327
з історії

164
учня

97
для 11 классу

303
відкореговано


Вашій увазі

510
кейсів
Останнє оновлення:
23.03.2017


Кейс-урок «Вода проста і складна»
Кейс-урок «Вода проста і складна»

Розділ: Науки, природа і людина

Рівень (клас): 6 - 8

Тема: Природні явища

Мета: Дізнатися, які властивості і особливості роблять воду незамінним природним ресурсом сучасності і чому

Яка інформація мене тут чекає?

  • Чи вистачає на Землі прісної води? Де її найбільше, а де найменше?
  • Які міста можна будувати на воді?
  • Як вода потрапляє до наших будинків?
  • Які фундаментальні і практичні знання мені знадобляться?
  • Звідки береться вартість води?
6 розгорток з предметів, явищ та практик:
Вступ

Чи можна уявити світ без води? Це була б мертва, безмежна, сумна пустеля. Вода – невід'ємна частина світу, його основа, те, без чого неможливе само існування.

Така звичайна і звична, вона, проте, приховує в собі безліч таємниць. Вода дає поштовх до розвитку і вдосконалення не лише природи, але і нашої цивілізації. Відкриємо частину цих таємниць і ми.

В організмі людини, за різними оцінками, від 70 до 90% води. Поверхня нашої планети на 75% теж складається з води (незрозуміло, чому її тоді називають Землею, а не водою?):

 

Географія

Скільки всього води на планеті Земля? І яка частина цієї води придатна для пиття? Яка країна найбільш забезпечена прісною водою, а яка найбільш засушлива? Дамо відповідь на ці питання, використовуючи географічні знання:

 

З яких же складових складається запас прісної води?

 

Як розподілений цей запас по країнах світу?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Яка з країн «найзасушливіша»? Відповідь – Лівія. 99% території цієї країни складає пустеля. Якщо ж складати «рейтинг» засушливості, то лідери виглядали б так:

 

Рейтинг найбільш забезпечених водою країн наступний:

 

Водозабезпеченість і запас води – це динамічний показник. Запас води може вичерпуватися не лише кількісно, але і якісно. Забруднення води робить її непридатною не лише для пиття, але і для промислового вживання, і для сільськогосподарського використання.

Питання:

Які річки протікають у вашому місті? Чи є у них яка-небудь особливість, що виділяє їх з ряду інших водних об'єктів? Як ви вважаєте, чи придатна їхня вода для використання, і в якості чого? І яка вода смачніша: зі свердловини, з водопровідного крану або бутильована?

Історія

Людина, як і практично все живе на Землі, потребує води. Спочатку люди просто селилися там, де були поверхневі джерела води (озера, річки, струмки) або там, де на поверхню витікала вода з підземних джерел, утворюючи джерела.

Близько 7 тис. років тому людина навчилася копати колодязі, перейшовши від кочового способу життя до осілого. Можливість зрошувати землю дала поштовх у розвитку сільського господарства, землеробства і культури в цілому. Наприклад, колодязь, знайдений німецькими археологами у 2005 р. (повністю розкопаний у 2010 р.), датується віком в 7 тис. років:

 

Важливим заняттям стала «розвідка» джерел води. Хтось шукав воду, спостерігаючи за птахами і тваринами, хтось використовував для пошуків лозу.

Світ Древнього Сходу подарував людству нові види колодязів, придатні для зрошування і для пиття. Єгипет став батьківщиною колодязів-журавлів, лише називалися вони тоді «шадуф». Кожне нововведення у «водній сфері» ставало результатом наукового і технічного прогресу, стимулювало цивілізацію до подальшого розвитку. Наприклад, для створення шадуфу необхідне було розуміння принципів роботи важеля:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Без складної системи зрошування і водопостачання не могло б з'явитися одне з чудес світу – Висячі Сади Семіраміди. Ось одна зі спроб їх віртуальної реконструкції:

 

Індійці використовували схожі на сходинки колодязі – «баолі». У них збиралася дощова вода. Глибина такого колодязя могла досягати 3500 сходинок. Для оцінки необхідних габаритів колодязя важливим було зробити правильний розрахунок об'ємів:

 

В Античні часи будівництво будь-якого населеного пункту починалося з будівництва колодязя. Антична культура подарувала світу і перший водопровід – акведук. Його будували з вапняку, висота споруди могла досягати 10 м. Акведуки відомі з VII ст. Давні акведуки застосовували принцип самопливу води, який будувався на філігранному використанні природних перепадів висот. Навіть сучасний варіант гідравлічних розрахунків для цього явища досить складний:

 

З II ст. до н.е. відомі водяні млини. Але найбільшого поширення вони набули у Середньовіччі. У цей період кожному католицькому монастирю було наказано обзавестися таким млином. Використання водяного колеса, примітивної турбіни, передбачало розуміння взаємозв'язку роботи і потужності, кінетичної і потенційної енергії, хай ще в інших термінах і без формульного обгрунтування. А вже сучасна фізика дала саме формульний опис відомого явища і пояснила його, використовуючи закон збереження енергії:

 

Водяний млин – гідротехнічна споруда, що використовує гідроенергію, отриману від водяного колеса. Рух водяного колеса виконує корисну роботу за допомогою зубчастої передачі. Цей принцип застосовують і в наші дні:

Відносно прості водяні колеса Середньовіччя «виросли» до гідроелектростанцій наших днів. Саме вони стали квінтесенцією попереднього досвіду акведуків і водяних коліс, шадуфів і баолі:

 

Але стосунки людства з водою розвивалися не лише у напрямі використання енергії води. Вода сама по собі стала ресурсом: ресурсом для технологій, виробництв. З удосконаленням і розвитком технологій значення води як ресурсу лише посилювалося. Але при цьому на перший план вийшла якість води: чим менше в ній домішок, тим кращою «сировиною» вона є. Вода не лише реагент, розчинник, але і «середовище» для багатьох процесів і реакцій:

 

Ще один аспект взаємин «вода – людство» - медичний. І не лише тому, що вода – сировина для фармвиробництв. Як тільки людина зрозуміла, що частина страшних інфекційних захворювань передається через воду (наприклад, холера, що косила людей сотнями тисяч), відразу ж почала розвиватися гігієна і санітарія, саме як науки.

Соціальне і політичне значення води, усвідомлення її важливості, глобальної цінності для людства прийшло лише в ХХ ст. Підтвердження – карта забезпеченості прісною водою:

 

Цей новий етап породив нові технології опріснення морських вод і транспортування айсбергів, гідропоніку, проекти «водних» міст, виробництва палива на основі води.

Вода у сучасному світі стала джерелом натхнення для творчих людей, подарувавши світу новий вид мистецтв на межі скульптури, живопису і техніки.

Архітектура

Міста і села на воді – не новина. І хоча однією з перших згадується Венеція, люди селяться на воді в різних частинах світу. «Помандруємо» по цих містах і селах, і навіть довідаємся, як такі міста можуть трансформуватися вже в найближчому майбутньому.

Європа

Гітхорн — село в провінції Оверейсел у Нідерландах. Воно розташоване в общині Стенвейкерланд, у 5 км від Стенвейка. Відоме як Північна Венеція або Нідерландська Венеція. Більшість будівель побудовано на островах і з’єднано дерев'яними мостами. У Гітхорні 2620 жителів, будинки яких зв'язані 50 місточками. Глибина каналів між будинками близько 1 м:

 

Сама ж Венеція - італійське місто з давньою історією, пронизане каналами і зв'язане павутинкою мостів. Катери, човни, історичні гондоли і аналог міських автобусів – плаваючі вапоретто – зв'язують різні частини міста, розташовані на островах або на материковій частині. Місто – один з популярних туристичних центрів, і воно це дійсно заслужило:

 

Азія

«Плавучі» міста і села є і в Таїланді, і в Китаї, і в М’янмі, і у В'єтнамі. Найчастіше споруди стоять на сваях, щоб зміна рівня води не впливала на саму будівлю. Заняття багатьох жителів часто, так або інакше, пов'язані з рибним промислом або туризмом. Поступово співвідношення цих двох напрямів людської діяльності в таких містах змінюється на користь туризму.

Наприклад – плавуче село затоки Халонг (В'єтнам):

 

Населення – всього 600 осіб, в основному сім'ї рибалок.

Китайське містечко Чжоучжуан називають Венецією Сходу. Це історичне водне місто, що добре збереглося, пронизане каналами і зв'язане кам'яними місточками. Чжоучжуан – один з туристичних центрів Китаю:

 

Кампонг Аєр – місто в Брунеї. Сама назва перекладається як Водне Село, але місто давно «переросло» село – населення складає близько 39 тис. осіб. І хоча місту вже 1300 років, це сповна сучасне місце зі всіма ознаками (Інтернет, АЗС, кондиціонери, супутникове телебачення і т.д.), які майстерно «замасковані» історичним виглядом міста:

 

Африка

Містечко Ганв’є з населенням у 20 тис. осіб називають Африканською Венецією. Туристам дуже подобається ця африканська перлина, що об’єднує в собі екзотику незвичайних споруд і африканський колорит:

 

Латинська Америка

Уру – плавучі острови-села в Болівії і Перу. Населення їх складають переважно люди народу уру (урос), що історично жили на берегах і плавучих островах озера Тітікака. Колись острови мали оборонне значення, у наш час – туристичне. Незвичайність островів полягає в тому, що зроблені вони з очерету:

 

Пальма (м. Дубай)

Дубай — дивне місто посеред пустелі, в якому досягнення науково-технічного прогресу XXI ст. переплелися з прадавньою культурою. Одним з найамбітніших проектів емірату стали штучні острови. Пальма Джумейра є найменшою і найоригінальнішою з трьох островів. Це перший пальмовий острів і велике досягнення в історії світової архітектури. Розмір острова 5 км на 5 км, а його загальна площа становить понад 800 футбольних полів. Острів пов'язаний з материком 300-метровим мостом, а півмісяць пов'язаний з верхівкою пальми підводним тунелем. Вартість Пальми Джумейра оцінюється приблизно в 14 млрд доларів:

 

Архіпелаг «Світ»

Це штучний архіпелаг, що складається з декількох островів, а загальною формою нагадує континенти Землі (звідси і назва — «Світ»). Він знаходиться в 4 км від берегової лінії Дубая. Штучні острови створені, головним чином, з піску дрібних прибережних вод міста. Пісок вичерпувався з дна Перської затоки і розпилювався над будівельним майданчиком, щоб створити острови. Загальна площа архіпелагу складає 55 км², що робить його найбільшим штучним архіпелагом у світі. «Світ» з'єднано з материком тільки водним та повітряним сполученням:

 

Майбутнє

Одне з концептів-міст майбутнього - це місто-лілія Lilypad. Ідея таких міст належить Вінсенту Каллеботу. Подібне місто-острів дозволяє розмістити 50 тис. осіб. Місто схоже на лілію з трьома пелюстками, що «зростають» навколо центральної лагуни. Ця лагуна збирає і очищує дощову воду завдяки специфічній власній флорі і фауні. Три пелюстки забезпечують місця для роботи, відпочинку і інфраструктуру міста. Вони також стають основою для висячих садів і вертикального озеленення, що забезпечує «природний» контур міста. Житлові приміщення розташовані не лише у пелюстках, але і у підводній частині «лілії»:

 

Таке місто-лілія здатне вирішити проблему перенаселення і браку житлових площ в умовах танення льодовиків і підйому рівня світових вод. Реалізація цього архітектурного концепту може стати чи не найбільшим архітектурним проривом ХХI ст.

Питання:


Хотіли б ви жити в місті на воді? Які аргументи «за і проти»? Запропонуйте, які ще «водні» будинки або міста можна було б побудувати в майбутньому?

Математика

Вода – це «дорога» для переміщення водного транспорту. Спокійна вода не впливає на швидкість корабля, човна або плавця. А ось течія води здатна значно відкоригувати швидкість. Ви, напевно, звертали увагу на ефект: якщо плисти проти течії річки, то вона «зносить», заважає. Як же математично вирішується проблема швидкостей у рухомому потоці води?

 

Припустимо, що швидкість течії річки – 2 км/год. Швидкість плавця-спортсмена – 6 км/год (візьмемо для прикладу тренованого спортсмена-рекордсмена). А швидкість веслового човна - 2,5 км/год. Відстань між плавцем і човном дорівнює 17 км. Через який час плавець і човен зустрінуться?

Отже, плавець пливе за течією, течія допомагає йому. Значить, його швидкість буде підсумовуватися зі швидкістю течії: 6 + 2 = 8 км/год.

Човен пливе проти течії, значить течія йому заважає, і швидкість знижується: 2,5 – 2 = 0,5 км/год.

За годину плавець і човен долають таку відстань: 8 + 0,5 = 8,5 км/год.

Якщо відстань між ними 17 км, то до зустрічі пройде: 17 / 8,5 = 2 год.

Яку ж відстань до цього моменту проплив кожен з них?

Відповідь: за 2 год. спортсмен проплив: 8 х 2 = 16 км/год.

А човен здолав лише: 0,5 х 2 = 1 км/год.

Отже, течія може бути як помічником, так і чинником, що заважає. Варто враховувати це не лише в математичних завданнях, але і оцінюючи свої сили перед плаванням.

Завдання:


Як змінився б час до зустрічі, якби човен плив за течією, а плавець – проти?

Інфраструктура

Чи замислювалися ви, як вода потрапляє до ваших будинків? Якщо це вода колодязна, то відповідь очевидна. А якщо водопровідна?

Вода викачується з підземних або поверхневих джерел, подається на станцію водопідготовки, де проходить багато етапів очищення, і лише після цього через водопровідну мережу подається вам.

Це централізована система водопостачання. Умовно її можна зобразити так:

 

Якщо ж вода подається до вашого будинку з окремої свердловини, то це децентралізоване (нецентралізоване або місцеве) водопостачання:

 

Якими ж бувають способи забору води? Ось декілька прикладів, які ілюструють, що вода може забиратися з різних глибин. При цьому шанси води на забруднення, а тому і якість води, будуть відрізнятися:

 

Тип водопостачання, глибина і спосіб забору води впливатимуть не лише на її якість, але і на її ціну. Чим складніша схема водопостачання, чим глибше свердловина, тим дорожче буде обходитися кожен літр.

Тому водозбереження - це не лише питання збереження найціннішого ресурсу, але і питання фінансової економії. Наприклад, в Англії через дорожнечу води вранці умиваються, закривши стік пробкою, і не використовують змішувачі холодної і гарячої води, а лише окремі крани. А які ще є способи водозбереження?

 

Питання:


Як вода потрапляє до вашого будинку? Як ви вважаєте, який це тип водопостачання?

Економіка

Вода безцінна. Але при цьому існує плата за водопостачання, а вода бутильована навіть має цілком визначені цінники. Звідки ж беруться ці цифри? Розглянемо різні типи видобування і доставки води.

Вода з крану – це вода централізованого водопостачання. З чого формується її вартість?

 

Але вода з крану тече не завжди такої якості, яка необхідна споживачеві. Це псує не лише смак напоїв та їжі, приготованих за її допомогою, але і негативно впливає на здоров'я людини. Тому якість води доводять до норми за допомогою спеціальних пристроїв. У загальному випадку їх називають фільтрами, хоча робота їх грунтується на різних принципах: самофільтрування, іонообмін, осмос, озонування, електрохімічне очищення і т.д. Якщо очищати лише ту частину води, яка використовується для пиття та приготування їжі, то вартість води буде складатися з наступних статей витрат:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо вода з крану містить іржу, якщо вона «жорстка» (багато мінеральних домішок, які створюють накип або осад), то вона шкідлива не лише для людини, але і для побутової техніки, в якій використовується: посудомийних і пральних машин, кавоварок, водонагрівачів та ін.

Тоді очищають всю воду, що надходить до будинку, квартири, під'їзду. Для цього використовують потужніші пристрої з вищим ресурсом і запасом міцності. Ціна їх буде вищою у порівняні з ціною звичайного побутового фільтру. Доцільність їх використання залежить від того, наскільки «забруднена» вихідна вода і які її об'єми необхідно чистити. Тоді вартість води буде наступною:

 

У деяких випадках централізоване водопостачання відсутнє. Тоді використовується вода з колодязів або свердловин. Як формується її вартість?

 

Деякі споживачі використовують не засоби очищення води, а купують для пиття чисту воду. Вартість такої води складається з наступного:

 

Варіантів формування вартості води декілька. Розуміючи, який об'єм води і якої якості необхідний, можна «впливати» на розмір «плати за воду». Крім того, для води, як і для багатьох інших ресурсів, актуальне бережливе і розумне використання. Це економить не лише сам ресурс, але і кошти на його оплату.

Питання:


Прослідкуйте, скільки води і якого типу ваша сім'я використовує за тиждень. Яка частина використовується для пиття, а яка для інших цілей? Чи користуєтеся ви пристроями для очищення води? Подумайте, яким чином можна впливати на вартість води для вашої родини, чи можна «перерозподілити», знизити вартість?

 

Акселеративні та інтерактивні методи
  1.       «Картина-краплина» 

Суть завдання: Краплина води може допомогти створити справжні шедеври. Для цього знадобляться альбомні листи (по кількості учнів), звичайні соломинки для напоїв та ємності з підфарбованою в різні кольори водою.

На листочок наноситься краплинка води, а потім… дуємо на неї через соломинку, змушуючи текти в потрібний вам бік. Так пензликом-соломинкою та краплинками підфарбованої води малюємо картинку.

Потім можна влаштувати виставку робіт та навіть обрати найкращі.

МЕТА: Активізувати фантазію, творчість, кмітливість, «увімкнути» гарний настрій та позитивне мислення, потренувати координацію та концентрацію.

 

  1.       «Краплинкові перегони» 

Суть гри: Для цієї гри знадобляться такі ж соломинки та підфарбована вода. Можна грати командами, а можна влаштувати «олімпійські ігри» з 1/8, ¼, ½ фіналу та фінал. На листочках потрібно буде намалювати «доріжки» - обмежити лініями. Кожен учасник перегонів вибирає собі колір краплини. Краплинки ставляться на старт – початок  «доріжок». За командою «марш» учні дують на краплинку через соломинку, краплинка «біжить», лишаючи за собою кольоровий слід.

На наступний етап виходить краплинка, яка «пробігла швидше». В процесі перегонів краплинки можна «доставляти», але тільки в те ж місце, де зупинилася попередня краплинка.

На кожному наступному етапі учасник має використовувати краплинку того ж кольору, з якою переміг в попередньому.  Так, поступово, і з’являється «краплинка-чемпіон»!

МЕТА: Активізувати фантазію, творчість, кмітливість, «увімкнути» гарний настрій та позитивне мислення, потренувати координацію та концентрацію, а також навички стратегічного планування та тактичного втілення.

 

Підведення підсумків кейс-уроку:

Назва

Зміст

1

Результати кейс-уроку можна доповнити такими знахідками учнів:

 

2

Які 3 сайти допомогли знайти важливу інформацію?

http://edufuture.biz/

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B3%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D0%B0 http://www.vodainfo.com/ru/about_water/types_water/hardsoft_water.html

3

На допомогу учню і коучу:

http://edufuture.biz/

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D1%83%D0%BA

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0

4

Де знаходити інформацію для кейсу:

http://edufuture.biz/

http://xn--80aicscgfnebe6gzc.xn--p1ai/%D0%9A%D0%B0%D0%BA%20%D0%BF%D0%BE%D1%8F%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D1%81%D1%8C%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D1%8B%D0%B5%20%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B4%D1%86%D1%8B

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D1%83%D0%BA

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0

http://asaratov.livejournal.com/2513816.html

http://elite-realty.at.ua/index/0-5

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0

http://www.infoniac.ru/news/Samye-zasushlivye-mesta-na-planete.html

 

5

Локація проведення кейс-уроку:

Кейс-урок проходить у класі.

Можливе проведення в музеї, бібліотеці.

6

Змагання:

Команди хлопчиків і дівчаток.

Рахунок склав:….

Завдання для них:

1. Яка з команд назве більше назв річок, озер, боліт, водосховищ.

2. Як змінився б час до зустрічі, якби відстань між плавцем і човном була 34 км, швидкість човна - 5 км/год, швидкість плавця – 3 км/год?

7

Домашнє завдання:

 Придумайте 5 питань за матеріалом кейс-уроку

8

Тривалість

90 хвилин (спарений урок)

 

9

Можливість схеми заняття з учнем-дублером: 

Можливо.

10

Отримані знання і напрацьовані компетенції:

 Знання про особливості розподілу прісної води в гідросфері.

Знання про історію розвитку води як глобального ресурсу і сучасну проблематику в цій області.

Сучасна і перспективна водна архітектура.

Отримані практичні навики розрахунків руху по воді з врахуванням течії.

Здобуття конкретних знань з географії, історії, економіки та інших розділів (наведені у розгортках).

11

Теги:

 Прісна вода, озера, річки, підземні води, болота, льодовики, водозабезпеченість, швидкість течії, водозабір, водоочистка, водопровід, свердловина, водяне колесо, колодязь.

12

Автори:

 Грабовська Лариса Леонідівна

13

Брали участь в апгрейді кейсу:

 

 

 

The End

«Знання завжди повинні бути свіжими!»

Цікаві факти

Протягом життя у людини виділяється така кількість слини, що нею можна заповнити два басейни середньго розміру.

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!