Главная » Химия

Элективный курс "Школа для детективов"

Описание методической разработки

 

  1. Название Элективный курс «Школа для детективов»
  2. Краткая аннотация

       Элективный курс  «Школа для детективов» предназначен для предпрофильной подготовки учащихся 9-х классов. Основная цель разработки данного курса - приблизить содержание обучения химии к повседневным потребностям людей, способствовать формированию у учащихся интереса не только к химии как учебному предмету, но и развитию у них творческого отношения к любому виду деятельности, умения анализировать явления и процессы окружающей действительности с точки зрения естественных наук.

      Он позволит вызвать интерес и желание изучать химию, помочь учащимся в самоопределении профиля и сознательного выбора будущей профессии. Материал элективного курса будет доступен учащимся 9-х классов, познакомит их со спецификой таких профессий, как криминалист, дактилоскопист, юрист и т. п.

       Программа элективного курса достаточно адаптирована для 9-х классов, так как предполагает интересное, занимательное изложение достаточно сложных тем.

 

  1. Учебный предмет химия
  2. Уровень образования школьников базовые знания по предмету химия
  3. Форма учебной работы  Элективный курс по химии для учащихся 9 классов
  4.  Полное описание разработки

 


Пояснительная записка.

Элективный курс  «Школа для детективов» предназначен для предпрофильной подготовки учащихся 9-х классов. Основная цель разработки данного курса - приблизить содержание обучения химии к повседневным потребностям людей, способствовать формированию у учащихся интереса не только к химии как учебному предмету, но и развитию у них творческого отношения к любому виду деятельности, умения анализировать явления и процессы окружающей действительности с точки зрения естественных наук.

Он позволит вызвать интерес и желание изучать химию, помочь учащимся в самоопределении профиля и сознательного выбора будущей профессии. Материал элективного курса будет доступен учащимся 9-х классов, познакомит их со спецификой таких профессий, как криминалист, дактилоскопист, юрист и т. п.

Программа элективного курса достаточно адаптирована для 9-х классов, так как предполагает интересное, занимательное изложение достаточно сложных тем.

Содержание элективного курса позволяет развивать идеи, заложенные в базовом курсе химии, дополнять их новыми знаниями, что существенно расширяет кругозор учащихся, повышает воспитательный потенциал обучения, позволяет повысить учебную мотивацию учащихся и проверить свои способности в области химии. Вместе с тем содержание курса позволяет ученику любого уровня включаться в учебно-познавательный процесс.

Данный курс углубляет и расширяет знания учащихся о химических методах анализа, способствует овладению методиками исследования.  При организации практических занятий учащиеся оказываются в условиях, требующих от них умения планировать эксперимент, грамотно проводить наблюдения, фиксировать и описывать его результаты, обобщать и делать выводы, а также осваивать научные методы познания.

Кроме того, предлагаемые работы вырабатывают у учащихся умения ставить конкретные задачи и решать их с помощью конкретных методик.

Программа курса предусматривает и самостоятельную работу учащихся с учебной, справочной и научно - популярной литературой, подготовку реферата и проведение конференции, что способствует развитию  навыков самообразования, умение пропагандировать свои знания с целью повышения эффективности естественнонаучного образования учащихся. Курс рассчитан на 17 часов (1 час в неделю).

Цель курса: расширение и углубление знаний

Задачи курса:

1. Закрепить, систематизировать и расширить знания учащихся основ биохимии.

2.   Сформировать представление об основах криминалистики.

3 . Выработать практические умения использовать химические метод анализа для    раскрытия модельных «преступлений».

4. Продолжить формирование умений анализировать ситуацию и делать прогнозы, выполнять опыты в соответствии с требованиями правил безопасности.

5.   Продолжить формирование навыков исследовательской деятельности.

6.   Развивать учебно-коммуникативные умения.

7.   Решение проблем охраны природы и здоровья человека.


Учебно-тематический план

 

№ п/п

 

Наименование разделов и тем

 

Всего часов

Формы обучения

 

Образователь-ный продукт

лекции

семинары

практич. занятия

1.

Химия и криминалистика.

1

1

 

 

сообщения

2

Поиск и сохранение отпечатков пальцев

1

 

 

1

защита проекта

3

Химия против терроризма

1

1

 

 

тезисы

4

Кровь или кетчуп?

1

 

1

 

ответы на вопросы

5

Классификация пятен и способы их удаления.

2

1

 

1

опорный конспект

отчет

6

Анализ всевозможных загрязнений.

1

 

 

1

отчет

7

Получение слепков отпечатков обуви.

1

 

 

1

отчет

8

Анализ на содержание алкоголя и состава алкогольных напитков.

1

 

 

1

отчет

9

Анализ состава чернил, бумаги и других средств, используемых для составления документов.

2

1

 

1

опорный конспект

отчет

10

Тайнопись.

2

 

1

1

отчет

11

Бойтесь суррогатов!

1

 

1

 

решенные проблемные задачи

12

Яды и противоядия: с древности до наших дней.

1

1

 

 

сообщения

13

Шерлок Холмс – почётный химик.

1

 

1

 

ответы на вопросы

14

Конкурс «Школа детективов».

1

 

1

 

защита проекта

 

Всего

17 часов

 

 

 

 

 


Содержание тем учебного курса.

Занятие 1. Введение. Химия и криминалистика.

Форма занятия: лекция с элементами беседы.

Образовательный продукт: решенные проблемные задачи.

Сколько времени существует человеческая цивилизация, столько же действуют гласные или негласные нормы поведения, правила, законы и ровно столько же времени существуют проблемы с нарушителями этих норм, правил, законов, с поиском доказательств того, кем и как нарушен закон. Научно-техническая революция и особенно достижения второй половины ХХ в. позволили привлечь в криминалистику технические методы сбора доказательств преступления – улик. Важное место в этих методах принадлежит химии, о некоторых областях применения которой в криминалистике и пойдет речь.

 

          • Для чего чаще всего используют химические методы?
  • Простое перечисление наиболее известных областей их применения выглядит довольно внушительно:
          • – поиск и сохранение скрытых отпечатков пальцев;
            – идентификация личности по анализу состава ДНК;
            – поиск и определение состава ядовитых веществ, взрывчатых веществ, наркотиков;
            – получение слепков отпечатков обуви;
            – анализ на содержание алкоголя и состава алкогольных напитков;
            – анализ состава чернил, бумаги и других средств, используемых для составления документов;
            – анализ всевозможных загрязнений.
            • Выбираем темы рефератов.

Занятие 2. Поиск и сохранение отпечатков пальцев.

Форма занятия: лекция.

Образовательный продукт: отчёт.

– Вот, – сказал Мюллер, достав из кармана три дактилоскопических отпечатка, – смотрите, какая занятная выходит штука. Эти пальчики, – он подвинул Штирлицу первый снимок, – мы обнаружили на том стакане, который вы наполняли водой, передавая несчастному, глупому, доверчивому Холтоффу. Эти пальчики, – Мюллер выбросил второй снимок, словно козырнув картой из колоды, – мы нашли... где бы вы думали... А?

    Ю.Семенов. «Семнадцать мгновений весны»

                                                                                                                           

  • Реферат «Какова же история дактилоскопии?»
  • Эксперимент по применению химических методов проявления скрытых отпечатков пальцев.

Занятие3. Химия против терроризма.

Форма занятия: лекция.

Образовательный продукт: отчёт.

Занятие4. Кровь или кетчуп?

Форма занятия: семинар.

Образовательный продукт: сообщения, таблица.

  • Можно ли считать красные пятна, найденные на месте преступления, однозначным свидетельством кровопролития?
  • Демонстрация экспресс-анализа на кровь.
        • Защита проекта «Границы применимости экспресс-анализа на кровь»       

Занятие 5. Классификация пятен и способы их удаления.

Форма занятия: лекция.

Образовательный продукт: отчёт.

Занятие 6. Практическая работа №1. «Выведение белковых пятен, цветных пятен, пятен от чернил и ржавчины».

Форма занятия: практическая работа.

Образовательный продукт: отчёт.

Занятие 7. Практическая работа №2. «Анализ всевозможных загрязнений».

Форма занятия: практическая работа.

Образовательный продукт: отчет.

Занятие 8. Получение слепков отпечатков обуви.

Форма занятия: лекция.   

Образовательный продукт: опорный конспект, тезисы.

Занятие 9. Практическая работа №3. «Анализ на содержание алкоголя и состава алкогольных напитков».

Форма занятия: практическая работа.

Образовательный продукт: отчет.

Занятие 10. Состав чернил, бумаги и других средств, используемых для составления документов.

Форма занятия: лекция.

Образовательный продукт: отчёт.

Занятие 11.Практическая работа №4. «Анализ состава чернил, бумаги и других средств, используемых для составления документов».

Форма занятия: практическая работа.

Образовательный продукт: отчет.

Занятие 12.Тайнопись.

Форма занятия: семинар- практикум, работа в группах.

Образовательный продукт: решенные задачи.

Занятие 13. Тайнопись.

Форма занятия: семинар- практикум, работа в группах.

Образовательный продукт: решенные задачи.

Занятие 14. Бойтесь суррогатов!

"Числом поболее, ценою подешевле"...

(А. Грибоедов, "Горе от ума")

Форма занятия: семинар- практикум, работа в группах.

Образовательный продукт: решенные задачи.

  • Многие из продуктов питания, которые раньше у нас можно было купить только в государственных магазинах, теперь приобретаются на рынках или оптовых ярмарках. Это оказывается намного дешевле, а порой и удобнее. Однако очень неприятно обнаружить, что купленный товар негодного качества. Как избежать подобных разочарований?

Занятие 15. Яды и противоядия: с древности до наших дней.

Форма занятия: лекция с элементами семинара.

Образовательный продукт: домашняя практическая работа (на выбор):

«Сравнение свойств водопроводной, кипяченой и дистиллированной воды» или  «Обнаружение сероводорода в тухлом яйце».

Занятие 16. Шерлок Холмс – почётный химик.

Форма занятия: семинар- практикум, работа в группах.

Образовательный продукт: решенные задачи.

Занятие 17. Конкурс «Школа детективов».

Форма занятия: конференция.

Образовательный продукт: рефераты, творческие работы, решенные проблемные задачи.

 


Инструментарий контроля образовательных достижений учащихся.

Критерии оценивания.

 

Инструментарий контроля образовательных достижений учащихся.

Критерии оценивания.

 

самостоятельно подготовленный реферат,  доклад, сообщение.

 

1 балл

отчет о выполненной практической работе

1 балл

защита творческих проектов

2 балла

итоговая конференция

2 балла

 

Максимум набранных баллов не должен превышать 10 баллов.

 

 

Темы рефератов и творческих работ.

 

  1. Какова же история дактилоскопии?
  2. Защита проекта «Границы применимости экспресс-анализа на кровь»       
  3. Тайнопись.
  4. Анализ состава чернил, бумаги и других средств, используемых для составления документов.
  5. Анализ на содержание алкоголя и состава алкогольных напитков.
  6. Поиск и определение состава ядовитых веществ, взрывчатых веществ, наркотиков.
  7. Шерлок Холмс – почётный химик.
  8. Яды и противоядия: с древности до наших дней.
  9. Анализ всевозможных загрязнений.

 

 

 

Учебно-методическое обеспечение курса.

Литература для учащихся.

Л. Лейстнер,  П. Буйташ  «Химия в криминалистике».

Л. И. Минько, В. С. Шнаревич «История химии».

Л. Петришина «Посвящение в аналитическую химию».

Ф. Крылов «В мире криминалистики».

К. Поль «Естественно научная криминалистика». «Руководство по аналитической химии».

Р. Соболев «Курс газовой хромотографии»

К. Гольберг «Руководство к расследованию преступлений».

Г. Гросс «Основы аналитической химии».

Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. –М.: Высшая школа, 1992.

Макаров К.А. Химия и медицина : Книга для чтения. –М.: Просвещение, 1981.

 

Литература для учителя.

 

Пичугина Г.В. Повторяем химию на примерах из повседневной жизни. –М.: Аркти, 1999.

 

Методическая разработка

Занятие № 12.Тайнопись.

Форма занятия: семинар- практикум, работа в группах.

Образовательный продукт: решенные задачи.

Ход занятия:

  1. Вступительное слово учителя.

Что такое тайнопись? Что такое симпатические чернила?

Цель занятия и объяснения задания учащимся.

2. Задание. Работа в группах.

После уроков Миша подошёл к Пете и протянул ему чистый лист бумаги. Это - письмо, написанное невидимыми чернилами, - сказал он. Подержи его над чашкой с нашатырным спиртом, и ты увидишь, что там написано. Петя пришёл домой, взял в аптечке нашатырный спирт, перелил его в чашку и подержал над ней лист бумаги. На бумаге действительно появился текст малинового цвета. И это было решение домашней задачи по математике! Петя побежал за тетрадью, чтобы переписать туда решение. Но пока он бегал, надпись исчезла. Перед ним снова был чистый лист.
(1) Какими "чернилами" было написано письмо?
(2) Что Петя должен был сделать, чтобы надпись снова появилась?
(3) Что нужно сделать, чтобы надпись появилась и больше не исчезала?

3.      Комментарии учителя по выполненному заданию.

Несколько школьников предложили самое правильное решение этой задачи. Они посчитали, что Пете было бы полезнее не химичить дома на кухне, а решать домашние задачи по математике самостоятельно. 

Тем не менее, необходимо разобраться с химической стороной этого преступного списывания:

1) Письмо было написано фенолфталеином. Это довольно распространённый индикатор, который в кислой и нейтральной среде бесцветен, а при pH 8,2-9,8 становится малиново-красным (интервал индикаторного перехода [12 pH=-lg[H+], так обычно выражают концентрацию ионов водорода - показатель кислотности раствора. Или, если сказать по-другому, pH=x означает, что концентрация ионов H+ в растворе равна 10-x моль/литр. В нейтральной среде pH=7, в кислой среде pH<7, в щелочной, соответственно, pH>7]), это объясняется тем, что в щелочной среде в результате перераспределения электронной плотности в его молекуле образуется хиноидная структура (хромофор), который и придаёт малиновую окраску соединению.

 

В сильно щелочной среде (pH ~ 13) фенолфталеин теряет свою окраску и становится опять бесцветным.

Когда Петя подержал письмо над чашкой с нашатырным спиртом, листок пропитался парами аммиака. При этом происходит взаимодействие аммиака с водой, сорбированной на волокнах бумаги:

NH3 + H2O --> NH4++OH-.

Среда в толще бумаги становится щелочной, и индикатор меняет окраску.

2) С этим пунктом проблем практически не возникло, очень многие совершенно справедливо предлагали подержать листок над чашкой с нашатырным спиртом ещё раз, однако полный ответ в этом пункте включал объяснение, почему надпись исчезла, пока Петя бегал за тетрадкой. Дело в том, что аммиак быстро испарился и фенолфталеин вернулся в прежнюю форму.

3) Фенолфталеин меняет свою окраску при действии любого основания. Аммиак плох тем, что летуч. Но практически все остальные основания не обладают этим недостатком. Поэтому, чтобы надпись появилась и больше не исчезала, можно обработать письмо раствором обычной щёлочи, например NaOH.

Но у NaOH и многих других гидроксидов есть свои недостатки - они слишком "едкие" - требуют аккуратного обращения: вызывают химические ожоги при попадании на кожу, слизистые оболочки; попадание в глаза - это серьёзная травма.

Кроме экспериментатора NaOH "разъедает" и обычную бумагу (она "расползается", а после высыхания рассыпается в труху). Поэтому гидроксиды для целей нашей задачи скорее всего не подходит. К тому же они не используются в быту (по тем же вышеописанным причинам). Петя скорее всего не найдёт таких веществ у себя дома.

Щелочную среду могут создавать и другие, в том числе более "бытовые" вещества, например, раствор питьевой (NaHCO3) или стиральной (Na2CO3) соды в воде. Это происходит в результате гидролиза:

Na2CO3(разб.) = 2Na+ + CO32-,   CO32- + H2O + OH-
NaHCO3(разб.) = Na+ + HCO3-,   HCO3- + H2O + OH-

В результате взаимодействия образовавшихся таким образом в растворе ионов OH- с молекулами фенолфталеина образуется окрашенная форма этих молекул.

Раствор соды нужно наносить аккуратно, чтобы не смыть текст (например, кисточкой, или приложить письмо к смоченному в растворе листу бумаги или куску ткани). Окунуть целиком в раствор соды само письмо - идея не очень хорошая.

Очень разумными, но, к сожалению, не совсем химическим было предложение нескольких участников обвести надпись ручкой или карандашом, поместить в пакет и даже заламинировать.

Распространённым был вариант обмакнуть письмо в нашатырный спирт. Проблему быстрого испарения аммиака можно этим решить, но надпись смоется, бумага размокнет, и переписать задачу по математике Петя уже не сможет.

4.      Дополнительный материал. Выступление учащегося с сообщением

«Симпатические (невидимые чернила)».

Употребление симпатических (невидимых) чернил подразумевает запись неразличимую в обычных обстоятельствах, но появляющуюся после химической или физической проявки. Это есть вариант стеганографии. Как же сделать такие чернила, которые невидимы при обычных условиях, а проявляются при обработке на теплом и т.д.?

Процесс употребления хороших симпатических чернил (не говоря об их изготовлении) включает следующие нюансы: - запись ведется на листе бумаги повышенного качества тонким и длинным деревянным острием, пропитанным нужными чернилами (к примеру, зубочисткой или спичкой в обкрутке ватой), тоненьким стерженьком фломастера, либо тонкой кисточкой; главное, чтобы данное "перо" не царапало бумагу;

- и до, и после написания лист тщательно разглаживается с обеих сторон по разным направлениям мягкой материей, скрывая тайнопись в поверхностном слое бумаги;

- лист с тайнописью обрабатывается паром, а после зажимается между страницами объемной книги и хорошо высушивается. Ежели на нем появятся следы от "химии" или они будут видны под ультрафиолетовыми лучами - запись бракуется;

- если все в порядке - то на листе со скрытой информацией пишут открытое письмо или же некую другую безобидную фактуру (скажем, стихотворение).

Страхуясь от любительских попыток выявить тайнопись методом "тыка", можно задействовать различные уловки, включая, скажем, нитрование бумаги (вспыхнет при избыточном нагреве) или же выполнение записи "светопером" (светодиодом) на очень чувствительной к свету бумаге (написанное исчезает на фоне от засветки при освещении дневным светом).

Для проявления тайнописи надо воспользоваться соответствующим реактивом и подобающей методикой. Сам проявитель здесь наносится через касание - протирку губкой (ватным тампоном), через обрызгивание из пульверизатора, или другим доступно-оптимальным способом. В температурных вариациях задействуют проглаживание утюгом или нагрев возле электролампочки.

*В качестве приемлемых чернил для тайнописи можно использовать очень многие из подворачивающихся под руку веществ: лекарства, бытовую химию и даже отдельные продукты. Короткий список симпатических чернил подобного рода с упоминанием их проявителя представлен нами ниже. Сухие вещества здесь растворяются в воде или же в спирте, а концентрация состава устанавливается на опыте.

1. Пиво и белое вино - пепел сожженной бумаги (текст слегка увлажняется дыханием).

2. Сахарная вода и фабричный яблочный сок - пепел бумаги (при увлажнении текста).

3. Яблочный сок (при "макании" в яблоко) и молоко (разбавленное) - нагрев.

4. Сок лука и брюквы - нагрев.

5. Пищевая лимонная кислота - бензилоранж.

6. Пирамидон (в спиртовом растворе) - нагрев.

7. Вяжущие средства для дезинфекции рта и глотки - нагрев.

8. Аспирин - соли железа.

9. Фенолфталеин - всякая разбавленная щелочь (скажем, гашеная известь).

10. Квасцы - нагрев.

11. Серная (аккумуляторная) кислота (при 10-15%) - нагрев.

12. Воск (хоть как-то заостренный фрагмент свечи) - кальция карбонат, или зубной порошок (посыпать и стряхнуть).

13. Стиральный порошок - свет лампы ультрафиолета (скажем, от пробника валюты).

14. Слюна - сильно разбавленные водой чернила. Очень удобным способен оказаться иной раз метод так называемого "водяного давления", следуя которому надо смочить водой лист нелинованной бумаги и поместить его на некую стеклянную подложку (скажем, на зеркало). На этот лист кладут другой сухой бумажный лист, и затем твердым карандашом или густым стержнем от шариковой ручки пишут необходимый текст. Пока бумага влажная - текст будет виден, а как только она высохнет - исчезнет. После того как лист станет сухим, на нем нерастворимыми в воде чернилами пишут какое-либо маскировочное послание. Чтобы сокрытое сообщение появилось, надо всего лишь сунуть лист в любую воду и тут же вытащить его обратно.

       5. Задание на дом.

Напишите послание своему другу, используя любой из названных в сообщении методов применения симпатических чернил.