Организация учебных экскурсий как средство формирования экологического мировоззрения и профориентации учащихся

Урок № 3. Экскурсия в отопительную котельную

Эту экскурсию целесообразно провести в IX классе как комплексную по химии и физике: при изучении темы по химии "Подгруппа углерода", в которой рассматриваются вопросы об основных видах топлива и способах сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, и при изучении темы по физике "Теплопередача и работа".

Подготовител

ьный урок. Повторяют свойства кислорода и сущность реакции окисления, обращают внимание на продукты' горения сложных веществ, отмечают важную роль огня в развитии цивилизации, рассматривают существенные признаки реакции горения, дают ее определение. Затем учащиеся, пользуясь коллекцией "Топливо", выполняют лабораторный опыт "Ознакомление с различными видами топлива, характеризуют виды топлива, отмечают их значение.

Учитель предупреждает учащихся об экскурсии в отопительную котельную, и дается задание: ознакомиться со схемой простейшего устройства для сжигания топлива. Если используется пылевидное топливо, то его сжигают с помощью форсунки.

Чтобы учащиеся имели представление о строении форсунки, учитель предлагает, используя учебник, вспомнить аналогичное устройство ацетиленокислородной горелки. Для распыления жидкого топлива в форсунках используют водяной пар пли сжатый воздух. Лучше всего смешивается с воздухом и полнее сгорает газообразное топливо.

Учитель рассказывает, где используется жидкое и газообразное топливо. Учащиеся делают вывод, что во время горения топлива происходит химическая реакция между горючими веществами, входящими в состав топлива, и кислородом воздуха, сопровождающаяся выделением теплоты и света.

Экскурсия. Комплексная экскурсия проводится по следующему плану:

1) ознакомление с отопительной котельной;

2) ознакомление с устройством и принципом работы системы отопления зданий. При проведении тематической экскурсии можно ограничиться осмотром котельной.

В ходе предварительной беседы экскурсовод или учитель сообщает учащимся, какой вид топлива используется в данной котельной, чему равна удельная теплота сгорания данного топлива и переводной коэффициент к условному топливу. Из курса физики учащиеся знают, что для сравнения качества различных видов топлива введено понятие "условное топливо", удельная теплота сгорания которого составляет 29 300 Кдж/кг.

После вступительной беседы переходят в помещение, в котором находится котельная установка. Оператор (кочегар) показывает учащимся приемы обслуживания топки: загружает топку топливом, изменяет силу дутья, при помощи рукоятки покачивает колосником. Экскурсовод объясняет, что во время эксплуатации топки на колосниковой решетке образуются три слоя. Свежее топливо образует верхний горючий слой, из которого под влиянием высокой температуры выделяются горючие газы и другие летучие вещества. Горючие газы сгорают в топочном пространстве красным или светло-желтым пламенем. После испарения летучих веществ остается горючий кокс. Он составляет средний слой. В результате сгорания кокса образуются зола и шлак, которые располагаются в нижнем слое и постепенно проваливаются через колосниковую решетку в зольник или шлаковый бункер. Периодически золу и шлак выгружают из бункера через шлаковый затвор. Воздух, необходимый для поддержания горения, поступает из атмосферы через подколосниковое пространство (поддувало) и вдувается вентилятором через диффузор.

Экскурсовод объясняет учащимся, как обеспечивается полнота сгорания топлива. В процессе горения топливо реагируеТ1 с кислородом воздуха в определенном количественном отношении. Чтобы сгорание происходило полнее, воздух подают в топку в не котором избытке по сравнению с теоретически необходимым. Чрезмерный избыток воздуха также нежелателен, ибо увеличивается расход теплоты на его нагревание.

Оператор котельной отмечает признаки неполного сгорания топлива и показывает, как этого можно избежать: усиливает дутье, прочищает колосники от золы, удаляет шлак. При правильно соблюдаемом отношении масс топлива и воздуха сгорание происходит практически полностью. Признаками полного сгорания топлива являются светло-желтое (соломенное) пламя в топке и бледнокоричневый дым. При этом в топке достигается высокая температура (при сгорании дров - 950-1100°С, угля - 1100-1300 °С, мазута - 1400-1500°С, природного газа - до 16000С).

Учащимся предлагается через глазок (смотровое окошко) заглянуть внутрь топки, рассмотреть пламя, которое образуется при сгорании топлива, и определить, полностью ли оно сгорает.

В заключение можно отметить, что топки для сжигания других видов топлива отличаются по своей конструкции. Так, для сжигания торфа и дров применяют шахтные топки, имеющие больший объем топочного пространства. Колосниковая решетка в них расположена наклонно, чтобы топливо по ней непрерывно перемещалось по мере горения, а решетка самоочищалась от золы.

Итоговый урок. При подведении итогов экскурсии не следует повторять устройство топок для сжигания топлива, эти сведения даются ознакомительно. Главное, чтобы учащиеся поняли, что во всех случаях при сжигании топлива необходимо придерживаться правильного массового или объемного топлива и обеспечивать хорошее их перемешивание.

В заключение повторяют, в чем заключается основное содержание труда оператора котельной установки, делают вывод о необходимости знаний по химии для успешного выполнения этих трудовых функций, подчеркивают значимость данной рабочей профессии в сфере производства, обеспечивающей народное хозяйство тепловой энергией, правильного использования энергии сгоревшего топлива, экономии топливно-энергетических ресурсов, охраны атмосферы от загрязнений [1, 9-12].

3.2 Лабораторные работы

Лабораторная работа № 1. "Моделирование этапов очистки воды"

Цель - смоделировать различные способы очистки воды и определить их эффективность в отношении различных типов загрязнителей.

Последовательность выполнения работы

1. В лабораторный стакан емкостью 500 мл налейте 400 мл водопроводной воды и внесите в нее перечисленные ниже загрязняющие вещества:

столовая ложка почвы;

несколько капель или кристалликов пищевого красителя;

около 1 мл прокисшего молока или мясного бульона, содержащего бактерии.

К" каким типам загрязнителей относятся названные вещества?

Присутствие в воде этих веществ заметно по ее относительной мутности. Исследуйте эффективность различных способов очистки для устранения загрязнителей.

2. Отстаивание.

Налейте 50 мл загрязненной воды в мерный цилиндр. Наблюдайте за происходящими изменениями в течение 0,5-1 ч.

Какие из загрязняющих веществ можно удалить отстаиванием? Исследуйте верхний слой волы на загрязнение следуюшими способами:

присутствие в воде взвесей определяется ее относительной мутностью (прозрачная вода взвесей практически не содержит);

присутствие растворенных веществ в данном случае определяется визуально, поскольку нами был использован пищевой краситель;

присутствие бактерий проверяется с помощью стерильной проволочной петли: петлю простерилизуйте в пламени; перенесите каплю исследуемой воды из стакана в чашку Петри с заранее приготовленной питательной средой - эта среда обеспечивает рост бактерий, так что их присутствие будет заметно по появлению колоний через несколько дней.