О. Д-С. Кендиван

Легенды и суеверия с точки зрения биолога и химика

Проблемно-творческие задачи

Несмотря на множество инноваций, которые внедряются в образовательный процесс, школа по-прежнему ориентирована на простое получение знаний, развитие умений и навыков и репродуктивные методы обучения и до сих работает в режиме информирования, а не развития учащихся. Возникает противоречие между потребностью общества в формировании компетентности школьников, которая обеспечивает общеучебную подготовку к жизни в обществе, и невозможностью ее реализации при использовании традиционных методов образовательной деятельности.

Решение данной проблемы – в новых технологиях обучения, направленных на формирование ключевых компетенций учащихся, предполагающих подчинение знаний умениям и делающих акцент на практической стороне содержания. Меняется сама конечная цель обучения: мало знать, надо уметь применять теоретические знания для решения конкретных задач. В этом заключена идея деятельностного характера компетентностного обучения. Важно не знание формул, а умение решать задачи с их применением. Этот подход более соответствует мировым тенденциям развития образования.

Реализовать компетентностный подход к творческому саморазвитию личности в процессе обучения можно с помощью проблемно-творческих заданий, отличающихся от традиционных заданий своей практической направленностью. В процессе обучения химии и биологии это способствует раскрытию роли предметных знаний для объяснения явлений, наблюдаемых учащимися в жизни. В частности, предлагаемые проблемно-творческие задачи расширяют представления учащихся о химической и биологической сущности легенд и суеверий различных народов.

Выполнение такого рода заданий помогает формированию следующих общеучебных умений и навыков:

• умение использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для объяснения явлений в природе;
• умение устанавливать причинно-следственные связи;
• умение самостоятельно создавать алгоритм деятельности при решении проблем творческого характера;
• умение выделять главное;
• умение самостоятельно получать знания из различных источников информации (в том числе Интернет-ресурсов) и применять их в повседневной жизни;
• умение примененять полученную информацию для разработки интеллектуального продукта;
• овладение основными видами публичных выступлений.

Задача 1. Почему плачут крокодилы?

Информационная подсказка. Старые легенды рассказывают, что крокодил льет горькие слезы, оплакивая несчастную, им же самим проглоченную жертву. Давно стало нарицательным выражение «крокодиловы слезы» (так говорят о лицемерном человеке, притворно скорбящем о товарище, которому он причинил зло). А на самом деле крокодилы плачут не из жалости, а от избытка солей в организме. Железы, выделяющие растворы солей, расположены у самых глаз крокодила.

Задание. Составьте молекулярные формулы солей натрия.

Ответ. NaNO₃, NaF, NaJ, NaBr, NaCl, NaNO₂, Na₂CO₃.

Творческое задание. Подготовьте сообщения о распространении солей натрия в природе, о роли натрия в живых организмах.

Задача 2. Почему еще никому не удалось сорвать цветок папоротника?

Информационная подсказка. Говорят, что папоротник цветет один раз в году, в полночь накануне Ивана Купалы. Цветок у него большой и пышет огнем, и тот, кто сорвет его, найдет ключи к счастью и вечной молодости. На самом деле папоротник не цветет: размножается он спорами, а не семенами. Но в теплые июльские дни появляются на папоротнике жучки светлячки, которых в народе называют Ивановыми червячками. У них на брюшке выделяется особое святящееся вещество – люциферин, ферментативное окисление которого вызывает характерное свечение светлячков. Потому-то еще никому и не удалось сорвать светящийся цветок папоротника.  

Задание. Вычислите массовую долю углерода в люциферине С₁₁H₇N₂S₂О₃.

Ответ. 47,31% С.

Творческое задание. Составьте мини-пособие «Светящиеся вещества».

Задача 3. Почему считается, что цветение бамбука приносит несчастье?

Информационная подсказка. В Индии цветение бамбука означало несчастье: болезнь или смерть. У индийского бамбука (мелоканны) плод похож на маленькую грушу. После цветения мелоканны (один раз в 30 лет) большие мясистые плоды, содержащие много жиров и углеводов, падают на землю. Их пожирают крысы и на таком корме начинают размножаться с огромной скоростью. В прежние времена крысы вызывали вспышки эпидемии чумы. Вот и получалось, что цветение бамбука приносило несчастье.

Задание. Установите молекулярную формулу углевода фруктозы, если массовые доли элементов в ней составляют: С – 40,0%, Н – 6,6%, О – 53,4%.

Ответ. С₆H₁₂O₆.

Творческое задание. Составьте таблицу сравнения физических свойств глюкозы и фруктозы.

Задача 4. Почему по ночам бродят болотные призраки и мерцают огоньки на кладбище?

Информационная подсказка. На болотах, на кладбищах в результате гниения растительных и животных организмов образуется фосфористый водород (гидрид фосфора, фосфин) – бесцветный газ с запахом гнилой рыбы. Выходя на поверхность, он в присутствии кислорода воздуха самовоспламеняется и сгорает. Поэтому в таких местах то гаснут, то вспыхивают бледные огоньки, которые поверья связывали с неприкаянными душами мертвецов.

Задание. Составьте уравнение химической реакции окисления фосфористого водорода на воздухе.

Ответ. 2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅↑ + 3H₂O.

Творческое задание. Напишите шпаргалку для участия в «Конкурсе шпаргалок» по теме «Фосфор». Подготовьте сообщение «Процессы окисления в природе» для рубрики «Хочу все знать» с использованием дополнительной литературы и Интернета.

Задача 5. Почему плачут черепахи?

Информационная подсказка. Бразильские индейцы рассказывают, что морские черепахи, выходя на сушу, горько плачут, сожалея о покинутой родине. На самом деле слезы у морских черепах льются по другой причине: им необходимо вывести из организма лишние соли, которые накапливаются из-за морской пищи (рыб, мелких животных и водорослей). Вот они и выводят соли вместе с водой в виде крепкого рассола (50–55 г/л), который течет у них из глаз.

 Задание. Составьте молекулярные формулы солей калия.

Ответ. KNO₃, KF, KJ, KBr, KCl, KNO₂, K₂SO₄.

Творческое задание. Подготовьте сообщение о роли калия в живых организмах.

Задача 6. Почему алжирцы считают Черное озеро дьявольской затеей?

Информационная подсказка.  В Алжире есть природное озеро, наполненное настоящими чернилами. Местные жители называют его «Око дьявола». Цвет воды объясняется тем, что в одной из рек, впадающих в озеро, содержится большое количество растворенных солей железа, а в другой – всевозможные органические соединения. Сливаясь вместе в озерную котловину, потоки взаимодействуют друг с другом, и в ходе постоянно происходящих химических реакций образуются чернила.

Задание. Составьте уравнения химических реакций образования чернил.

Ответ. FeSO₄ + Са(ОH)₂ → Fe(ОH)₂ + СаSO₄

4Fe(ОH)₂ + O₂+ 2H₂O → 4Fe(ОH)₃

2Fe(ОH)₃ → Fe₂О₃ + 3H₂O

Образуется минеральный пигмент состава

Fe₂О₃•СаSO₄.

Творческое задание. Соберите коллекцию фотографий различных предметов, изготовленных из железа, чтобы проиллюстрировать свойства и применение железа, сделайте сообщение о роли железа в организме млекопитающих.

Задача 7. Почему считалось, что ведьмы для приготовления летучей мази и наведения порчи использовали белладонну?

Информационная подсказка. Смертоносная белладонна – ценное лекарственное растение, но в фольклорной традиции оно пользуется очень нехорошей репутацией, поскольку чрезвычайно ядовито да к тому же и растет часто на руинах. Съевшего ее или выпившего ее отвар человека чаще всего ожидал летальный исход. Биологическая активность белладонны определяется алкалоидами: атропином, скополамином С₁₇H₂₁NО₄.

Задание. Вычислите массовую долю углерода в скополамине С₁₇H₂₁NО₄.

Ответ. 67,32% С.

Творческое задание: Создайте киносценарий научно-популярного фильма «Алкалоиды».

Задача 8. Зачем с кактусом нужно здороваться?

Информационная подсказка. Речь идет о североамериканском кактусе рода Лофофора, с которым у индейцев связан ряд суеверий. Например, наткнувшись на кактус, с ним обязательно нужно поздороваться, чтобы он не обиделся и не навлек на вас беду. Напиток из мякоти стеблей дикорастущих лофофор индейцы Мексики и юго-востока Америки использовали в многочисленных обрядах, поскольку кактус содержит порядка 30 алкалоидов, одним из которых является вызывающий галлюцинации мескалин С₁₁H₁₇NО₃.

Задание. Вычислите массовую долю азота в мескалине.

Ответ. 6,64% N.

Творческое задание. Составьте сообщение о лекарственных и ядовитых растениях.

Задача 9. Почему животные погибают, попадая в Долину смерти на острове Ява?

Информационная подсказка. В некоторых вулканических местностях углекислый газ выделяется из трещин земной коры. В низких местах с плохой вентиляцией углекислый газ скапливается около поверхности земли в больших концентрациях. Животные, попадая в подобные ловушки, погибают от удушья. Такова знаменитая  Долина смерти на острове Ява.

Задание. Объясните, почему углекислый газ в Долине смерти скапливается внизу?

Ответ. Д = Му.г./Мвозд. = 44/29 = 1,52, следовательно, углекислый газ тяжелее воздуха.

Творческое задание. Составьте карточку «Анкетные данные углекислого газа», указав его агрегатное состояние, запах, содержание в атмосфере, во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе и др.

Задача 10. Почему воды священного Ганга исцеляют?

Информационная подсказка. Туристы, приехавшие в Индию, обязательно должны искупаться в  водах священного Ганга. Ежедневно такое омовение совершают тысячи людей, при этом не было отмечено возникновения ни одного инфекционного заболевания. Вероятно, это связано с тем, что в устье реки и в прибрежных зонах обнаружены самые крупные в Индии месторождения самородного серебра. Вследствие этого воды Ганга насыщены ионами серебра, обладающими бактерицидным действием. Ионы серебра оказывают каталитическое действие на процесс окисления органических веществ, в том числе и бактерий.

Задание. Составьте электронную формулу ионов серебра, обладающих бактерицидным действием.

Ответ. 1 s² 2 s² 2 p⁶ 3 s² 3 p⁶ 4 s² 3 d¹⁰ 4 p⁶ 5 s⁰ 4 d¹⁰.

Творческое задание. Придумайте слайд-экскурсию по использованию соединений серебра в медицине.

Задача 11. Может ли коралл служить предвестником болезни?

Информационная подсказка. С глубокой древности и до наших дней красный коралл использовали в качестве разного рода талисманов и амулетов. В Южной Европе его носят и поныне для предохранения от сглаза. В Англии раньше считалось, что коралл охраняет владельца от эпилепсии и происков ведьм, защищает дом и корабль от молний, бурь и ураганов. Когда его носили на себе, он служил индикатором здоровья – бледнел при болезни и возвращался к нормальному цвету при выздоровлении. И во многих странах бытовало мнение, что коралл является предвестником болезни. Такое выцветание коралла связано с изменением состава выделений потовых желез. 

Коралл состоит из кальцита с примесями соединений железа. 

Задание. Установите молекулярную формулу коралла, если массовые доли элементов в нем составляют: Са – 40%, С – 12%, O – 48%.

Ответ. СаСО₃.

Творческое задание. Оформите иллюстрированный альбом «Соединения кальция в природе».

Задача 12. Почему озеро Смерти считают заколдованным?

Информационная подсказка. Самый опасный водоем на нашей планете – озеро Смерти, находящееся на острове Сицилия. Люди считают его заколдованным. Все берега и воды его лишены растительности, а купаться в нем смертельно опасно: кожа покрывается волдырями и ожогами. Любое живое существо, попавшее в это страшное озеро, моментально погибает. Химический анализ воды озера показал содержание в ней больших концентраций серной кислоты. Оказалось, что в озеро Смерти выбрасывают концентрированную серную кислоту два источника, находящиеся на его дне.

Задание. Составьте уравнения электролитической диссоциации серной кислоты.

Ответ. H₂SO₄ → 2 H⁺ + SO₄^2–.

Творческое задание.  Проведите домашний эксперимент «Кислотность биологических жидкостей: крови, слюны, слез, мочи и т.п.» и подготовьте отчет.

ЛИТЕРАТУРА

1. Добровольский В.В. Химия земли. – М.: Просвещение, 1980.
2. Немец Ф.  Ключ к определению минералов и пород. – М.: Недра, 1982.
3. Неорганическая химия. Энциклопедия для школьника / Под ред. И.П. Алимарина. – М.: Советская энциклопедия, 1975.
4. Непомнящий Н.Н. 100 великих загадок природы. – М.: Вече, 2006.
5. Химия. Большая детская энциклопедия. – М.: Русское энциклопедическое товарищество, 1999.

Фото с сайта http://img0.liveinternet.ru