Мельник А.А. Значение всероссийского конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды» в формировании понятия «химические параметры окружающей среды» // Усовские чтения. Методология, теория и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: материалы XVIII международной научно-практической конференции, 14-15 апреля 2011 г. В 2-х ч. Ч. 1. / под ред. О.Р.Шефер. – Челябинск: «Край Ра», 2011. – С. 260-262.

Конкурс для школьников «Инструментальные исследования окружающей среды» проводится с 2005 года в Санкт-Петербурге. К участию в конкурсе приглашаются школьники 7-11 классов.

На конкурс поступает много работ с исследованием химических аспектов окружающей среды. Для успешного участия в конкурсе авторы работ должны владеть химическими знаниями и умениями.

Получение результатов связано с проведением определенных химических измерений. Немалое количество участников используют в качестве инструментов специальные портативные комплектные лаборатории, мини-экспресс-лаборатории, которые удобны в использовании, как в аудиторных условиях, так и во время полевых работ в экспедиции. Поэтому такая деятельность требует от школьников знаний и умений, полученных на уроках химии. В первую очередь то, что называется техника химического эксперимента – работа с посудой, приливание растворов, добавление к раствору необходимого количества твердых сыпучих реагентов, титрование. Некоторые из этих операций участникам исследований не встречается на уроках химии, их приходится осваивать дополнительно.

При выполнении химических экспериментов следует:

· провести инструктаж по технике безопасности, обратить внимание на конкретные реактивы и принадлежности, с которыми следует осторожно обращаться,

· изучить укладку реактивов и принадлежностей,

· ознакомить с методиками проведения исследований,

· научить точному измерению объёмов растворов реактивов,

· выработать навыки титрования стеклянной пипеткой с делениями,

· провести пробные измерения на модельных растворах с точно известными концентрациями.

В течение определенного времени идет накопление результатов исследования по выбранному направлению. Результаты следует не только накапливать, но и систематизировать, интерпретировать, смотреть на них критически, чтобы не допустить явных промахов в измерениях.

На основе полученных данных со школьниками можно провести беседу по направлениям:

- интерпретация результатов измерения на основе знаний о химических свойствах веществ,

- уравнения химических реакций, происходящих в процессе химического анализа, а также природных процессов, приводящих к появлению вещества, увеличению или уменьшению его концентрации,

Все это в дальнейшем поможет школьнику лучше подготовится к публичному докладу своих результатов.

За 5 лет существования конкурса было рассмотрено более 400 исследовательских работ, представленных 630 участниками 150 образовательных учреждений. Около половины работ, представленных на конкурсе, выполнены с использованием химического эксперимента и в значительной степени развивают химические знания и умения участников конкурса, о чем говорит тематика работ:

· Исследование содержания в природной и питьевой воде растворенных веществ (гидрохимические исследования)

· Исследование загрязненности воздушной среды химическими компонентами

· Исследование содержания химических веществ в почве

· Исследование содержания нитрат-ионов в овощах и фруктах

· Исследование содержания аскорбиновой кислоты в овощах и фруктах

· Исследование качества продуктов питания (мяса, рыбы, молока, молочных продуктов, меда) химическими методами.

В качестве примера приведем работу гидрохимического направления экологического слёта образовательных учреждений Ленинградской области по программе «Малым рекам Ленинградской области – жить!». Одна из задач этого направления – научить школьников умению оформлять результаты наглядно, а также объяснять полученные результаты.

Школьники исследуют гидрохимические показатели воды озера и небольшого ручья, впадающего в это озеро. Ручей вытекает из подстилки соснового леса. Исследования проводились в начале ноября, когда уже начались ночные заморозки. Полученные результаты были занесены в таблицу.

Перед практическим занятием школьникам была прочитана лекция по гидрохимическим показателям. Какие-то результаты они могут объяснить сразу же по материалам лекции, а некоторые – только вспомнив некоторый материал из школьного курса химии.

Например, сразу же цветность воды ручья связывают с наличием гуминовых веществ лесной подстилки, откуда вытекает ручей, а также наличием катионов железа, что подтверждают результаты исследования. Значение рН воды ручья 5,5 (слабокислую реакцию среды) учащиеся могут объяснить тем, что гуминовые вещества, кроме окраски, ещё обуславливают кислую реакцию среды. Однако не сразу вспоминают про реакцию гидролиза солей железа, а эта реакция также вносит свой вклад в кислую реакцию среды. Содержание в воде ручья ионов аммония, нитратов и ортофосфатов большинство школьников объясняют разложением растительного опада. Некоторые даже могут сказать, что в холодную погоду реакция окисления катионов аммония до нитратов идёт медленно, поэтому содержание нитратов сравнительно невысокое. Разница в значении общей жёсткости в данном случае несущественна и может быть объяснена погрешностью метода. Полученное значение общей жёсткости определяет воду к мягкому типу. Учащиеся могут объяснить такое значение общей жёсткости отсутствием карбонатных горных пород (известняков, доломитов и др.), при вымывании которых в воду попадают значительные количества катионов кальция и магния.

После такого занятия учащиеся проводят исследования других природных объектов и пытаются уже самостоятельно объяснить полученные результаты.

Библиографический список.

1. Орлова И.А., Мельник А.А. Конкурс школьных исследовательских работ «Инструментальные исследования окружающей среды». [Текст]:/ И.А. Орлова, А.А. Мельник: Методические рекомендации. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – СПб.: , 2010. – 74 с.

2. Сайт конкурса http://www.eco-konkurs.ru/.

Статья в формате pdf

Все статьи

Постоянная ссылка на эту страницу          http://www.eco-konkurs.ru/metodic-articles/318-usovskiechteniahim2011