Химия пәнін оқыту арқылы оқушыларға экологиялық білім беру

№44 орта жалпы білім беретін мектеп
Баяндама тақырыбы:
«Химия пәнін оқыту арқылы оқушыларға экологиялық білім беру»
Химия пәні мұғалімі: Орынова Г. Е.
Орал-2012
«Химия пәнін оқыту арқылы оқушыларға экологиялық білім беру»

Қазіргі әлемде экологиялық проблемалар өзінің қоғамдық мәні жағынан алдыңғы қатардағы мәселелердің біріне айналды. Адамның табиғатқа әсері мыңдаған жылдар бойында қалыптасқан табиғи жүйелерді өзгерту, сондай-ақ топырақты, су көздерін, ауаны ластау арқылы жүзеге асуда. Бұл табиғатты күрт төмендеуіне әкеліп соқты, көп жағдайларда орны толмас зардаптар қалдырды. Экологиялық дағдарыс шын мәніндегі қауіпті төндіріп отыр. Іс жүзінде тез өріс алып бара жатқан дағдарыстық жағдайларды кез келген аймақтардан көруге болады.

Елбасы Н.Назарбаевтың 2030-жылға дейінгі стратегиялық даму бағдарламасында қоршаған ортаны ластауға экологиялық қалыпты жағдайды бүлдіруге жол бермеуге зор көңіл бөлінгендіктен,оқушыларға экологиялық білім беріп, табиғатты қорғауға тәрбиелеу бүгінгі күннің кезек күттірмейтін өзекті мәселелерінің бірі болып табылады.
Экология бүкіл адамзат баласының шалыс басқан әрбір іс-әрекетіне келешекте шек қоятын, оның тыныс-тіршілігіне тікелей атсалысатын ғылымның жаңа саласы.

Биосфера – айналамыздағы табиғаттың тіршілік етушілер мекендейтін бөлігі. Оны біздің айналамыздағы ауадан,судан және топырақтан бөліп қарауға келмейді.
Қазіргі кезде биосфераны табиғаттағы барлық ресурстардың жиынтығы есебінде түсінеді. Табиғат – бір-бірімен тығыз байланыста болып тұратын өте күрделі комплексті құбылыс. Ал, адамзат қоғамы сол табиғаттың бір бөлігі, ол онымен үнемі байланыста болған күнде ғана, тіршілік ете алады.
Адамның өмірі үшін ең басты қажеттің бірі – ауа. Мысалы, адам тамақсыз бес жетіге шыдаса, сусыз бес күнге, ал ауасыз бес минутқа ғана шыдай алады екен. Егер адам тәулігіне 4-5 килограммдай су, тамақ ішетін болса, дем алғанда 23-24 килограммдай ауа жұтады.Тамақ ішу, жұмыс істеу қимылдары тоқтағанмен, адамда тыныс алу процесі еш уақытта тоқталмайды.

Бүгінде экологиялық жүйеге өң беріп, тіршіліктің тынысы болып келген жердің жасыл жамылғысы да азайып келеді.Талай өсімдіктер мен жануарлар жер үстінен өліп кетті, кейбіреулеріне жойылу қаупі төнуде, олар Қызыл Кітапқа тіркелді.Сондықтан болу керек, қазір табиғи байлықтарды толық пайдалану арқылы табиғатты қорғау мәселесі дүние жүзі халықтарын алаңдатып отырған ірі ортақ мәселеге айналды.

Экологиялық сауатсыздықтың нәтижесінде табиғат, оның қорлары, жалпы қоғам зор шығынға ұшырауда.
Бұл тәрбиенің негізгі мақсаты –жас жеткіншектердің экологиялық көзқарасын, санасын және табиғатқа үлкен жауапкершілік пен парасаттылық қарым-қатынасын қалыптастыру.
Химия пәнінен орта білім берудің негізгі міндеттердің бірі – табиғатты аялай білуге баулу, химияны және химия өнеркәсібін өркендетуге байланысты ауаның, судың және топырақтың ластануын болдырмау. Минералды тыңайтқыштардың, өсімдіктерді қорғайтын заттарды пайдаланудың тиімді және тиімсіз жақтарын білу. Соңғы кезге дейін химияны кілең мадақтайтын сыңаржақтылықты қойып, оның табиғатқа, ағзаға және адамның денсаулығына тигізетін әсері жөнінде екі жақты ақиқат пікір тудыру.

Химия сабақтарындағы «Оттегі», «Ауа және оның құрамы», «Отын және оны жағу тәсілдері», «Су», «Минералды тыңайтқыштар», «Мұнай өндіру» т.б.тақырыптарын қарастырғанда жалпы біліммен қоса,оқушылардың бір сәт назарын экологиялық білімге аударып келемін.
Экологиялық білім беру баланың табиғатқа сүйіспеншілігі мен қамқорлығын арттырып, игерген білімді дұрыс қолдана білуге мүмкіндік туғызады.

Мысалы, 8- сыныптағы « Оттегінің қолданылуы. Оттегінің табиғаттағы айналымы» деген тақырыпты қарастырғанда кейбір экологиялық есептеулерді оқушылар назарына ұсынып отырамын.

Айталық, жылына 7млрд т.отын жағылады, оған 20млрд т. оттегі жұмсалады. Бір әуе кемесі 8 сағат ұшқанда 50- 70 т.оттегі жұтады, мұның орнын толтыру үшін 25-50 мың га. орман соншама уақыт оттегін бөлуі керек. Егер ондағы оттекті 16 пайызға дейін кемітсе адамдар оны айтарлықтай сезіне бермейді. Ал, оның мөлшерін одан әрі төмендете бастағаннан-ақ оның жетіспейтіндігін ағза сезе бастайды да бас айналып, көз қарауытады. Мәселен, ауадағы оттек 10 -12 пайызға дейін төмендеген жағдайда ағзада әлсіздік басталады, адам ұмытшақ келеді, ойлау қабілеті төмендейді,ал, оттек мөлшері 8 пайыз және одан да төмендеген жағдайда адам есінен айрылып, өлім қаупі төнеді.

Тағы бір мысал.жеңіл машина бір жарым мың шақырым жүргенде бір адамның жыл бойы тыныс алатын оттегін тұтынады. Оттегін тұтынатын өндірістің және транспорттың көбеюі ауада оның азаю қаупін тудырады. Қазір оттегі биогендік түзілуінен гөрі 10-16% көп жұмсалады

10 - сыныптағы «Көміртек қосылыстары» тақырыбын қарастырғанда, отынды жағу және өзге өндірістік әрекеттердің нәтижесінде соңғы 100 жыл ішінде ауаға 400млрд т. көміртегі (ІV) оксиді барып, оның ауадағы қанықпасы 18%-ке артқан. Жыл сайын ауаға 200 млн. т. көміртегі (ІІ) оксиді (иіс газы) 50 млн. т. азот оксидтері (улы газдар) барады. Өнеркәсібі дамыған елдерде әр адамға шағып есептегенде жыл сайын атмосфераға 150-200 кг тозаң, күл және өндірістің басқа қалдықтары түседі.
Көмір қышқыл газының ауадағы мөлшері 0,02-0,04%.

Ауаға түсіп жатқан көмір қышқыл газы мөлшерінің артып кетуі қоршаған орта жағдайына келеңсіз жайттарға душар етеді. Айталық оның ауадағы үлесі екі есе артса, «Жылу эффектісі» деген құбылысты тудырып, жер бетіндегі температура орта есеппен 4ºС-қа артады. Бұдан мәңгі мұздар, мұзтаулар еріп, ауа райында елеулі өзгерістер болады.СО-көміртегі (ІІ) оксиді, иіс газы,жану өнімдерінің бірі.Тұрмыста, өнеркәсіпте және транспортта әр түрлі отындар шала жанғанда түзіледі. Ауада 1% иіс газы (СО) болса, адам қолма-қол, ал оның үлесі 0,1%болғанда 30-60 минутта өледі.

Иіс газының ауада болуы мүмкін қанықпасы (Б.М.Қ.) – 0,002. Иіс газының физиологиялық әсері гемоглобиндегі оттегін қуып шығуына байланысты. Гемоглобин көміртегі (ІІ) оксидін оттегіне қарағанда 200-300 есе тез қосып алып, карбоксигемоглобин түзеді. Иіс газы жүрек қолқа тамырға, жүйке жүйесіне әсер етеді. Мамандардың есебі бойынша бір машина бір сағат уақыт ішінде ауаға 6-10 текше метрге дейін улы газ бөліп шығаратыны анықталып отыр.
Зауыттар мен жылу электрстансаларында күкірті бар отынды жаққанда ауаға шығатын газдардың зияндысы - күкіртті газ.

Ол көп мөлшерде сульфид кенін өртейтін металлургиялық және химиялық зауыттардан түзіледі. Бұл улы газ қанықпасы 0,3мг/л. SO2-де адам бір минутке ғана шыдайды. 0,05мг/л SO2 көздің сілемейлі қабықшасын тітіркендіреді және жөтелтеді. Оның өнеркәсіп ауасындағы мөлшері 0,01мг/л-ден аспауы тиіс.

Тозаң - жану реакциясының ең мол қалдығы – түтіннің құрамындағы майда ұлпасы. Өндірістен шығатын тозаңның құрамында улы заттар: қорғасын, сүрме, мыс, марганец, сынап, мышьяк, оксидтері және т.б. қосылыстар болады. Қалалардың үстіндегі түтін мен ұсақ тозаң жаз айында күн сәулесінен келетін жарықтың құнын 20 және 50 процентке дейін кемітеді.Сол сияқты ол тірі ағзаларға пайдалы ультракүлгін сәулені тұтып қалады.

10- сыныптағы «Азот қышқылының өндірісі» тақырыбын қарастырғанда, азот қышқылын өндіретін зауыттың мұржасынан «түлкі құйрық» деп аталатын қызғылт сары түтін будақтап жатады. Бұл азоттың улы оксидтері. Бір зауыт тәулігіне 20 тоннаға жуық оксидтер шығарады. Құрамында 3-6мг/л азот (ІІ) оксиді бар ауамен 6-12 мин, 0,1мг/л азот (ІІ) оксиді бар ауамен 1 сағат тыныс алған адамның өміріне қауіп төнеді. Онымен уланған адамның басы айналады, әлсірейді, өңі қашып, қанның қысымы төмендейді. Бұл газдың өндіріс ауасындағы 0,005мг/л – ден аспауы керек.

11-сыныптағы «Мұнай және оның өнімдері» тақырыбында мұнай өндіретін өндіріс орындарының зияндылығына тоқталамын. Жердің төменгі терең қабаттарынан өндірілетін мұнайды және өнімдерін өндірісте адам баласы күнделікті тұрмыста пайдаланғанда күкірт (ІV) оксиді, азот (ІV) оксиді, ал толық жанбағанда көміртекті сутегі түзіледі. Олар газ түрінде ауаға өтеді де, жаңбырмен жуылып, жерге түседі. Қышқыл жаңбырдың жиілеуі экологиялық жүйелерді және құрылысты бүлдіреді. Қышқыл жаңбыр суы топырақты магний, кальцийді жуып, алюминий, марганец сияқты металдарды сіңіріп, олардың улы қанықпасын түзеді. Бұның өзі өсімдіктердің қалыпты өсуіне үлкен кесірін тигізіп, ауа ластануына жол береді. Мұндай табиғатта бөліп жатқан улы заттарды тазалағыш жүйелер мен сүзгілер түрлерін пайдаланып, тоқтатуға болады.

10- сыныптағы «Су» тақырыбын қарастырғанда «су – тіршілік нәрі» десек те, судың құрамында қайсыбір химиялық элемент шектен асып кетсе ол адамның денсаулығына зиянды екендігіне тоқталамын.

Мәселен, кадмий қан айналысын бұзса, асбест ісік ауруларына алып келеді, хром бүйректі құртса, сынап ішек ауруын тудырады. Холестеринмен қосылып, қан тамырлары мен тамырша көздерін бітей бастайды.
Нәтижесінде адам склероз, инсульт, инфаркт ауруларына шалдығады.
Көптеген елдерде судың құрамындағы сульфат мөлшері 1 литрге шаққанда 200-400 миллиграмнан келсе, бізде бұл көрсеткіш орта есеппен 500 миллиграмнан айналады.
Куба, ЧССР, Румыния мемлекеттерінің стандартына қарағанда біздегі стронций деңгейі ГОСТ бойынша 7000 есе көп. Цианид мөлшері ГДР, АҚШ, Канада, Румыния елдерімен салыстырғанда 2-10 есе артық. Осының салдарынан елімізде бүйректің қалыпты қызмет етуі, бүйректе тас байлану секілді аурулар жиі кездеседі.

Қазіргі таңда дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының есептеулеріне қарағанда дерт түрлерінің 80 % тікелей судан болап отыр. Бұл проблема әсіресе Арал өңірінде айрықша мәнге ие болуда.
Қазіргі кезде Сырдария өзенінің су бассейіндері пестицидтермен, ауыр металдармен ластануы айтарлықтай алаңдатушылық білдіруде.

Мыс ,қорғасын және мырыш сияқты ауыр металдар адам ағзасының тканьдері мен өмірлік маңызды органдарында жоғары кумулятивтік қасиетке ие болып, созылмалы интоксикацияға ұшыратады, ал, ол өз кезегінде онкологиялық ауруларға, жүрек , қан тамырларының аномалиясына әкеліп соқтырады. Сондықтан да су құрамын ауыр металдар ионынан тазарту маңызды да, күрделі міндет болып табылады.

Су көздерін таза ұстау мәселесі бізде де оңып тұрған жоқ. Алматы қаласының көшелерімен өтетін Үлкен Алматы, Кіші Алматы, Весновка, Қарасу өзендерінде мұнай өнімдерінен басқа да зиянды қалдықтар көп. Автобаздардың, тері комбинатының, қаладан жоғары канализациясы жоқ елді мекендердің қалдықтары өзен суларын ластайды.

80-шы жылдары Жамбыл облысының химия кәсіпорындарында бірнеше рет апат болып, олардың уытты өнімдерін маңайдағы көлдерге құйып «өлі» көлге айналдырды.

Қарағанды облысында Нұра өзені сынап қалдықтарымен уланып адамдар мен қоршаған ортаға өте қауіпті болып отыр.
Жайық өзеніне Ресей мен Қазақстанның химия, металлургия және мәшине жасайтын кәсіпорындары тазаланбаған қалдықтарын төгуде. Осының салдарынан өте бағалы бекіре балықтар ұрық шашатын алқаптар уланып Атырау өңірі көп зиян шегуде.

Судың экологиялық зардаптарының тигізер сырына қанық әрбір адам ауыз суға талап деңгейін жоғары ұстап, оны тазартып ішуге ынталы болуы керек.

10 -сыныптағы «Минералды тыңайтқыштар өндірісі» тақырыбында жер бетіндегі алты миллиард адамды асырау үшін минералды тыңайтқышты пайдалану экономикалық жағынан өзін-өзі ақтайды, дегенменде...
Минералды тыңайтқыштардан өсімдіктер 40-50% азотты, 20-25% фосфорды, 70-80% калийді ғана пайдаланады. Ал, қалған бөлігі топырақта қалып, топырақ (эрозиясына) ластануына жол беріледі.
Азотты тыңайтқыштардан көп берілген жағдайда 300-400ц/га артық берілу адамдарды уландыру қаупін туғызады.

Әсіресе нитраттардың артық мөлшері көкөніс және бақшалық өсімдіктер үшін өте қауіпті келеді.
1991-1992 жылдары Төрекелді Шорманов бастаған Алматының кардиология ғылыми зерттеу институтының қызметкері Ж.Сисеналиев Қазалы қаласының екі мың тұрғынының қанын Түрікмен республикасына барып, тексеруден өткізгенде, олардың барлығынан да нитраттар шыққан.Сол институттың ғылыми қызметкері Хайрулла Бисеновтың зерттеуі ол нитраттардың адам тәнінен қайтып шықпай, қайта еселей көбейе беретіндігін көрсеткен.Оның үстіне бүгінге дейін нитраттарды жойып жіберетін дәрі жасалған жоқ.

Экологиялық катастрофалар, күкірт қышқылы ауаға, топыраққа,суға түскенде болатын зиянды зардаптар. Транспортта, заводта, шойын жолдарда болатын апаттар.
Демонстрациялық роликтер (Швеция. Жаңалықтар. Май, 2009 жыл, химиялық заводта болған апат). Оқушылар көргендерінен пікірлер айтады. Қышқыл жаңбырлар, экологиялық апаттар. Қышқылдарды анықтау.

Экологиялық мазмұнды химиялық есептерді келесідей белгілеріне қарай жіктеуге болады: шығарылу әдісіне, есептің рөлі мен білімнің қалыптасуына байланысты. Жоғарыда келтірілген есептер негізгі шығарылу жолына қарай сандық және логикалық ұғымның қалыптасқанына байланысты ұғымдарды бекіту немесе нақтылауға арналған есептер. Экологиялық мазмұнды химиялық есептерді келесідей белгілеріне қарай жіктеуге болады: шығарылу әдісіне, есептің рөлі мен білімнің қалыптасуына байланысты. Мысалы: есептер ұғымына, мазмұнына қарай жіктеледі (1-кесте).

1-кесте – Экологиялық және табиғатты қорғау ұғымдарын қалыптастырудағы есептердің жіктелуі

Есеп
түрлері Экологиялық мазмұнды
органикалық есептер Ұғымдарға
жіктелуі
1. Мазмұны мен ұғым көлемін нақтылауға арналған есептер 1 м3 ағаш қалдығынан (бұтақ, қабық, жапырақ)
60 литр метанол алуға болады. Осындай көлемдегі спирт, тотыққан кезде алынатын 40% формалин ерітіндісінің массасын табыңыз. Қалдықтардың түзілуін ескерту

2. Ұғымдар арасындағы байланысты қалыптастыратын есептер
Фенолмен ластану әдетте мұнаймен ластанғанымен бірдей. 2000 жыл Ульба өзенінен анализ үшін
100 мл-ден 3 үлгі алынған. Бұл үлгідегі фенол массасы 0,00145мг, 0,00165 м2, 0,00170мг болған. Фенолдың орташа концентрациясын есептеңіз (мг/л) және оны шектеулі концентрациямен салыстырыңыз. Фенолдың химиялық қасиетіне сүйеніп, суды тазарту жолдарын келтіріңіз. Қоршаған ортаның ластануы, ластағыш заттарды бейтараптау

Сонымен қатар есептер қарастырылатын мәселелер мазмұнына қарай жіктеуге болады (2-кесте).
2-кесте – Экологиялық мазмұн бойынша есептің жіктелуі

Тапсырма түрі
Экологиялық мазмұнды есептер
1. Химияның екі жақтылығын ашатын есеп
Ауыз суынан токсиньді және наркотикалық әсері бар заттардың болатынын анықталған. Сандық және сапалық анализ негізінде өндірістік фенол және мынадай заттардан тұратыны анықталған. Олар: 36,5% көміртегі, 1,5% сутегі, 8,1% оттегі, 53,9% хлор заттың молекулалық формуласын құрыңыз. Оны алудың реакция теңдеуін жазыңыз. Табиғи ортаға осы заттардың мүмкін болатын түсу жолын көрсетіңіз.

2. Тірі ағзаға химиялық қосылыстардың әсерін көрсететін есеп
Бензой қышқылы Е-210 тағамдық қоспа түрінде болады. Ол табиғатта көптеген жемістердің құрамында кездеседі. Оны бактерицидтік құрал ретінде, тұмауға қарсы йогурт, джем, жеміс шырындарына қосады. Бензой қышқылын мұнайдан алынатын металциклогексаннан алу жолын көрсетіңіз, оның тірі ағзаға әсері қандай?

3. Технологияның жетілмегенін қарастыратын есеп
Жылу электростанциясы тәулігіне құрамында 75% көміртегі және 5% күкірт бар 6400 т көмір жұмсайды. Егер газ түтінін тазалау өндірісі болмаса, тәулігіне қоршаған ортаға түсетін CО2 және SО2 оксидтері және көмірсутектердің массасын есептеңіз. Қоршаған ортаға осы шығарылған заттар қандай зиянын тигізеді?

4. Аймақтық экологиялық мәселелерін қарастыратын есеп 1996 жылы Каспий теңізінде қаржының болмауынан газ өткізу құрылысында мұнай газының 3млрд м 3 факельде өртелді. Егер газ құрамы: СН4 – 40%, С2Н10 – 20% болса, С3Н8 және С4Н10 – 20% болса, атмосфераға түсетін көмірқышқыл газының көлемін есептеңіз, оның қоршаған ортаға әсері бола ма?

Сонымен, экологиялық мазмұны бар химиялық есептерде химиялық қосылыстардың қолданылуы және олардың адам ағзасына, қоршаған ортаға тигізетін әсерлері қарастырылды. Мұндай есептерді шешу химиялық білімді интерпретациялауға қазіргі жағдайда қолдануға, қоршаған ортаның реалды процесті елестетуге мүмкіндік береді. Сондықтан органикалық химия пәнінен оқушылардың өзіндік жұмысын ұйымдастыруда осындай экологиялық мазмұнды сандық есептердің орны ерекше. Оның мақсаты теориялық материалды бекіте отырып, практикалық есептеулер арқылы дағды мен қызығушылықты дамыту.

Осы мақсатты іске асыру барысында мынандай экологиялық мазмұнды есептер беріліп, ол есептердің экологиялық және табиғатты қорғау түсініктерін қалыптастырудағы және есептің мазмұны бойынша жіктелуіне баса назар аударамын. Сабақтың түрлеріне сай іріктеліп алынған әдістер оқушылардың танымдық қызығушылықтары мен белсенділіктерін арттырып, сол арқылы оқушылардың химиялық-экологиялық ұғымдары негізінде білімдерінің тереңдеуін,оны іс жүзінде пайдалана алу мүмкіндіктерін күшейтті. Оқу материалын меңгертуде тірек-сызбаларды мәтінге айналдыру-дәріс сабағы,

«Сұрақтар мен жауаптар», «Химиялық-экологиялық диктант» т.б.оқыту тәсілдері; білімді, іскерлікті қалыптастыру сабақтарында экологиялық мазмұнды есептер шығару тиімді қолданылды. Бұрынғы дәстүрлі оқу үрдісінде мұғалімге басымдылық ролі берілсе, ал мұндай оқу үрдісінде оқушы белсенділік көрсетуі тиіс- оны оқытпайды, өздігінен оқу керек. Ал мұғалімнің негізгі көңіл аударатыны әрбір оқушының жеке қызығуы мен мүмкіндіктерін ашу болмақ. Оқушының жеке интеллектуалды дамуы, сөйлеу мәдениеті, өз бетінше жұмыс істеу жауапкершілігі, өз еркімен ұсыныс жасауы жүзеге асты. Ұлы ойшыл, қытай философы Конфуцийдің «Естігенді ұмытамын, көргенді еске сақтаймын, өз ақыл-ойыммен істеген ісімді түсінемін» деген даналық сөздері осы айтылғандарды дәлелдей түседі.