема данного проекта является актуальной не только для десятиклассников, но и для каждого жителя Земли. Поскольку проблема защиты окружающей среды, выбор экологически “безвредных”, экономически выгодных источников энергии волнует любого из нас. Кроме того, мы совсем недавно отметили 60-летие со дня образования Тюменской области, и весь прогрессивный мир готовится к 175-летию со дня рождения великого ученого, нашего земляка Дмитрия Ивановича Менделеева.

На обсуждение школьникам была предложена тема “Обвиняются природные источники углеводородов”. Данный урок является завершающим тему “Углеводороды”, при изучении которой десятиклассники познакомились с классификацией веществ, их свойствами, применением, получением, научились составлять уравнения химических реакций на основе генетической связи между алканами, алкенами, алкинами, прогнозировать свойства веществ исходя из их химического строения, обосновывать применение веществ.

Проект охватывает такие разделы науки как химию, биологию, географию, краеведение, информатику. Данная работа предлагает школьникам изучение широкого круга вопросов, которые могут “протянуть” целую серию взаимосвязанных проектов. В процессе работы ребята выступают в роли экспертов, раскрывающих проблему и использующих поисково-исследовательские методы. С учетом возрастным психологических особенностей обучающихся сформированы группы.

Обеспечение учебного проекта: физическая карта России и Тюменской области, портрет Д.И. Менделеева и В.Г. Шухова, компьютер, видеоаппаратура, мультимедийный проектор, электронные учебники “Органическая химия 10-11 класс” (КиМ), “Химия. 9 класс” (“Просвещение”), “Органическая химия” (электронный учебник по органической химии Самарского государственного университета) - фрагменты: 1Ректификационная колонна, 2. Применение нефти, 3. Крекинг гексана, 4. Лабораторный опыт “Перегонка нефти”; видеофильм “Природные источники углеводородов”, коллекции “Нефть и продукты ее переработки”, учебники “Химия 10 класс” под ред. О.С. Габриеляна и “Химия 11 класс” под ред. Ивановой, энциклопедии, Интернет-ресурсы; дидактические материалы (карточки с заданиями).

Цель проекта: показать влияние природных источников углеводородов на окружающую среду на основе знаний об их составе, свойствах и применении.

Задачи.
Выяснить влияние природных источников углеводородов на окружающую среду на основе знаний об их составе, свойствах и применении.
Показать умение школьников анализировать, обобщать, сравнивать, делать выводы, прогнозировать, искать причинно-следственные связи, использовать имеющиеся знания и личный практический опыт в новой ситуации, моделирования процесса, обоснования своей точки зрения, сотрудничеству в группе.
Способствовать развитию навыка по поиску необходимой информации с использованием различных источников (компьютерных баз данных, библиотеки, электронных учебников, энциклопедий).
Развивать коммуникативные умения; концентрации устойчивости и переключаемости внимания.
Воспитывать экологическую культуру учащихся, ответственность за свои решения и действия.
Воспитывать интерес к культуре региона, уважение к труженикам Земли Тюменской.

Характеристика проекта.
Доминирующий вид деятельности: исследовательский.
Предметно-содержательная область: межпредметная.
Характер координации проекта: непосредственный (гибкий).
Характер контактов: внутригруппный.
Количество участников: 29 человек.
Продолжительность: 90 минут (краткосрочный).

Этапы работы над проектом (схема 1).

1. Погружение в проект.

2. Презентация ситуаций для выявления проблемы.

А) Вводное слово учителя о природных источниках углеводородов.

Б) Выступление десятиклассника с результатами опыта о влиянии нефтяного загрязнения на жизнедеятельность живых организмов (растения, простейших).

В) Сообщение школьника “Техногенные катастрофы” (пожары и взрывы на нефтяных и газовых месторождениях, в шахтах и домах; из СМИ).

3. Формулировка проблемы, гипотез.

После обсуждения всех ситуаций, подводим к вопросу:

- Как вы понимаете слова Джона Дона “Никогда не спрашивай по ком звонит колокол, он звонит по тебе”?

Обсудив ответы, формулируем вместе со школьниками проблему: “Природные источники углеводородов – это угроза живому на Земле? Виноват ли человек в их отрицательном воздействии на окружающую среду?”.

Из ответов ученики выделяют гипотезы исследования:

А. Если природные источники углеводородов вызывают необратимые изменения окружающей среды, то их добычу, переработку и применение следует запретить.

Б. Если отрицательное воздействие на природную среду источников углеводородов возникает по вине человека, то необходимо людям быть более внимательными и осторожными при их использовании.

4. Определение направления поиска информации по работе с гипотезами.

Перед школьниками была поставлена цель: найти доказательства в подтверждении гипотез.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Сбор информации из различных источников.
Аналитическая работа над собранным материалом.
Формулирование выводов.
Выбор формы презентации, подготовка к защите проекта.

Второй этап. Организация деятельности.

Формирование групп. Проектом предусматривается создание 8 “экспертных” групп:
Эксперты по природному газу и попутным нефтяным газам
Эксперты по нефти (2 группы)
Свидетели обвинения
Свидетели защиты
Адвокаты
Пресс-центр
Прокуроры

Для ведения суда были выбран судья и потерпевший.

Деятельность учителя. На данном этапе учитель предлагает:
организовать группы;
распределить роли;
спланировать деятельность по решению гипотез.

Деятельность обучающихся:

Учащиеся осуществляют:
разбивку группы;
распределение ролей;
планирование работы;
выбор формы и способа презентации предполагаемых результатов.

Задания для групп.

1 группа. “Природный и попутный нефтяной газ”.

1. Познакомьтесь с материалами дела (учебник стр. 63-65; газета “Химия. Приложение к газете “Первое сентября” № 37 за 1999 год; электронные учебники).

2. Ответьте на вопросы:

а) Чем отличается по составу природный горючий газ от попутного нефтяного?
б) Из каких компонентов состоит попутный газ, где он применяется?
в) Где применяется природный газ?
г) Что собой представляют газовый бензин и сухой газ? Где они применяются?

3. Составьте опорный конспект по вашей проблеме, передайте его в пресс-центр

4. Сформулируйте выводы и познакомьте с ними прокуроров.

2 группа. “Нефть. Перегонка нефти”.

1. Познакомьтесь с материалами дела (учебник стр. 58-61 (до раздела “Крекинг”); журнал “Химия в школе” № 6 за 1999 год стр. 34; электронные учебники), рассмотрите коллекцию “Нефть и продукты ее переработки”.

2. Ответьте на вопросы:

а) Что такое нефть?
б) Почему нефть растекается по поверхности воды?
в) Почему нефть не имеет определенной температуры плавления?
г) Почему нефть не имеет определенного цвета (от бурого до черного)?
д) Что называется фракционной перегонкой?
е) Каковы основные продукты перегонки нефти и каково их применение?

3. Подготовьте опорный конспект и передайте его в пресс-центр.

4. Сделайте выводы и познакомьте с ними прокуроров.

3 группа. “Крекинг нефти”.

1. Познакомьтесь с материалами дела (учебник стр. 61-63 до последнего абзаца; электронные учебники)

2. Ответьте на вопросы:

а) Что такое крекинг?
б) В чем сходство и различие между термическим и каталитическим крекингом?
в) Почему крекинг иногда осуществляется в “кипящем слое”?

3. Составьте опорный конспект и отнесите его в пресс- центр.

4. Сделайте необходимые выводы и познакомьте с ними прокуроров.

4 и 5 группы. Свидетели обвинения и защиты

Готовят небольшие выступления о правильном обращении с бытовым газом, о загрязнении атмосферы выхлопными газами и т.п., процессе самоочищении водоемов от нефтепродуктов (используют материалы учебников, электронных учебников; посещают библиотеку, подбирают необходимый материал из энциклопедий, СМИ).

6 группа. Адвокаты. Обобщают всю информацию и готовят оправдательную речь.

7 группа. Пресс-центр. Оформляют презентации групп, которые будут демонстрироваться при защите проектов.

8 группа. Прокуроры. Анализируют всю полученную информацию, заполняют таблицу и готовят обвинительное заключение.

Третий этап. Осуществление деятельности.

Десятиклассники работают активно и самостоятельно, каждый в соответствии с полученной ролью, по необходимости консультируются у учителя, подготавливают презентацию. Учитель ненавязчиво контролирует и координирует учащихся, помогает в подготовке презентаций.

Четвертый этап. Презентация - судебное заседание “Обвиняются природные источники углеводородов.

Задачи судебного заседания:
заслушать каждую группу о том, что было сделано во время самостоятельной проектной работы (приложение 1);
предъявить продукт работы над проектом;
оформить результат проекта, проанализировав данные работы групп.

Презентация проекта:
коллективное обсуждение групповых результатов проектной деятельности с заполнением таблицы “Результаты работы над проектом “Обвиняются природные источники углеводородов” (приложение 2);
анализ результатов исследований подтверждающих гипотезы (4 колонка таблицы);
формулировка выводов по работе над проектом.

Оценка проекта.

Оценку проектной деятельности осуществляем в виде: самооценки, взаимооценки внутри группы и взаимооценки выступающим других групп (приложение 3).

Заключительное слово учителя.

Экскурс от начала работы над проектом до …

Музыкальная заставка (Приглашение в театр “Химия”; диск “Органическая химия. 10-11 класс”).

Учитель. Мы продолжаем с вами путешествовать по стране Органическая химия. На прошлых уроках отмечали, что углеводороды имеют широкое применение в качестве топлива и сырья для органического синтеза, поэтому сегодня обратим свое внимание на природные источники углеводородов (фрагмент из электронного учебника “Органическая химия. СамГУ”; анимация).

Все чаще мы слышим об экологических катастрофах, в которых “повинны” природный газ и, особенно, нефть. (Демонстрация видеофрагмента “Нефтяное загрязнение биосферы”; опыт о влиянии нефтяного загрязнения на жизнедеятельность живых организмов (растения, простейших); сообщение школьника “Техногенные катастрофы” о пожарах, взрывах на нефтяных и газовых месторождениях, в шахтах и домах; из СМИ).

Эпиграфом нашего урока я взяла слова Д. Дона: “Никогда не спрашивай, по ком звонит колокол, он звонит по тебе”. Почему? Постарайтесь объяснить в конце урока.

В ходе обсуждения выделили гипотезы исследования, а затем десятиклассники формулируют цель урока: найти доказательства в подтверждении той или иной гипотезы.

Для достижения поставленной цели необходимо:

Собрать информацию, используя различные источники.

Провести аналитическую работу над собранным материалом.

Сформулировать выводы.

Выбрать формы презентации.

Судья. В открытом судебном заседании слушается дело “Об ответственности природных источников углеводородов перед будущими поколениями за нанесенный окружающей среде вред”. Слово предоставляется потерпевшему.

Потерпевший. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Я представляю все человечество, живущее на этой планете. С самого рождения каждый из нас постоянно слышит: нитраты, кислотные дожди, загрязнение морей и океанов нефтепродуктами, загрязнение рек сточными водами предприятий и т.п. Я устал смотреть, как погибают леса и реки. Мне страшно подумать, что с каждым годом все больше видов животных и растений попадает в Красную книгу. И виновны в этом природные источники углеводородов. Я прошу суд заставить виновных полностью ответить за содеянное.

Презентация (Приложение)

Судья. Суд просит независимых экспертов дать объективную биографическую справку и характеристику обвиняемых (школьники заполняют таблицу – слайд 3).

Эксперт по природному и попутному нефтяному газу (слайд 4, 5)

Природные горючие газы-смеси газообразных углеводородов различного строения, заполняющие поры и пустоты в горных породах, рассеянные в почвах, растворенные в нефти и пластовых водах. Нефтяные попутные газы-смеси углеводородов, сопутствующие нефти и выделяющиеся при ее добыче. Эти газы находятся в нефти в растворенном виде и выделяются из нее вследствие снижения давления при подъеме нефти на поверхность Земли. Состав различных природных и попутных газов разных месторождений различен.

Судья. Спасибо, суд примет к сведению материалы экспертизы. Слово предоставляется свидетелю обвинения.

Свидетель обвинения. А взрывы в шахтах, трубопроводах домах, которые уносят человеческие жизни?

Судья. Свидетели защиты, вы можете ответить на вопрос?

Свидетели защиты. Высокий суд! Доводы, выдвинутые стороной обвинения необоснованны. Прежде чем использовать природный газ в хозяйственной деятельности и быту, людям надо изучить его свойства и соблюдать элементарные правила. Взрывы трубопроводов на шахтах, разрушения, пожары происходят из-за халатности, низкой профессиональной подготовки персонала, устаревшего оборудования. Посмотрите внимательно, сколько веществ можно получить из метана (приложение 5).

Судья. Слушаем экспертов по нефти.

Эксперт по нефти 1. Показывает нефть, демонстрирует свойства нефти: цвет, запах, растворимость в воде, горючесть; рассказывает о перегонке нефти (слайд 6-.

Эксперт по нефти 2 дает характеристику крекингу (слайд 9, 10).

ПОКАЗ ФРАГМЕНТОВ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА:

1. Ректификационная колонна

2. Применение нефти

3. Крекинг гексана, октана

4. Лабораторный опыт “Перегонка нефти”

Судья. Заслушаем показания свидетеля обвинения.

Свидетель обвинения. Ваша честь, я обращаю внимание на то, что использование природных газов, нефтепродуктов может привести к экологической катастрофе.

Судья. Продолжим слушанье свидетелей.

Свидетель защиты. Прозвучало обвинение, что при сжигании топлива загрязняется атмосфера. Однако вдыхаемый табачный дым содержит вредных веществ в четыре раза больше, чем выхлопные газы автомобилей, идущие без глушителей. Таким образом, даже в чистой атмосфере курящий человек вдыхает такую смесь, которая не встречается в самых загрязненных промышленных зонах.

Третий свидетель обвинения. В загрязнении природы виновата и сама нефть. Экологическими бедствиями сопровождаются повреждения нефтепроводов, гибель танкеров. Почва, пропитанная нефтепродуктами и нефтью, теряет плодородие на многие десятки лет. Нефть может растекаться тонкой пленкой на поверхности воды, в результате прекращается доступ кислорода, что ведет к гибели живых организмов. Пары нефти вызывают у человека заболевания органов дыхания и ЦНС, повышенную утомляемость

Судья. Слово предоставляется государственному обвинителю.

Прокурор. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Виновные должны быть наказаны, т. к. представляют реальную угрозу для общества. Посмотрите... (слайд 11).

Уважаемый суд, подсудимые должны быть изолированы от общества и заменены новыми видами топлива.

Судья. Заключительное слово предоставляется главному защитнику.

Адвокат. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Нельзя вину человека, его химическую безграмотность, нежелание знать законы природы, халатность перекладывать на плечи помощников человека - нефти, природного и попутного газа, которые честно трудятся на благо цивилизации (слайд 12).

Защита требует уважения к подзащитным и считает, что они невиновны.

Секретарь суда (учитель) просит присяжных заседателей заполнить таблицу 1 “Результаты работы над проектом “Обвиняются природные источники углеводородов”. Затем задает вопросы:

- Какую гипотезу подтверждают результаты исследования?

- Нужны ли человеку природные источники углеводородов?

- Может ли он обойтись без них? Виновны ли они?

- Если нет, то кто виновен?

- Какие можно предложить пути выхода из экологически кризисных ситуаций?

Судья. Суд постановляет:

- ввиду отсутствия состава преступления подсудимых оправдать;

- обратиться к ученым с просьбой продолжить исследования, направленных на поиск экологически безвредных видов топлива, разработку безопасных технологий получения различных продуктов из нефти, новых способов очистки атмосферы, почвы, воды после аварий;

- призвать человечество ответственно подходить к добыче и транспортировке нефти и газа.

Ученики (на фоне видеофрагмента о природе, музыки).Пусть всегда будут реки,
Пусть всегда будет рыба!
Пусть всегда будет море,
А в пустыне верблюд! Пусть всегда будут рощи,
Пусть всегда будут птицы!
Пусть в тайге будут звери,
А у дома цветы! Пусть всегда будут люди,
Пусть всегда будут дети!
Пусть всегда в чистом небе
Будет солнце светить!


Учитель: И так, давайте подведем итог нашей работы. Оцените работу каждого участника группы и выступающих (таблица 2 “Лист оценки проекта”), ответьте, пожалуйста, на вопросы:

Самым интресным на уроке было…..

Я узнал новое…..

Понравилась ли вам данная форма работы? Поясните.

Учитель благодарит всех за работу и заканчивает урок словами Д.И. Менделеева (портрет): “Удовольствие – пролетит, оно себе, труд оставит след долгой радости – он другим. Учение – себе, плод учения – другим. Другого смысла нет в ученье, иначе его не надо было. Сами трудясь, вы сделаете все и для близких и для себя, а если при труде успеха не будет, будет неудача – не беда, попробуйте еще, сохраните спокойствие, то внутреннее обладание, которое делает людей с волей, ясных и нужных другим. Иного завета, лучшего, дать не могу. С ним живите, его завещайте”.

Домашнее задание: § 10, сообщения: “Экологические проблемы, связанные с получением и переработкой природных источников углеводородов”, “Открытие нефти и газа в Тюменской области”, “Нефть”,

“Природный газ”, “Каменный уголь”; творческие задания по теме (кроссворды, ребусы, т.п.).

Литература.
http: // cnit. ssau. ru/ organics/ index. Htm
http: // festival: 1 september.ru/ 2005-2006/ index
Калабина А.А. Урок-игра по теме “Природные источники углеводородов”// Химия в школе. -1999.- № 6, с.32-39
Новикова Т.Н. Проектные технологии на уроках и во внеурочной деятельности// Народное образование. – 2000.- № 7. – с. 15
Федорова А.И., Никольская А.ЕН. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений.-М.: Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС, 2003
Химия. 10 класс: Учеб. для общеобразоват. учреждений/ О.С. Габриелян, Ф.Н. Маскаев, С.Ю. Пономарев, В.И. Теренин; Под ред В.И. Теренина.- 4-е изд., стереотип.-М.: Дрофа, 2003.- с.58-67
Чертков И.Н. Химия: Орган. Химия: Учеб. для общеобразов. учреждений/ И.Н. Чертков, Р.Г. Иванова. - М.: Просвещение, 2002-с. 61-68