Методические рекомендации по организации исследовательских работ

Автор Антонова Ольга Викторовна.

Методические рекомендации

по организации исследовательских работ

в области естествознания во внеурочное время для учащихся основной общеобразовательной школы

Автор:

Антонова Ольга Викторовна,

учитель химии и биологии

МБОУ СОШ №9.

г. Амурск

2012.

Пояснительная записка.

Цель обучения ребенка состоит в том,

чтобы сделать его способным

развиваться дальше без помощи учителя.

Элберт Хабборд.

В Концепции модернизации российского образования говорится: «Базовое звено образования - общеобразовательная школа, модернизация которой предполагает ориентацию образования не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных и созидательных способностей» [7]. В 2010 году началась разработка федеральных государственных образовательных стандартов общего образования второго поколения для основной школы.

Образовательный стандарт, являющийся отражением социального заказа, предъявляемый семьей, обществом и государством, представляет собой совокупность трех систем требований - к структуре основных образовательных программ, к результатам их освоения и условиям реализации, которые обеспечивают необходимое личностное и профессиональное развитие обучающихся.

В качестве одного из способов активизации творческого потенциала личности можно рассматривать исследовательскую деятельность учащихся.

Учебная исследовательская деятельность - это специально организованная познавательная творческая деятельность учащихся, по своей структуре соответствующая научной деятельности, характеризующаяся целенаправленностью, активностью, предметностью, результатом которой является формирование познавательных мотивов, исследовательских умений, субъективно новых для учащихся знаний или способов деятельности.

Опыт предыдущих лет показывает, что исследования проводились только с теми детьми, которые проявили интерес к этому виду деятельности. Теперь, со вступлением в силу ФГОСов, ситуация меняется: учитель должен заниматься исследовательской деятельностью со всеми детьми, обучающимися в классе.

Не за горами то время, когда ученики младшей школы придут в основную школу и чтобы учителя были готовы организовать учебное исследование на уроке для всего класса, мы предлагаем воспользоваться нашими рекомендациями и провести научно-исследовательские работы индивидуально или с группой учащихся.

В области естественных наук - экологическое образование считается приоритетным направлением и выполняет интегративные функции в формировании целостной картины мира подрастающих поколений [3].

В нашей работе даны рекомендации по организации исследования для учителя («Рекомендации для руководителя исследования») и рабочий лист для учеников («Работа исследователя»). В результате работы по данным рекомендациям вы получите мини-исследования, которые можете дополнить теоретической частью для получения полноценной работы.

Мы предлагаем методики исследования состояния окружающей среды (по одной работе в четверть), темы работ соответствуют природным условиям Хабаровского края.

Планирование исследований.

Темы.

Сроки проведения.

1. Оценка качества воздуха в черте города по состоянию хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris).

I четверть

2. Определение загрязнения атмосферного воздуха по изменению морфологических признаков березы повислой (Bétula platuphulla), произрастающей в разных районах города.

II четверть

3. Определение загрязнений воздуха по снежному покрову.

III четверть

4. Анализ физико-химического состава почвы на территории школы.

IV четверть

В каждой из 4-х работ даны варианты простого исследования и повышенной сложности, но структура во всех работах остается одинаковой.

В дальнейшем, выбрав любую методику для исследования и оформив её (в каждом конкурсе существуют свои требования к оформлению, как один из вариантов можно использовать Положение к районной научно-исследовательской конференции «Эврика») вы получите исследовательскую работу.

Структура исследовательской работы.

Введение - описывают проблемы исследования. Пути решения данной проблемы является целью исследования.

Цель исследования - это конечные, научные и практические результаты, которые должны быть достигнуты в итоге его проведения.

Задачи исследования - представляют собой все последовательные этапы организации и проведения исследования с начало до конца.

Гипотеза - обоснованное предположение о том, каким путем можно решить проблему. Она должна быть проверяемой, содержать предположение, соответствовать фактам.

Объект исследования - это процесс, на что направлено познание или явление, порождающее проблемную ситуацию и избранное для изучения.

Предмет исследования - более конкретен и дает представление о том, как новые отношения, свойства или функции объекта рассматриваются в исследовании. Предмет устанавливает границы научного поиска в рамках конкретного исследования.

Раздел теоретической части - анализ литературных и информационных источников по данной теме. Теоретический раздел желательно завершить выводами.

Раздел практической части - проведение эксперимента, анализ экспериментальных данных завершается выводами. При их составлении необходимо учитывать следующие правила: выводы должны соответствовать поставленным задачам и формулироваться лаконично.

Заключение - представляет собой краткий обзор выполненного исследования. Оно должно содержать то новое, существенное, что составляет итоговые результаты исследования.

Этими рекомендациями могут воспользоваться и учителя начальной школы. Предлагаемые нами работы не требует сложного оборудования и реактивов. И позволяют в короткие сроки получить оценку экологического состояния нашего города. Суть таких исследований понятна для школьников разного возраста.

«Человеку важно знать свои корни - отдельному человеку, семье, народу - тогда и воздух, которым мы дышим, будет целебен и вкусен, дороже будет взрастившая нас земля и легче будет почувствовать назначение и смысл человеческой жизни»

Василий Песков.

Работа №1.

Рекомендации для руководителя исследования.

Тема. Оценка качества воздуха в черте города по состоянию хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris).

Цель: изучение состояния воздуха по морфологическому изменению хвои сосны обыкновенной.

Материалы и оборудование: лупа, хвоя сосны.

Хвойные растения чувствительны к загрязнению среды. Они особенно сильно страдают от сернистого газа. Продолжительность жизни хвои у сосны составляет 3-4 года. Под влиянием токсинов у сосны происходят следующие изменения: уменьшение продолжительности жизни хвои, отмирание побегов, появление некрозов (омертвление тканей), изреживание кроны, уменьшение ширины годичных колец

Скорость поступления химических веществ сильно зависит от влажности воздуха и насыщенности листьев водой. Увлажненные хвоинки поглощают сернистый газ в несколько раз больше, чем сухие. Растение интенсивно накапливает в тканях серу. Молодые хвоинки (молодые деревья) активнее поглощают сернистый газ, чем старые. Поэтому возраст сосновой хвои указывает на степень загрязнения. При концентрации сернистого газа 1:1000000 хвоя сосны опадает. (Таблица 2).

Известно много методов оценки состояния окружающей среды. Важное место среди таких методов занимает биоиндикация - наблюдения за поведением живых организмов или оценка их свойств. Чтобы живой организм был хорошим биоиндикатором, у него должны проявляться достаточно выразительно ответы на изменения в окружающей среде. Это могут быть следующие факторы: нарушение симметрии в строении растительных организмов и их частей. Нарушение целостности листовых пластинок, изменение окраски и формы. Изменение весовых показателей листовых пластинок.

Это хорошо проявляется на таких растениях, как клен, береза, липа и клевер. Методы биоиндикации в наши дни не только не устарели, но находят все более новые и интересные пути развития. Такие оценки учитывают весь комплекс физических и химических факторов, которые присутствуют в среде обитания. Метод не требует дорогого оборудования и реактивов. Он позволяет в короткие сроки получить общую оценку здоровья среды в определенном месте. Этот метод не наносит ущерба живой природе [3].

Для проведения работы соберите опавшие хвоинки и хвоинки с нижних ветвей сосны. Выбирайте растения примерно одного возраста, произрастающие в похожих условиях по освещенности, влажности, высоты и формы кроны. Для усложнения работы можно сравнить образцы хвои, собранные с разных участков.

Работа исследователя.

Тема. Оценка качества воздуха в черте города по состоянию хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris).

Цель: изучение состояния воздуха по________________________ хвои сосны обыкновенной.

Гипотеза. Если хвоя сосны ________________________, то значит воздух_______________.

Задачи:

1. Изучить литературу и информационные источники по данному вопросу.

2. Провести исследование по изучению морфологических признаков хвои сосны.

3. Сравнить полученные данные и сделать вывод о влиянии атмосферного загрязнения на морфологические признаки хвойных растений и качестве воздуха.

4. Составить рекомендации по сохранению чистоты воздуха.

Предмет исследования: ____________

Объект исследования: _____________

Практическая часть.

1. Рассмотрите хвоинки с помощью лупы.

2.Определите степень загрязнения воздуха по наличию хлоротичных пятен, некротических точек, некрозов и т.д. (рис. 1, таблица 2).

3. Результаты занесите в таблицу 1.

4. Сравните полученные результаты. Сделайте выводы о влиянии атмосферного загрязнения на морфологические (внешние) признаки хвойных растений.

Таблица 1

Оценка качества воздуха по состоянию хвои сосны.

Место сбора образцов.

№ образца

Класс повреждения

Повреждения.

Усыхание.

Некроз.

Парковая зона

Промышленная зона

Лесная зона

Вывод:

1. Сравните образцы хвои, собранные в одной зоне, между собой на наличие повреждений, некрозов и усыхания._____________________________________________

2.Сравните образцы листьев, собранные в разных зонах, между собой на наличие повреждений, некрозов и усыхания._____________________________________________

3.Дайте оценку качеству воздуха по состоянию хвои сосны в разных зонах сбора образцов._____________________________________________________________________

Заключение.

Изучив и проанализировав литературу, мы узнали, что___________________________

На основании полученных результатов, мы можем оценить качество воздуха по состоянию хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Самой чистой зоной является______________ Самый не свежий воздух в зоне ____________________такой воздух называют «грязным». Доказательством эффективности выбранного подхода, может служить__________________

Наша гипотеза подтвердилась (не подтвердилась. Почему?)____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Рекомендации.

Для очистки воздуха от примесей промышленных предприятий и сохранения чистоты воздуха нужно предпринять следующие меры:

1.________________________________________________________________________

2.________________________________________________________________________

3.________________________________________________________________________

Таблица 2

Влияние антропогенных факторов на жизнедеятельность растений.

Антропогенные факторы.

Признаки изменения растений.

1.Загазованность

Проникая через устьица листьев и чечевички коры, вредные химические вещества нарушают обмен веществ, угнетают клетки.

2.Задымленность и запылённость воздуха

Мелкие грязевые частицы препятствуют газообмену и фотосинтезу.

3.Засоление почвы

Изменение водно-солевых характеристик почвы ведет к физиологическим нарушениям, гибели растений.

4.Асфальтирование, уплотнение и каменистость почвы

Нарушает газообменный и водный режимы и ведет к генетическим и физиологическим изменениям.

5.Подземное воздействие на корневую систему

Вибрации и излишнее тепло от теплоцентралей угнетают растения.

6.Неправильные и стихийные посадки

Деревья утрачивают естественную форму кроны, посадки характеризуются горизонтально- сомкнутыми кронами и не дают солнечным лучам проникнуть к земле.

7.Освещение в ночное время

Нарушает естественные суточные ритмы.

Таблица 3

Экспресс-оценка загрязнения воздуха по классу повреждения.

Признаки.

Класс повреждения

1

2

3

4

1.Повреждения

Хвоинки без пятен;

С небольшим числом мелких пятнышек;

С большим числом черных и желтых пятен, некоторые из них крупные, по всей

ширине хвоинки;

2. Усыхание

Нет сухих участков;

Усох кончик на 2-5 мм;

Усохла треть

хвоинки;

Вся хвоинка желтая или более половины ее длины сухая.

3.Некроз

Краевой некроз (по краям хвоинки);

Срединный некроз;

Точечный - отмирание тканей листа в виде пятен, рассыпанных по всей поверхности хвоинки

Рисунок 1. Класс повреждения и усыхания хвои.

Работа №2.

Рекомендации для руководителя исследования.

Тема. Определение загрязнения атмосферного воздуха по изменению морфологических признаков березы повислой (Bétula platuphulla), произрастающей в разных районах города.

Цель: изучение влияния атмосферного загрязнения на морфологические признаки березы, методом биотестирования тканей листа.

Материалы и оборудование: лупа, миллиметровая бумага, ножницы, линейка, весы школьные, листья древесных растений с простой и небольшой листовой пластинкой: березы.

Для исследования соберите образцы листьев лиственных деревьев в разных районах города. Выбирайте растения примерно одного возраста, произрастающие в похожих условиях по освещенности, влажности и т.д. Соберите листья из нижней части кроны равномерно вокруг дерева со всех доступных веток. Листья выбирайте примерно одинаковые, среднего размера от 10 до 20 штук с каждого дерева. Больше всего загрязнение среды сказывается на клене остролистном, т.е. это растение менее всего устойчиво к влиянию неблагоприятных антропогенных факторов среды.

Для большой наглядности выберите парковую (экологическая зона №1) и промышленную (экологическая зона №2) зоны. Во II части работы «Определение веса листовой пластины клена с разных экологических зон» можно не рассчитывать переводной коэффициент для листьев березы, полученные данные (массу и площадь листовой пластинки) занести сразу в таблицу 5.

Существует несколько способов измерения площади листьев березы (клена, липы, тополя):

- По методике М.С. Миллера - это весовой метод, при помощи светочувствительной бумаги, подсчета квадратиков на миллиметровой бумаге.

- Весовой при помощи липкой бумаги по методике Л.В. Дорогань [4,9].

Работа исследователя.

Тема. Определение загрязнения атмосферного воздуха по изменению морфологических признаков березы повислой (Bétula péndula), произрастающей в разных районах города.

Цель: изучение влияния _______________________________ на ___________________________ березы, произрастающей ________________________________, методом биоиндикации.

Гипотеза. _______________если______________, то___________________.

Задачи:

1. Изучить литературу и информационные источники по данному вопросу.

2.Провести исследование состояния листовых пластинок березы по способности удерживать пыль и изменять, в связи с этим, свой вес и морфологические признаки.

Сделать вывод о состоянии воздуха, в зависимости от состояния листовых пластинок березы, произрастающей в разных районах города.

3. Составить рекомендации по сохранению чистоты воздуха.

Предмет исследования: __________________

Объект исследования: ____________________

Практическая часть.

I Определение способности листьев растений задерживать пыль.

1. Возьмите образец №1 лист березы, собранный в экологической зоне №1, приклейте его лицевой стороной на скотч. Через несколько минут осторожно оторвите скотч и приклейте на лист белой бумаги, пронумеруйте и сфотографируйте.

2. То же самое повторите с тыльной стороной листа образца №1.

3. Опыт повторите со всеми образцами листьев березы, собранных в экологической зоне №1.

4. Результаты занесите в таблицу 1.

5. Сделайте вывод о запыленности листовых пластинок всех образцов, собранных в одной экологической зоне.

6. Повторите те же исследования с образцами, собранными в экологической зоне №2. результаты занесите в таблицу 2.

Таблица 1

Морфологические изменения листовых пластинок

(экологическая зона №1).

Номер образца

Признаки запыленности листовых пластинок.

Лицевая сторона листа

Тыльная сторона листа

1

2

10

Средний результат

Вывод: Сделайте вывод о запыленности листовых пластинок всех образцов, собранных в чистой зоне.__________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________

Таблица 2

Морфологические изменения листовых пластинок

(экологическая зона №2).

Номер образца

Признаки

Лицевая сторона листа

Тыльная сторона листа

1

2

10

Средний результат

Вывод: Сделайте вывод о запыленности листовых пластинок всех образцов, собранных с экологической зоны №2. ________________________________________________________

7.Занесите полученные результаты двух исследований в сводную таблицу 3.

Таблица 3

Оценка качества воздуха по состоянию листовой пластинки березы в различных экологических зонах.

Место сбора образцов.

Средний результат.

Экологическая зона №1

Экологическая зона №2

Вывод: Сделайте вывод о морфологических изменениях всех образцов, собранных с разных участков.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Заключение.

Сравните полученные результаты. Сделайте вывод о влиянии антропогенной нагрузки на морфологические признаки лиственных растений, произрастающих на разных участках.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

II. Определение веса листовой пластины клена с разных экологических зон.

1.Возьмите бумагу, (лучше в клеточку) очертите квадрат, равный длине и ширине листа березы образца №1, собранного в экологической зоне №1.

2.Вычислите площадь квадрата бумаги, вырежете и взвешайте его.

3.Аккуратно обрисуйте контур образца №1 листа березы.

4.Вырежьте контур листа, взвешайте его.

5.Результаты занесите в таблицу 4.

6.Опыт повторите со всеми образцами, собранными в экологической зоне №1. Результаты занесите в таблицу 4.

7.Такие же измерения повторите со всеми образцами, собранными в экологической зоне №2. Результаты занесите в таблицу 4.

8.Сделайте расчет переводного коэффициента по формулам. Сделайте вывод.

Рисунок 1 Определение массы квадрата и листа.

Таблица 4

Вычисление переводного коэффициента для листовой пластинки.

Место сбора образцов

№ образца

Масса листа бумаги, млгр

Масса квадрата бумаги, гр

Площадь квадрата см

Pл*Sкв/Pкв см

Переводной коэффициент

Экологическая зона №1

1

10

Среднее значение

Экологическая зона №2

1

10

Среднее значение

Из полученных данных вычисляют переводной коэффициент по формулам 1 и 2.

S л Pл S кв

К = --------- (1) S л =------------- (2)

S кв Pкв

Где: K - Переводной коэффициент S - Площадь листа (л), или квадрата бумаги (кв).

P - Масса квадрата бумаги, или листа

1.Вычисление коэффициента производится на основании средних факторов (10 листьев). Измерьте длину (А) и ширину (В) и умножьте на переводной коэффициент (К) по формуле.

3). Результаты занесите в таблицу 4.

2.Таким же расчетом он устанавливается отдельно для каждого образца растений.

Рис. 2 Измерение длины и ширины листа.

S = A* B*K (3)

Таблица 5

Вес листовых пластинок из разных экологических зон.

Экологическая зона № 1

Экологическая зона № 2

№ образца

Масса листа бумаги, млгр.

Масса образца (листовой пластинки), млгр.

№ образца

Масса листа бумаги, млгр.

Масса образца (листовой пластинки), млгр.

1

10

Среднее значение

Вывод:

- сравните среднеарифметические величины для каждого ряда между собой_____________

- сравните значения массы листа бумаги и массы образцов листьев, произрастающих в разных экологических условиях__________________________________________________

Заключение.

Как связан вес листовых пластин березы (Bétula platuphulla) с чистотой воздуха? Какие антропогенные факторы влияют на чистоту воздуха в загрязненной зоне?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рекомендации. Для очистки воздуха от примесей промышленных предприятий и сохранения чистоты воздуха нужно предпринять следующие меры:______________________________

Работа №3

Рекомендации для руководителя исследования.

Тема. Оценка степени загрязнения атмосферного воздуха по состоянию снежного покрова.

Цель. Изучение влияния атмосферного загрязнения на степень загрязнения снежного покрова.

Материалы и оборудование: пробы снега с разных участков (300 мг), химический стакан на 300 мл, пробирки, колба на 200 мл со стеклянной пробкой или часовое стекло, мерный цилиндр на 100 мл, бумажный фильтр, воронка, лист белой бумаги, хозяйственное мыло, стеклянная трубочка, штатив, лабораторное стекло, спиртовка и держатель, печатный текст (высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв 0,5 мм).

Как известно, круговорот воды осуществляется за счет ее испарения и осаждения в виде атмосферных осадков (снега, дождя, града). При этом в атмосферу попадают сотни веществ - это атмосферные загрязнители - сернистый газ, оксиды азота, оксид углерода (угарный газ), хлор, формальдегид и др. В некоторых случаях из двух или нескольких относительно неопасных веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут образоваться ядовитые соединения. Главные источники загрязнения - тепловые электростанции, нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт. Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Поэтому по результатам качественного анализа талого снега можно судить и об атмосферном загрязнении.

Простой вариант работы - анализ образца снега с одного участка, усложненный анализ образцов снега с двух участков, расположенных в разных экологических зонах. Или взять большой участок для исследования и сравнить два образца (№1 - возле школы, №2 - у автомобильной дороги). Работа повышенной сложности - это анализ и сравнение результатов нескольких проб. В дальнейшем вы можете провести мониторинг (сравнить результаты анализа снежного покрова за несколько лет), но при этом нужно учитывать, что: «мониторинг - это систематический сбор и обработка информации, которая может быть использована для улучшения процесса принятия решения, а также, косвенно, для информирования общественности…» [8]

Работа исследователя.

Тема. Определение загрязнений воздуха по снежному покрову.

Цель:____________________________________________

Гипотеза. При условии, что _____________________ , то_______________________________________________

Задачи:

1. Изучить литературу и информационные источники по данному вопросу.

2. Провести исследование загрязнения снежного покрова на установление органолептических свойств (прозрачность, запах, наличие солей - жесткость воды) и химического состава (определение кислотности) талого снега. Сделать вывод о состоянии воздуха в зависимости от состояния снега.

3. Составить рекомендации по использованию снега.

Предмет исследования: _______________________________

Объект исследования: ________________________________

Практическая часть.

Определение органолептических свойств снега.

Для определения органолептических свойств снега образцы должны растаять. Для этого 300 мг образца поместите в химический стакан и поставьте на 5-10 минут в теплое место. Образец №1 - снег с участка возле школы, №2 - у автомобильной дороги.

1. Определение прозрачности воды.

Вода может быть прозрачной или мутной. Уменьшение прозрачности воды связано с присутствием взвесей. Причиной мутности воды может быть наличие в ней песка, глины.

1.Возьмите 200 мл воды образца №1.

2.Установите цилиндр на печатный текст, вливайте исследуемую воду, следя за тем, чтобы можно было читать через воду текст. Отметьте, на какой высоте вы не видите шрифт. Измерьте высоту столба воды линейкой, результаты занесите в таблицу.

3.Повторите опыт с образцом №2. Результаты занесите в таблицу 1.

Для получения достоверных данных сравните все свойства с дистиллированной водой.

2. Определение цвета воды.

1.Налейте в пробирку 20 мл воды образца №1, на белом фоне определите цвет воды (голубой, серый, желтый, коричневый).

2.Определите цвет воды образца №2.

3.Результаты занесите в таблицу 1.

3.Определение запаха воды.

1.Налейте в коническую колбу воды образца №1 на 2\3 объема. Плотно закройте пробкой (желательно стеклянной) или часовым стеклом.

2.Встряхните колбу, производя вращательные движения, откройте колбу и определите характер запаха в баллах, пользуясь таблицей 2.

3. Результаты занесите в таблицу 1.

Таблица 2.

Характеристика запаха.

Балл

Описание запаха воды.

0

Отсутствие ощутимого запаха

1

Запаха нет или он очень слабый, но обнаруживается специалистами.

2

Запах слабый (обнаруживается, если на него обратить внимание);

3

Запах заметный (легко замечается и может вызвать неодобрительные отзывы о воде).

4

Запах отчетливый и может быть причиной отказа от питья.

5

Настолько сильный, что делает воду совершенно непригодной для питья.

4.Определение жесткости воды.

Жесткость - это высокое содержание солей в воде. Такая вода образует накипь на стенках посуды, батарей отопления, в ней хуже мылится мыло и стирается бельё, а волосы становятся жесткими после мытья.

1.В две пробирки налейте образцы воды по 10-15 мл. В каждую пробирку бросьте кусочек мыла и сильно встряхните. Дайте отстояться и опишите внешний вид полученных растворов: есть осадок в виде хлопьев - это жесткая вода, мало осадка, раствор почти прозрачный - мягкая вода. Результаты занесите в таблицу 1.

Таблица 1

Свойства воды.

Образцы

Мутность

Цвет

Запах

Прозрачность

воды

Жесткость воды

Дистиллированная вода.

№1

Вывод. Исследуемые образцы воды по органолептическим свойствам _________________

_____________________________________________________________________________

Определение химических свойств снега.

2. Определение кислотности.

Снег может иметь, как кислую, так и щелочную реакцию, в зависимости от преобладания тех или иных загрязняющих веществ. Если в снег попадают соли различных кислот, он приобретает кислотную реакцию. Присутствие соединений металлов, ароматических углеводородов дают щелочную среду. Для атмосферных осадков кислотность должна соответствовать рН = 5 - 6 (требования СаНиПиН).

1. Налейте образцы талого снега в пробирки и опустите в каждый из них полоску универсального индикатора. Сравните полученные данные со шкалой на упаковке индикатора. Результаты занесите в таблицу 2.

2. Сделайте вывод.

Таблица 2

Реакция рН- среды образцов талого снега.

Исследуемые образцы

Реакция среды рН

Дистиллированная вода.

№1

Вывод.______________________________________________________________________

Заключение.

На основании проведенных исследований, физических и химических свойств талого снега можно сделать следующие выводы:

- анализ физических свойств проб талого снега показал, что наиболее близки к дистиллированной воде по прозрачности и запаху образцы ____________________; механический осадок присутствует в образцах ______________. Это можно объяснить_______________________________________________________________

-показатель рН близок к норме (для атмосферных осадков нормально рН = 5 - 6) в образцах______________ .

-самым чистым оказался образец №_____________ (территория______________) и № ___________ (__________) - это можно объяснить (низкой интенсивностью транспортного потока и тем, что противогололёдные реагенты здесь не используются).

Гипотеза, поставленная в начале исследования, подтвердилась (не подтвердилась)________________________________________________________________

Рекомендации.

1. Образцы № можно использовать для бытовых нужд (уборка, стирка) и технических целей.

Рекомендации для руководителя исследования.

Тема: Анализ физико-химического состава почвы учебно-опытного участка школы.

Цель: изучение физико-химического состояния почвы пришкольного участка.

Материала и оборудование: пробы почв, стеклянный стакан объем 1 л, металлическая крышка (поднос), школьные весы, универсальная индикаторная бумага дистиллированная вода.

Почва - самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием растительности, животных, микроорганизмов, солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений.

Поскольку средняя проба, взятая для анализа, должна характеризовать все свойства исследуемой почвы, на подготовку образца к взятию этой пробы обращают особое внимание. Для исследования можно взять образцы почвы, используемые под посадку цветов и деревьев.

Пробы берут из четырех различных мест опытного участка, приблизительно по 200 г почвы. Методом квадратирования отбирают опытный образец массой примерно 400 г. Около 300 г почвы оставляют для проведения опытов по изучению физических свойств почвы. Остальное количество используют для приготовления почвенной вытяжки.

Очищенный от инородных тел и включений образец почвы высушивают на воздухе, расположив почву в кювете слоем толщиной не более 2 см. Затем взвешивают пустой чистый стакан на 200 мл. В стакан помещают высушенную почву на ¹/₃ высоты и снова взвешивают его, определив массу почвы (m) в граммах. К почве добавляют дистиллированную воду в расчете 5 мл воды на 1 г почвы, приготавливая тем самым водную вытяжку. Перемешивают содержимое стакана в течение 3-5 мин. с помощью стеклянной палочки. Отфильтровывают содержимое стакана через бумажный фильтр, собирая готовую вытяжку в нижний стакан на 50 мл. Первые несколько миллилитров фильтрата удаляют, т.к. они собирают загрязнения с фильтра. Полученную водную вытяжку почвы используют для определения засоленности почвы.

Работа исследователя.

Тема: Анализ физико-химического состава почвы учебно-опытного участка школы.

Цель: изучение __________________________ почвы пришкольного участка.

Гипотеза. Наиболее важными показателями ______________ являются _______________________.

Задачи:

1. Изучить литературу и информационные источники по данному вопросу.

2.Провести исследования физических свойств и химического состава почвы пришкольного участка.

3.На основе полученных фактов дать общую характеристику состоянию почвы на пришкольном участке.

4.Разработать рекомендации по повышению плодородия почвы на пришкольном участке, не требующие особых материальных затрат и физических усилий.

Предмет исследования: ______________________

Объект исследования: _______________________

Практическая часть.

Физический анализ исследуемой почвы.

1. «Определение механического и минерального состава почвы».

Если, почва скатывается в толстую колбаску, которая ломается при изгибании, это значит, что почва лёгкая суглинистая. И в ней не значительно преобладает глинозём. Чернозем можно отличить по цвету.

1. Возьмите немного почвы образца №1, слегка увлажните её и скатайте в ладонях.

2. Результаты занесите в таблицу 1. Сделайте вывод.

2. «Определение структуры почвы».

Если сухая почва распалась на комочки, а при добавлении воды не образовалась сплошная вязкая масса, то почва имеет структуру. Такая почва называется структурированная.

1. Возьмите немного почвы образца №1, разложите её тонким слоем на блюдце и рассмотрите.

2. Добавьте немного воды, перемешайте.

3. Результаты занесите в таблицу. Сделайте вывод.

3. «Определение влагоемкости почвы».

1. На лабораторных весах отвесьте 100 г почвы образца №1.

2. Поместите её на металлическую пластинку (крышку) и поместите на сутки в духовку при температуре около 100 градусов по Цельсию.

3. Взвести высушенную почву.

4. Рассчитайте процентное содержание воды по формуле: {(m1-m2)*100%}:m1

Например: Масса почвы m1= 100г 700мг.; m2=88г200мг

влажность =100700-88200*100%:100700=12% низкий показатель т.к. из-за жаркого, сухого лета и осени без дождей в исследуемой почве содержится мало влаги.

5. Результаты занесите в таблицу 1. Сделайте вывод.

Химический анализ исследуемой почвы.

1. «Определение рН почвенной вытяжки».

Почвенная среда должна быть нейтральной.

1. Возьмите 50 г почвы образца №1, залейте её 200 мл дистиллированной воды.

2. Через 15-20 минут опустите в воду листочек универсальной индикаторной бумаги. Сравните со шкалой на упаковке индикатора.

3. Результаты занесите в таблицу 1. Сделайте вывод.

2. «Определение содержания гумуса в почве».

Содержание органических веществ в почве определяется по следующей методике:

1 вариант

1. Возьмите образец почвы образца №1, взвешайте его на весах.

2. Поместите образец в тигель с крышкой и прокалите его на огне в течение часа для полного сгорания всех органических веществ.

3. Остудите тигель в эксикаторе.

4. Взвешайте почвенный образец после прокаливания (m2).

5. Рассчитайте процентное содержание органических веществ по формуле:

{(m1-m2)*100%}:m1=5500-3600*100:5500=34.5%

6. Результаты занесите в таблицу 1. Сделайте вывод.

2 вариант

1. В колбу, объемом около 1 л, поместите образец почвы образца №1 массой 50 г. Залейте его водой, доведя уровень воды в сосуде до объема примерно 1 л. Содержимое банки взбалтайте, перемешивая, для смачивания почвы и выхода пузырьков воздуха.

2. После расслоения взвеси, измерьте линейкой значения высоты слоев отстоявшейся и всплывшей почвы.

3. Рассчитайте по формуле процентное содержание гумуса: h верхн/ h нижн *100%

4. Результаты занесите в таблицу 1. Сделайте вывод.

Таблица 1

Характеристика состояния почвы образца №1.

№ п/п

Свойства почвы

Характеристика свойств

Физические

1

Механический и минеральный состав почвы

2

Структура почв

3

Влагоемкость

Химические

4

pH почвы

5

Содержание гумуса

Вывод: определите, какие показатели находятся в норме, а какие ниже нормы________________________________________________________________________

При проведении исследования почвы с разных участков, повторите опыты с образцами №2.3 полученные данные занесите в сводную таблицу 2.

Таблица 2

Общая характеристика состояния почвы на пришкольном участке.

№ п/п

Свойства почвы

Характеристика свойств

Физические

1

Механический и минеральный состав почвы

2

Структура почв

3

Влагоемкость

Химические

4

pH почвы

5

Содержание гумуса

Вывод: определите, какие физические показатели находятся в норме, а какие ниже нормы

_____________________________________________________________________________

Заключение.

На основании проведенных исследований, физических и химических свойств почвы пришкольного участка можно сделать следующие выводы:

- анализ физических и химических свойств почвы показал, что наиболее плодородна почва в образцах ____________________;

-самое высокое содержание гумуса в образцах №_____________ (территория______________) и № ___________ (территория______________) - это можно объяснить ____________________________________________________________________.

-показатель рН близок к норме (нормально рН = 7 - 6) в образцах_____________________ .

Гипотеза, поставленная в начале исследования, подтвердилась (не подтвердилась)________________________________________________________________

Рекомендации по повышению плодородия почв:

1.

2.

3.

Информационные источники.

1.Марковская Е.Ф. Математические методы определения некоторых биометрических показателей у растений. / Е.Ф Марковская [и др].- Петрозаводск, 1988.

2.Потапова Т.В. Секрет зеленого листа (методические рекомендации по исследованию качества природной среды) / Под ред. д.ф.н. Ю.Ю. Галкина. - М.: РЭФИА, Фак-т биоинж. и биоинформ. МГУ, 2004. - 56 с.

3. Туровцев В.Д., Краснов В.С. Биоиндикация. Учебное пособие. - Тверь, ТвГУ, 2004. - 178 с.

4.Ширшикова О.А. Определение особенностей восприятия цвета, вкуса, запаха. // Химия в школе - 2008-№ 3-69-71.

5.Шуберт Р. Биоиндикация загрязнения наземных экосистем. / Пер. с нем. - М., Мир»1988.

6. Савинов Е.С. ФГОС Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения. Начальная школа /[сост. Е.С.Савинов].-2е изд., перераб. - М.: Просвещение, 2010. - 204 с. - (Стандарты второго поколения).- ISBN 9785090225649.- standart.edu.ru/catalog.aspx?CatalogId=3650

7.Концепция модернизации российского образования. - edu.ru/db/mo/Data/d_02/393.html

8. Мониторинг - ru.wikipedia.org/wiki/

21