М.А. НИКИТИНА, учитель химии,
А.А. ПЕТРОВИЧЕВ, Т.В. ПЕТРОВИЧЕВА, учителя биологии,
С. В. ФОМИЧЕВ, учитель физики,
муниципальная средняя общеобразовательная
школа № 5 им. П.Д. Киселева, г.Каменка, Пензенская обл.

Вода. Свойства воды

Интегрированный урок – пресс-конференция

Опыт преподавания дисциплин естественно-научного цикла в школе показывает, что учащиеся неплохо усваивают предлагаемый материал по каждому предмету, но при этом у них не формируется единое видение законов природы. Для того, чтобы исправить этот недостаток, предлагается проведение интегрированных уроков, основой которых становится совместная деятельность учителей различных предметов и учащихся.
Наш опыт работы в данном направлении показал, что при интегрированном преподавании естественных дисциплин:

– у учащихся появляется больший интерес к изучению наук естественно-научного цикла и желание работать самостоятельно;
– формируется целостный образ природы, собственная картина мира, развивается материалистическое мировоззрение;
– школьники осознают родственность и единство естественно-научных предметов, которые они обычно изучают раздельно;
– отвечая на экзаменах, ученики приводят примеры из смежных наук, показывая широкий кругозор, выходящий за пределы требований отдельного предмета.

Цели урока: дать учащимся представление о том, что вода – это уникальное природное соединение, активная среда жизни; изучить основные теплофизические свойства воды; подвести учащихся к оценке роли воды в жизни растений, животных и человека, к пониманию необходимости бережного и экономного отношения к водным ресурсам; развивать интерес к науке, активизировать познавательную деятельность, умение выделять главное, находить ответы на поставленные вопросы, формировать чувство прекрасного.

Оборудование: схемы и таблицы для размещения на доске и демонстрации на экране, эпипроектор, приборы и материалы к демонстрациям, магнитофон, музыкальные записи, выставка рисунков на тему: «Вода в природе»; выставка книг по теме: «Вода».

ХОД УРОКА

Председатель конференции. В адрес нашей конференции пришло такое послание. «Приветствуем вас, жители планеты Земля, именующие себя Человечеством. За помощью к вам обращается отряд наблюдателей с планеты Акватоид звездной системы Тау из созвездия Кита.
История нашей планеты трагична и поучительна. К сожалению, различные цивилизации Акватоида не могли мирно сосуществовать. Как правило, более грубая и примитивная, а в силу того более жестокая, цивилизация уничтожала более развитую и гуманную, чтобы в свою очередь оказаться уничтоженной еще более грубой.
В результате бессмысленных войн и варварского использования планетарных ресурсов Акватоид потерял почти всю жидкость, являющуюся основой жизни.
Чтобы выжить, Организация Объединенного Разума планеты предприняла попытки поиска вещества, способного заменить «жидкость жизни» Акватоида. Сообщение о единственном удовлетворяющем заданным параметрам соединении было найдено в архивах радиообменов с планетой Земля Солнечной системы:
«Вода – самое драгоценное минеральное сырье, это не только средство для развития промышленности и сельского хозяйства, вода – это действительный проводник культуры, это живая кровь, которая создает жизнь там, где ее не было. Академик А.П. Карпинский.»
Поэтому в течение года специальная научно-исследовательская экспедиция тайно изучала вещество, которое вы, Земляне, называете «вода». Обращаемся к вам с просьбой быть экспертами на конференции ученых, проводивших исследования свойств воды, и журналистов Акватоида, информирующих жителей своей планеты о ходе исследований.»

Сотрудник химической лаборатории (один из учеников, «акватоидянин», докладывает о результатах химических исследований строения воды).
Вещество, ради которого мы прилетели на Землю, встречается в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом, газообразном. В научном мире Земли оно известно под названием «оксид водорода», причем по химическим свойствам его относят к амфотерным оксидам. Реже его называют «гидрид кислорода».
Формула воды – Н₂О (карточка 4 (см. Приложение 2) вывешивается на доску или закрепляется на ней магнитом)*.
Молярная масса воды 18 г/моль (на доску помещается карточка 5). Она имеет следующее молекулярное строение... (объясняет схему – карточка 6 на доске) и состоит из одного атома кислорода, что составляет 88,8% и двух атомов водорода, что составляет 11,2% от массы всей молекулы (карточки 7 и 8). Молекула образована ковалентной полярной связью (демонстрируется схема). Для воды характерна молекулярная кристаллическая решетка.

Сотрудники физической лаборатории (ученики докладывают результаты исследований физических свойств воды).
Сотрудники нашей лаборатории пришли к выводу, что наличие воды на планете Земля (около 1387 млн км3) является наиболее важным условием зарождения и существования жизни. Вода на планете Земля существует не только в явном виде (четыре океана, моря, озера, реки), вода присутствует и в воздушном океане Земли, и в почве, и во всех породах, слагающих земную кору. В живых организмах ее количество составляет в среднем около 80%. Даже в изливающейся огненной магме есть вода: вместе с расплавленной лавой вулканов из недр Земли извергается до 40 млн т воды каждый год.
Нами изучены следующие теплофизические свойства воды.
Удельная теплоемкость – около 4200 (Дж/кг . ^оC) (карточка 9). Это в 10 раз больше чем у железа, в 40 раз больше, чем у золота, и только немногие вещества, например водород и аммиак, обладают большей удельной теплоемкостью. Из-за этой исключительной способности воды поглощать тепло ее температура при нагревании и охлаждении изменяется медленно, поэтому морским обитателям не угрожает ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение. Большая удельная теплоемкость воды определяет и климат планеты: вода нагревается значительно медленнее суши, забирая большое количество тепла, но полученное тепло она сохраняет дольше, выполняя при этом терморегулирующую функцию. На этом свойстве воды, кстати, основан и принцип обогрева жилых помещений прогоном горячей воды по батареям отопительной системы.
Удельная теплота парообразования примерно 2 300 кДж/кг (карточка 10). Это означает, что при испарении 1 г вода «забирает с собой» 2300 Дж тепла. Это свойство воды тоже является терморегулирующим: например, если бы человек не потел при совершении работы, он бы перегрелся, а пот, основой которого является вода, при испарении понижает температуру тела.
Значительна и удельная теплота плавления льда. При 0 °С и давлении 760 мм рт. ст. она составляет 334 000 Дж/кг (карточка 11).
Из распространенных на Земле металлов только алюминий, железо и медь имеют удельную теплоту плавления выше 200 000 Дж/кг (при соответствующих температурах плавления). Таким образом, замерзая, вода выделяет тепло и согревает окружающий воздух. Это свойство воды также играет немаловажную роль в формировании климата планеты Земля.

Вопрос журналиста (ученик). Почему лед плавает?

Ответ физика (ученик). При замерзании плотность воды уменьшается, лед становится легче воды.

Добавление эксперта (учитель физики). Да, этот ответ верный (демонстрируется подкрашенный плавающий лед). Стоит задуматься, почему твердая вода (т.е. лед) легче жидкой воды. Это свойство воды аномальное и требует дополнительных разъяснений. У большинства веществ при кристаллизации плотность возрастает, это и понятно, так как происходит образование кристаллической структуры, частицы вещества теряют возможность двигаться, и средние расстояния между ними уменьшаются. Таким образом, объем уменьшается, а плотность возрастает. В воде при снижении температуры до +40 °С также уменьшаются расстояния между молекулами и небольшими ассоциатами (группами молекул Н₂О), меньше становятся и размеры самих молекул за счет уменьшения интенсивности колебаний атомов в них, что и приводит к увеличению плотности воды. Но вот процесс кристаллизации происходит с возникновением дополнительных водородных связей, которые образуют ассоциаты крупных размеров с полостями внутри (карточки 2 и 3 ). Именно это и приводит к уменьшению плотности, а следовательно, к возрастанию объема (демонстрируется карточка 1 – график зависимости объема одного и того же количества воды от температуры).

Вопрос журналиста (ученик). Каким образом аномальное изменение плотности воды при снижении температуры влияет на облик Земли?

Ответ физика (ученик). Способность воды расширяться при замерзании спасает планету от оледенения. Если бы лед был тяжелее воды и опускался на дно, то многие моря, реки и озера просто заполнились бы ледяными глыбами, которые не успевали бы растаять летом, и жизнь в водоемах была бы невозможна.

Добавление эксперта (учитель физики). Аномальное свойство воды увеличивать свой объем при опускании температуры ниже +4 °С доставляет определенные трудности при эксплуатации ряда технических устройств. Например, на морозе при отсутствии подогрева приходится сливать воду из систем водяного отопления, радиаторов автомобилей.
При замерзании воды ее объем скачкообразно увеличивается примерно на 11%. Если такой процесс происходит в замкнутом пространстве, то возникает громадное избыточное давление, превышающее атмосферное почти в 2500 раз. В результате вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы, не говоря уже о трубах водяного отопления жилых помещений. (Демонстрируется заранее выставленная на мороз стеклянная бутылка, доверху наполненная водой. Превратившись в лед, вода разбила бутылку.)

Сотрудники химической лаборатории (ученики).

Важным свойством воды является ее способность растворять вещества. Вода является универсальным растворителем. Она растворяет очень многие вещества, но сама при этом остается инертной – не изменяется от растворенных в ней веществ. В ней могут растворяться вещества различной химической природы, образованные ковалентной полярной и ионной связями.

Журналист (ученик прерывает доклад вопросом). Чем можно объяснить тот факт, что вода является универсальным растворителем?

Ответ эксперта (учитель химии). Разноименные электрические заряды притягиваются в воде в 80 раз слабее, чем притягивались бы в воздухе, за счет образования гидратированных ионов. Силы взаимного притяжения между молекулами и атомами, погруженными в воду, также слабее, чем в воздухе, оттого и происходит растворение многих труднорастворимых веществ. (Демонстрируется рисунок «Действие воды как растворителя».)

Действие воды как растворителя

«Вода камень точит» – говорят у нас на Земле.

Продолжение доклада. В воде могут растворяться твердые, жидкие и газообразные вещества. Но не все вещества одинаково хорошо растворяются в воде: некоторые хорошо растворимы, другие малорастворимы, третьи практически не растворимы. (Демонстрируется процесс растворения разных солей на фильтровальной бумаге (кристаллы KMnO₄, CuSO₄, K₂Cr₂O₇).)

Вопрос журналиста (ученик). Существует ли величина, характеризующая способность веществ растворяться в воде?

Ответ химика (ученик). Для характеристики способности вещества растворяться у землян существует понятие «растворимость». Растворимость определяется массой вещества, способной растворяться в 1000 г воды при определенной температуре.

Вопрос журналиста (ученик). В своем ответе вы упомянули температуру. Значит ли это, что растворимость зависит от температуры?

Ответ химика (ученик). Совершенно верно, растворимость зависит от температуры, но не всегда одинаково; на нее влияет еще и агрегатное состояние вещества. (Демонстрируется растворение кусочков сахара в холодной и горячей воде: в стакан заранее была налита холодная вода, а потом (при согревании) на стенках образовались пузырьки воздуха – подтверждение разной степени растворимости газов в воде с разной температурой.)

Докладчик делает вывод, что растворимость твердых веществ при повышении температуры увеличивается, а газообразных уменьшается.

Вопрос журналиста(ученик). Отличаются ли свойства растворов веществ от свойств дистиллированной воды?

Ответ (ученик). Да, отличаются: у них разная температура кипения, температура кристаллизации, некоторые растворы обладают электропроводностью, а дистиллированная вода – диэлектрик. (Демонстрируется разная степень электропроводности раствора NaCl и дистиллированной воды.)

Вопрос журналиста (ученик). Можно ли выделить вещества из водного раствора?

Ответ химика (ученик). Да, можно. (Демонстрируется нагревание тиосульфат натрия (Na₂S₂O₃ х 5H₂O) до расплавления, а потом осторожное охлаждение. После внесения в охлажденный раствор кристаллика тиосульфата наблюдается кристаллизация соли по всему объему.)

Вопрос журналиста (ученик). Молярная масса воды – 18 г/моль. В обычном состоянии вода – жидкость. Как вы объясните, что вещества, имеющие большую молярную массы (СО₂, SO₂, С₂Н₄ и др.), находятся в газообразном состоянии?

Ответ эксперта (учитель химии). Действительно, температуры плавления и кипения воды аномально высоки. Обратимся к графику, который показывает зависимость температур кипения и плавления соединений от их молярной массы. С увеличением молярной массы температуры плавления и кипения увеличивается. Если бы вода подчинялась этой закономерности, она кипела бы примерно при –75 °С, и замерзала бы при –90 °С.

Зависимость температур кипения и плавления соединений от их молярной массы

Чем же можно объяснить эти аномально высокие температуры? Из рассказа сотрудника химической лаборатории мы узнали, что молекула воды образована ковалентной полярной связью, приводящей к появлению положительного заряда атома водорода и отрицательного заряда атома кислорода, между которыми происходит электростатическое притяжение. Такое взаимодействие называется водородной связью, которую на схемах обозначают тремя точками (демонстрируется схема водородных связей). Водородные связи могут связывать три, четыре, пять, шесть молекул воды, образуя ассоциаты молекул, имеющие значительно большие значения молярных масс (карточки 12, 13, 14, 15).

Поэтому вода при нормальных условиях – жидкость. Между молекулами названных веществ водородного ряда водородные связи не возникают, и эти вещества при обычных условиях газообразные. Образованием водородных связей можно объяснить и хорошую растворимость некоторых веществ.

Вопрос журналиста (ученик). Мы поняли, что в природе встречается не чистая вода, а раствор различных веществ. А много ли веществ в нем присутствует?

Ответ химика (ученик). Общий объем растворенных в Мировом океане солей равен 48 000 000 млрд т. Если эти соли выпарить и равномерно распределить по всей поверхности Земного шара, то образуется слой соли в 45 м, а если распределить эту соль только по суше, то толщина слоя составит 153 м. Это высота 50-этажного небоскреба.

Вопрос журналиста (ученик). Очевидно, что вода растворяет твердые, жидкие и газообразные вещества. А имеет ли это свойство воды значение для живых организмов Земли?

Ответ химика (ученик). Да, для живых организмов способность воды растворять многие вещества имеет жизненно важное значение, так как именно с водой к клеткам животных и растений поступают необходимые для жизни вещества и с водой удаляются из клеток продукты жизнедеятельности. Вода поддерживает кислотно-основное равновесие организма.
О роли воды в живых организмах говорит тот факт, что вода в них постоянно обновляется. В кактусе вода полностью обновляется за 28 лет, в организме черепахи – за 1 год, в теле верблюда – за 3 месяца, в организме человека – менее, чем за 1 месяц. Без воды человек может прожить только 3 дня, в то время как без пищи – 30–50 дней.
Живые организмы очень чутко реагируют на потерю воды. Человек, например, тяжело переносит потерю воды даже в количестве 2% от веса тела (около 1,5 литров) – при этом ощущается очень сильное чувство жажды. При потере 4% воды у него повышается температура, краснеет кожа, учащается сердцебиение, начинается головная боль. При потере 8% воды прекращается слюноотделение, становится трудно говорить. О том, что испытывает человек, потерявший 10% воды от веса тела, известно только по рассказам чудом выживших людей, заблудившихся в пустыне. В таком состоянии человек уже ничего не понимает и не способен передвигаться. А если потеря воды превысит 12% – не может самостоятельно глотать и погибнет, даже если воду поставить рядом с ним. Кровь становится вязкой, и сердце не справляется с возросшей нагрузкой. Потеря 10–12% воды от веса тела может привести к необратимым изменениям в организме человека, а потеря 15–25% смертельна. Смерть наступает тем быстрее, чем выше температура окружающей среды: лишенный способности охлаждаться за счет испаряющегося пота, человек быстро перегревается.
Надо заметить, что в жаркую погоду человек может терять с потом около 1 л воды в час, а если он выполняет тяжелую физическую работу в помещении с высокой температурой, например в сталелитейном цехе или в шахте, – 2–3 л в час и даже больше.

Сотрудники биолаборатории (ученики). Самое распространенное неорганическое соединение в живых организмах планеты Земля – вода. Например, в клетках развивающегося зародыша ее – 90%, в теле медузы – до 98%. Даже в клетках эмали зубов ее содержание составляет почти 10%. В среднем, в многоклеточном организме воды содержится около 80% от общей массы тела.
Важная роль воды в клетке обусловлена ее химическими свойствами. Сотрудники химической лаборатории уже объяснили наиболее важное свойство воды – растворять органические и неорганические вещества. Это важно, так как проникновение в клетку веществ и выведение из нее продуктов жизнедеятельности возможно только в растворенном виде. Вода участвует в явлении осмоса, играющего важную роль в поддержании постоянства химического состава клетки. Напомним, что осмосом называется проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого-либо вещества. Вода поступает в клетку именно путем осмоса. Давление, с которым вода проникает через мембрану, называется осмотическим, величина этого давления возрастает с увеличением концентрации раствора. Осмотическое давление жидкостей организма человека соответствует осмотическому давлению 0,9%-ного раствора NaCl. Более концентрированные растворы принято называть «гипертоническими», менее концентрированные – «гипотоническими». Направление диффузии воды – в клетку или из нее – обусловлено величиной осмотического давления окружающего клетку раствора. Если какие-либо клетки, например эритроциты, поместить в гипотонический раствор, вода будет поступать в них, и давление на наружную клеточную мембрану изнутри будет возрастать до тех пор, пока клеточная оболочка не лопнет. Напротив, в гипертоническом растворе вода стремится наружу, и клетки обезвоживаются.
На явлении осмоса основано движение воды по проводящей системе зеленых растений от корней к листьям. Вода, всасываемая корневыми волосками растений, содержит мало растворенных веществ. Проникая в клетки через мембраны и создавая в них повышенное давление, вода придает упругость листьям, лепесткам цветков, стеблям трав.
Не менее важна для живой природы и чисто химическая роль воды. Под действием специальных ферментов она вступает в реакции гидролиза, в которых к свободным валентностям различных молекул присоединяются ионы ОН^– и Н⁺ из молекулы воды, при этом образуются новые вещества, необходимые для жизни клетки.

Добавление эксперта (учитель биологии). Я бы хотел заметить, что количество воды в организме также зависит от возраста. Эмбрион человека на 97% состоит из воды, а у новорожденных ее количество составляет 77% массы. К 50 годам человек немного «усыхает», и вода составляет только 60% от его массы.
Основная масса воды, 70%, сосредоточена внутри клеток, а остальное – это внеклеточная вода. 7% этой воды – кровь и лимфа, большая же часть омывает клетки – межтканевая, или интерстициальная, вода.
Каждый, зная свой возраст и вес, может приблизительно рассчитать массу своей внутренней «гидросферы» и ее составляющих.

Вопрос журналиста (ученик). Почему происходит обезвоживание организма?

Ответ эксперта (учитель биологии). Обезвоживание организма происходит на клеточном уровне. Раствор солей или сахаров высокой концентрации, находящийся вокруг клетки, вытягивает из нее воду. У растений, имеющих твердую клеточную стенку, цитоплазма при этом отходит от нее, что можно наблюдать в опыте. Это явление называется плазмолизом.

Опыт 1 – выделение воды при плазмолизе. В небольшой наполненный глицерином цилиндр опускается кусочек картофеля (с грузиком, чтобы предотвратить всплытие). Можно наблюдать, как из картофеля постепенно выделяется и поднимается вверх вода.

Опыт 2 – потеря растением тургорного давления. В один цилиндр наливается вода, а в другой – крепкий раствор поваренной соли. В цилиндры опускаются кусочки листьев капусты. Через 30 мин сравнить внешний вид образцов, сделать вывод.
Отходя от стенок клетки, цитоплазма образует вогнутую поверхность (вогнутый плазмолиз), которая затем через 15–30 мин принимает выпуклую форму (выпуклый плазмолиз). (Демонстрируется рисунок).

Плазмолиз

Вопрос журналиста (ученик). Для сохранения тканей живыми вне организма ученые Акватоида помещали их в воду, но ткани погибали. Помещенные же в 0,95% раствор NaCl, эти ткани оставались живыми. Почему?

Ответ биолога (ученик). Если ткани поместить в простую воду, концентрация солей в них снизится, что приведет к гибели клеток. В физиологическом растворе (0,9% NaCl) клетки не погибают, так как концентрация такого раствора примерно равна концентрации солей внутри клетки.

Вопрос журналиста (ученик). Если прилить в кровь чистую воду, то клетки крови человека лопаются, если же поместить их в концентрированный раствор соли NaCl, то они сморщиваются. Почему же этого не происходит, когда человек пьет воду и употребляет в пищу соль?

Ответ биолога (ученик). Клетки крови не страдают от употребления человеком большого количества воды или солей в силу того, что в организме поддерживается постоянство внутренней среды. Излишки воды и солей быстро удаляются из организма через почки и кожу.

Вопрос журналиста (ученик). Подлетая к Земле, мы заметили черные и бурые пятна непонятного происхождения. Это нас заинтересовало. Мы взяли пробы этой воды (Демонстрируются пробирки с прозрачной водой, с черным пятном на воде, с мутной водой. В отдельную пробирку с чистой водой добавляется индикатор.). Объясните пожалуйста, что это такое.

Ответ эколога (ученик). Большая часть всей воды на планете Земля сосредоточена в морях и океанах. На пресную воду приходится всего 2%. Большая часть пресной воды (85%) сосредоточена во льдах полярных зон и в горных ледниках. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды. С появлением жизни на Земле круговорот воды стал более сложным, так как к явлению физического испарения добавились процессы, связанные с жизнедеятельностью организмов. К тому же роль человека становится все более значительной в этом круговороте. (Демонстрация рисунка «Сброс отходов производства в водоем» рис. 60, стр.179 учебника «Экология. 9-й класс» /Под ред. Е.А. Крикунова и др. – М.: «Дрофа», 1995.)
Деятельность человека приводит к загрязнению природных вод. Одним из основных загрязнителей воды являются нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в водоемы из естественных источников, при нефтедобыче, транспортировке, переработке и использовании в качестве топлива и промышленного сырья.
Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные вещества, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Из металлов наибольшую опасность для водной среды представляют ртуть, свинец и их соединения. Накопление в водоемах органических веществ приводит к их эвтрофикации, т.е. уменьшению содержания в воде кислорода, развитию анаэробных бактерий, появлению неприятного «затхлого» запаха и в итоге к обеднению фауны и флоры.
Один из видов загрязнения водоемов – тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают в водоемы чистую, но подогретую воду. С повышением температуры в естественном водоеме уменьшается количество растворенного кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие. В таких водоемах возникает и биологическое загрязнение – чрезмерное накопление микробов.
Человечество потребляет огромное количество пресной воды – в основном для промышленных и сельскохозяйственных нужд. Наиболее водоемкие отрасли промышленности – горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель воды – сельское хозяйство: на его нужды уходит 60–80% всей расходуемой человечеством пресной воды.
Подсчеты показывают, что на все виды водопользования тратится 2200 км³ воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% мировых ресурсов пресных вод. Расчеты показывают, что даже если очистка охватит все сточные воды, то все равно на их разбавление потребуется 30–35 тыс. км3 пресной воды. Это означает, что ресурсов пресной воды надолго не хватит.
Поэтому человечество должно рационально использовать и беречь воду – основу жизни на Земле!

Добавление эксперта (учитель биологии или экологии). Деятельность человека – это геологическая сила, способная привести как к нарушению природных закономерностей, так и к улучшению экологического состояния природных водоемов.
Существуют химические и биологические способы очистки сточных вод, но самая эффективная мера – применение безотходных технологий, когда использованную воду очищают от примесей и загрязнений, а затем вновь используют в технологическом процессе. Повторное использование доочищенных вод в 20–25 раз снижает потребление свежей воды и уменьшает сброс сточных вод в водоемы. Это одно из главных условий рационального использования воды.
Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли – она незаменима. Чем выше уровень развития цивилизации, тем больше потребляется воды. Из схемы «Количество воды на одного человека в сутки» видно, как увеличивалось водопотребление за последние 1000 лет, составив к началу XXI столетия в среднем около 200 л воды на одного человека в сутки.

На что человечество в основном расходует воду, видно из диаграммы «Соотношение количества воды, расходуемой человечеством на различные нужды».

В итоге человечество стало испытывать дефицит пресной воды. Чтобы избежать участи Акватоида, жителям Земли необходимо принять следующие меры:

1. Бережно относиться к потреблению воды.
2. Совершенствовать оборотные системы водоснабжения.
3. Улучшать очистку сточных вод.
4. Использовать маловодные технологии.
5. Соблюдать природоохранное законодательство.

Заключительное слово экспедиции ученых Акватоида. Вода является основой жизни не только земной цивилизации, она может спасти и цивилизацию планеты Акватоид. В связи с этим, Организация Объединенного Разума нашей планеты просит рассмотреть возможность колонизации незначительного пространства гидросферы Земли. А к жителям Земли обращаемся: «Берегите воду! Ведь воде была дано волшебное свойство быть основой жизни на Земле».

Заключительное слово жителей Земли. Жители Земли согласны предоставить акватоидянам временный вид на жительство, при условии знания и соблюдения основных принципов существования ноосферы Земли и, в частности, свойств воды как основы земной биосферы.
За время пребывания на Земле мы познакомим вас со способами получения воды, которые вы сможете использовать. Это позволит вам восстановить условия, необходимые для существования жизни на вашей родной планете. А пока вы будете гостями Земли, вы не должны забывать, что вода – богатство, которое нужно беречь, чтобы Землю не постигла участь Акватоида. Существует одно поучительное предание. Царь Дхатусена, правивший на острове Шри Ланка в V в., в ответ на требование мятежников показать тайники с царскими сокровищами, привел своих неразумных врагов к созданному им искусственному озеру Калевано, имевшему 80 км в окружности. Озеро спасало жителей острова во время засухи. Царь зачерпнул пригоршню воды и сказал: «Это и есть все мое богатство».

Заключительное слово учителей. Урок хотелось бы закончить словами Антуана де Сент-Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни! Ты сама жизнь! Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца. Ты самое большое богатство на свете...»
В конце урока (можно, наоборот, перед его началом, или по ходу урока – в зависимости от способности ребят переключать внимание и продолжать следить за выступлениями) ученикам раздаются кроссворды ( Приложение 1). Лучшие результаты по их заполнению оцениваются. Оценки по физике, биологии, химии и экологии получают также «сотрудники лабораторий» и «журналисты», активно работавшие на уроке.

Приложение 1.

Кроссворд

1. Химическая система, образованная несколькими веществами, не имеющими поверхности раздела.
2. Процесс обособления цитоплазмы от оболочки, вследствие частичной потери клеткой воды.
3. Переход молекул растворителя из области с более высокой их концентрацией в область с менее высокой их концентрацией через полупроницаемую мембрану.
4. Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить телу, чтобы нагреть его на 10 °С.
5. Самый распространенный химический элемент Вселенной.
6. Последствие потери воды организмом.
7. Прибор для получения дистиллированной воды.
8. Самый распространенный химический элемент на Земле.
9. Переход вещества из жидкого в твердое кристаллическое состояние.
10. Процесс увеличения объема тела.
11. Твердое состояние воды.
12. Неорганическое вещество, образованное атомами металлов и кислотными остатками.

Ответы

1. Раствор. 2. Плазмолиз. 3. Осмос. 4. Теплоемкость. 5. Водород. 6. Обезвоживание. 7. Дистиллятор. 8. Кислород. 9. Кристаллизация. 10. Расширение. 11. Лед. 12. Соль.

Приложение 2.

Конечный вид доски, оформление которой происходило по ходу урока

От редакции. В перечне необходимого при проведении урока оборудования авторы указали также компьютер с набором заранее подготовленных презентаций. Оформление выступлений или отдельных их элементов в виде компьютерных презентаций – очень интересная идея, предполагающая также работу (на предварительном этапе) по курсу информатики, а заодно позволяющая сэкономить время на самом уроке. Однако из самого текста не ясно, реализовали ли авторы эту идею в данной конкретной разработке.

* Заранее подготовленные карточки и схемы демонстрируются учащимся, укрепляются в нужном месте на доске и обсуждаются по ходу урока. В конце его оформление доски приобретает вид, приведенный в Приложении 2.