При выполнении исследовательских работ по химии и биологии

Из опыта работы Балыковой Е.М. (учитель химии МБОУ
СОШ № 6 г.Бикина) и Кожухаренко В.И. (учитель биологии МБОУ
СОШ № 6 г.Бикина)
Применение цифровых датчиков во внеурочной
деятельности по предметам химия и биология.
Материально-техническое обеспечение кабинета химии и биологии
включает в себя цифровое оборудование: персональный компьютер, ММКпортал, цифровые датчики. Использование данного оборудования выводит
на более высокий эффективный уровень проведение урочной и внеурочной
деятельности учащихся.
Цифровые датчики находят широкое применение при выполнении
лабораторных и практических, исследовательских работ в профильном
химико-биологическом классе, что способствует развитию у учащихся
навыков работы с электронным оборудованием (профориентация), а также
экономит время, отведенное для выполнения работы. Цифровые датчики
дают возможность провести точную диагностику исследуемого объекта
(вода, воздух, растворы).
При выполнении исследовательских работ по химии и биологии:
«Негативное влияние повышенной концентрации углекислого газа на живой
организм», «Снег- как индикатор загрязнения воздуха автомобильным
транспортом» учащиеся применяли датчики рН, кислорода, углекислого
газа, температуры, влажности, чистоты раствора. Результаты работы
датчиков выводятся на монитор прибора «Science Cube».
1.Фрагмент исследовательской работы ««Негативное влияние
повышенной концентрации углекислого газа на живой организм.»
1
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................................................3
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ........................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
I.
1.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ..................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.
ВЫДЕЛЕНИЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА ЧЕЛОВЕКОМ. ............ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
3.
ВЛИЯНИЕ ИЗЛИШНЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА.ERROR!
BOOKMARK
NOT
DEFINED.
4.
ВЛИЯНИЕ
ПОВЫШЕННОЙ
КОНЦЕНТРАЦИИ
УГЛЕКИСЛОГО
ГАЗА
ШКОЛЬНИКА, НА КАЧЕСТВО УЧЕБЫ И АКТИВНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ.ERROR!
НА
ОРГАНИЗМ
BOOKMARK
NOT
DEFINED.
5.
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ......... ERROR!
BOOKMARK NOT DEFINED.
II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ .........................................................................................4
III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.........................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. .......................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ПРИЛОЖЕНИЕ ........................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2
Введение
"Грязь" можно не замечать, но впоследствии придется за
беспечность расплачиваться с врачами.
Школа №6 г. Бикина построена по старому типовому проекту
1959г. Котельная располагается непосредственно в здании школы. Приходя
на уроки химии и биологии, мы обратили внимание на большое скопление
сажи не только на окнах, но и на партах и учительском столе. Когда мы
входим в данный кабинет, то практически всегда чувствуем, что здесь
тяжелее дышится, чем снаружи. Хочется сказать «не хватает кислорода». Это
неверно — кислорода все еще более чем достаточно, но в помещении
повысилась концентрация углекислого газа. Что происходит при этом с
нашим организмом? Насколько это вредно? Влияет ли расположение
котельной непосредственной близости с данным кабинетом?
Поэтому исследование влияния повышенной концентрации СО2 для
школьников в настоящее время являются актуальными
Проблема заключается в том, что расположение котельной не
соответствует современным нормам пожарной безопасности и СаНПиН
Гипотеза: повышенная концентрация углекислого газа оказывает негативное
влияние на живой организм, снижает успеваемость учащихся.
Объектом
данного
исследования
стала
школьная
среда
«Средней
общеобразовательной школы № 6».
Предмет исследования: повышенная концентрация СО2.
Цель исследовательской работы: доказать, что повышенная концентрация
углекислого газа, как следствие неправильного расположения котельной,
оказывает негативное влияние на живой организм.
3
Задачи:
 Изучить и обработать теоретический материал о влиянии углекислого
газа на живой организм.
 Провести исследования с целью выявления изменения физического
состояния педагогов и учащихся.
 Выяснить, как повышенная концентрация углекислого газа влияет на
уровень внимания учащихся.
 Выяснить путем эксперимента какое влияние оказывает повышенная
концентрация углекислого газа на живой организм.
Методы исследования: диагностика, эксперимент.
Место исследования: Хабаровский край, г. Бикин, МБОУ СОШ №6, кабинет
химии и биологии, кабинет физики
Время исследования: февраль,2013 учебный год.
I.
Методика исследования
3. Замеры углекислого газа, кислорода, влажности и температуры в
помещении.
Цель: установить соответствия содержания углекислого газа, кислорода,
влажности и температуры в классной комнате нормам установленным
СанПин.
Оборудование:
1.
Датчики измерения: содержания углекислого газа (KDS-1020),
температуры (KDS-1001), влажности и содержания кислорода (KDS-1047).
Ход работы:
4
1.
Для проведения замеров подключите датчики
«Science Cube».
Замеры углекислого газа,
содержания кислорода проводятся
к прибору
температуры, влажности и
в течение недели. Данные занести в
таблицу.
II.Результаты исследования
1. Замеры углекислого газа, кислорода, влажности и температуры в
помещении.
Цель: установить соответствия содержания углекислого газа, кислорода,
влажности и температуры в классной комнате нормам установленным
СанПин.
Таблица №1. Содержание углекислого газа и кислорода в кабинете
Дата
Время
Углекислый газ
Кислород
замеро Показатели После
в
,
Показатели После
ppm проветривания, , % (норма проветривания,
(норма 400- ppm
>19%)
%
600)
19.02.13
11-30
1050.3
471,2
12.49
12.89
20.02.13
11-45
1252.4
290.5
12.62
12.86
21.02.13
12-00
1125.8
321.7
12.53
12.87
22.02.13
11-30
1078.1
420.6
12.43
12.85
23.02.13
11-45
1167.9
529.8
12.75
13.13
25.02.13
11-50
1030.5
422.4
12.80
12.98
26.02.13
12-00
2016.6
920.4
12.48
12.62
27.02.13
11-30
1503.9
625.7
12.41
12.77
1278,2
500.3
12.56
12.87
Средние
показатели
5
химии и биологии.
2.
3. Таблица №2. Динамика изменений влажности и температуры после
проветривания в кабинете химии и биологии.
Дата
Врем
Влажность
я
Показатели,
замер
%
ов
>25%)
ния,%
20-22оС)
ния, оС
19.02.13
11-30
24.2
19.4
25.7
18.8
20.02.13
11-45
23.3
19.9
25
13.5
21.02.13
12-00
23.7
19.6
25.3
15.2
22.02.13
11-30
23.5
20.6
23.5
12.4
23.02.13
11-45
21.3
19.7
24.7
16.5
25.02.13
11-50
24.7
20.4
23.7
13.7
26.02.13
12-00
27
22.1
24
14.3
27.02.13
11-30
28.4
23.7
25.7
18.2
24.5
20.6
24.7
15.3
Средние
Температура
После
(норма проветрива
Показатели,
о
С
После
(норма проветрива
показатели
4.
5. Таблица №3. Содержание углекислого газа и кислорода в кабинете
физики.
Дата
Время
Углекислы
Кислород
Влажность
Температур
замеро
й газ
в
Показатели, Показатели, Показатели, Показатели,
а
(норма
о
ppm
%
%
С
(норма
(норма
>25%)
20-22оС)
400-600)
>19%)
19.02.13
11-30
450.4
18.1
23.7
21.7
20.02.13
11-45
486.8
19.6
24.4
21.9
6
(норма
21.02.13
12-00
562.9
17.5
25.1
20.2
22.02.13
11-30
621.6
18.9
25.6
19.8
23.02.13
11-45
584.7
20.6
24.8
21.4
25.02.13
11-50
425.4
19.9
25.3
22.1
26.02.13
12-00
673.7
18.7
25.9
20.9
27.02.13
11-30
556.1
18.2
26.2
20.2
545.2
18.9375
25.125
21.025
Средние
показатели
6. Вывод: содержание углекислого газа в кабинете химии и биологии
втрое
превышает
норму.
Проветривание
существенно
снижает
концентрацию углекислого газа, уменьшает влажность воздуха и
понижает температуру в помещении, однако содержание углекислого
газа после проветривания восстанавливается до прежних показателей
за короткое время. Уровень кислорода остается низким, практически не
изменяется. В тоже время температура и влажность воздуха,
содержание углекислого газа и кислорода в кабинете физики отвечает
нормам.
2.Фрагмент исследовательской работы «Снег- как индикатор
загрязнения воздуха автомобильным транспортом»
Содержание
Введение…………………………………………………….
3
Теоретическая часть………………………………………..
5
1.1
Снег- как индикатор загрязнения воздуха………………...
5
1.2
Автомобильный транспорт – основной источник
6
1.
7
загрязнения воздушной среды
города………………………………………
2.
2.1
Исследовательская часть…………………………………..
11
Методика отбора проб снега и определение площадок для
11
исследования……………………………………………………
2.2
Проведение органолептического и химического анализа
12
отобранных проб………………………………………………
Результаты работы…………………………………………
16
3.1
Описание органолептических свойств талой воды………….
16
3.2
Качественный анализ талой воды…………………………….
17
3.3
Анализ выхлопных газов………………………………………
19
4.
Выводы и рекомендации…………………………………..
21
5.
Литература………………………………………………….
22
3.
Приложения
Введение
Загрязнителями атмосферы могут быть вещества в твёрдом, жидком и
газообразном состоянии. Так как аэрозоли и газообразные примеси
улавливаются атмосферной влагой, то атмосферные осадки могут быть
использованы для изучения степени загрязнения атмосферы на данной
территории.
Благодаря
высокой сорбционной способности, снег накапливает в
своем составе практически
связи с этим
все вещества, поступающие в атмосферу. В
снег можно рассматривать как своеобразный
8
индикатор
загрязнения окружающей среды.
В снежном покрове могут накапливаться
различные вредные вещества, которые с талыми водами
поступают в
открытые и подземные водоемы, почву, загрязняя их.
Одним из основных источников загрязнения окружающей среды в
городе Бикине является автомобильный транспорт. Исходя из этого объектом
нашего изучения мы выбрали снеговой покров около автодорог города.
Выбор данной темы изучения был не случайным. Исходя из полученных
результатов можно давать оценку экологического состояния снега, а в
последующем и воды, которая попадает в реку «Быструшка», «Бикин», в
почву. В городе Бикине не проводятся исследования снежного покрова.
Проблема исследования: определение качественного состава талого
снега.
Объект исследования: талый снег.
Предмет исследования: органолептические и химические свойства
талого снега.
Цель исследования: выявить загрязнения снежного покрова
автомобильным транспортом.
Снежный покров накапливает в своем составе практически все
вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим он обладает рядом
свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих
атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего
загрязнения почвы и воды. При образовании снежного покрова из-за
процессов сухого и влажного выпадения примесей концентрация
загрязняющих веществ в снегу оказывается на 2-3 порядка выше, чем в
атмосферном воздухе.
Задачи работы:
 изучить научную литературу о влиянии автомобильного транспорта на
окружающую среду, составе выхлопных газов автомобиля;
9
 провести исследование собранных проб снега с разных участков
города (автомобильные дороги), сравнить данные результатами с
анализом выхлопных газов бензиновых автомобилей;
 сделать соответствующие выводы о наличии вредных веществ в
окружающей среде, предположительно определить источники данных
веществ;
 составить экологическую карту улиц города Бикина.
Методы исследования:
 Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и
задач).
 Экспериментальный (постановка опытов, проведение химического
анализа и биотестирования проб снега)
 Эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов
исследований).
II. Исследовательская часть
2.2 Проведение органолептического и химического анализа
отобранных
проб.
Цель: изучить состояние снежного покрова на пробных площадках,
определить его физические характеристики, качественный состав.
Оборудование: колбы – 17 шт., пробирки-17шт., пипетки, кюветы, подставки
для пробирок -5 шт., стаканы стеклянные 5 шт, воронки – 5 шт., фильтры –
17 шт., электронные весы, датчик «Чистоты раствора» (KDS-1017), датчик
рН (KDS-1005)
Реактивы: иодид калия, перманганат калия, дихромат калия, соляная
кислота, роданид аммония, уксусная кислота, конц.аммиак, хлорид бария,
дистиллированная вода.
Ход работы:
10
1)Определение мутности талой воды. Для определения мутности,
используется датчик «Чистоты раствора». Чем выше показатель, тем сильнее
загрязнение талой воды . Данные заносятся в таблицу № 1
2) Определение кислотности.
Для определения реакции водной среды талого снега использовался
датчик рН (KDS- 1005). Для проведения работы необходимо подключить
датчик к «Science Cube». Электрод для определения рН перед
использованием необходимо промыть дистиллированной водой, а затем
исследуемой пробой талой воды и только после этого проводится
определение рН исследуемой пробы. Данные заносятся в таблицу.
11
Проведение замеров содержания углекислого газа, кислорода,
температуры, влажности с помощью датчиков.
12
Определение чистоты раствора, рН с помощью датчиков.
13