Металлургическая отрасль Вологодской области:

химия и география стального пути

Конспект интегрированного урока (география, химия)

Предметы: география (экономическая и социальная), химия (неорганические вещества, металлы).

Класс: 9 класс

Тип урока: Интегрированный урок изучения нового материала с элементами практической работы.

Форма проведения: комбинированный урок с использованием ИКТ и групповой работы.

Продолжительность: 45 минут.

Цели урока:

Образовательные:

- формирование комплексного представления о металлургическом производстве как важной

отрасли промышленности;

- установление географических факторов размещения предприятий черной металлургии

Череповецкого металлургического комбината;

- изучение основных химических процессов, лежащих в основе получения чугуна и стали;

- выявление взаимосвязи химических процессов и географических особенностей территории в

развитии металлургии.

Развивающие:

- развивать навыки анализа географических карт, статистических данных, химических схем и

уравнений;

- развивать критическое мышление, умение устанавливать причинно-следственные связи (между

химическим составом сырья и технологией, между размещением производства и экологическими

последствиями);

- формировать умения работы в группах, высказывать и аргументировать свою точку зрения;

- развивать интерес к изучению химии и географии как взаимосвязанных наук.

Воспитательные:

- прививать бережное отношение к природным ресурсам и окружающей среде;

- формировать представление о значимости промышленного производства для экономики региона

и страны;

- способствовать формированию научного мировоззрения, показывая применимость научных

знаний в реальной жизни;

-продолжить формировать чувство гордости за трудовые достижения жителей Вологодской

области.

Задачи урока:

- определить географические особенности размещения Череповецкого металлургического

комбината;

- охарактеризовать сырьевую базу и транспортные пути комбината;

- изучить химизм доменного процесса и получения стали;

- выявить основные виды экологического воздействия металлургического производства на

окружающую среду;

- проанализировать значимость металлургии для Вологодской области.

Планируемые образовательные результаты:

Личностные:

- формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к

саморазвитию и самообразованию;

- формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития

науки и общественной практики;

- осознание значения химии и географии в повседневной жизни, промышленности и для

устойчивого развития региона;

- формирование экологического сознания, признание ценности здоровья и безопасного образа

жизни.

Метапредметные:

Познавательные УУД:

- умение работать с различными источниками информации (текст, карта, схемы, видео),

анализировать и синтезировать информацию, устанавливать причинно-следственные связи,

строить логические рассуждения.

Регулятивные УУД:

- умение целеполагания, планирования своей деятельности, контроля и оценки результатов своей

работы.

Коммуникативные УУД:

- умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и

сверстниками, работать индивидуально и в группе, формулировать, аргументировать и отстаивать

свое мнение.

Предметные:

География:

- знание географии размещения крупнейших металлургических предприятий России и

Вологодской области;

- умение объяснять факторы размещения металлургических комбинатов;

- представление о роли транспортного фактора и сырьевой базы;

- оценка экологических проблем, связанных с металлургией.

Химия:

- знание основных химических реакций, лежащих в основе получения чугуна и стали;

- понимание роли сырьевых материалов (руда, кокс, флюс);

- умение составлять уравнения реакций получения железа из оксидов;

- знание химического состава основных загрязнителей окружающей среды, образующихся при

металлургическом производстве.

Оборудование:

Физическая карта России, экономическая карта России, карта Вологодской области.

Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.

Интерактивная доска / мультимедийный проектор.

Презентация с фотографиями Череповецкого комбината, схемой доменной печи,

видеофрагментами производства.

Раздаточный материал для групп (карточки с заданиями, тексты, схемы).

Образцы руды, чугуна, стали.

Ход урока:

I. Организационный момент (2 мин.)

Приветствие, проверка готовности к уроку.

Учитель географии: «Сегодня у нас необычный урок, он объединит знания по географии и химии.

Мы отправимся в путешествие в мир металлургии Вологодской области»

II. Мотивация и актуализация знаний (5 мин.)

Учитель химии: «Посмотрите вокруг: ручки, телефоны, автомобили, здания… Что их объединяет?

Металлы! Металлы играют огромную роль в нашей жизни. Но как они попадают к нам?»

(подведение к теме получения металлов из руд).

Учитель географии: «Металлургия – одна из базовых отраслей промышленности. Но почему

крупные металлургические комбинаты располагаются именно там, где они располагаются?

Например, наш Череповецкий комбинат. Почему он возник именно в Вологодской области, вдали

от основных месторождений железных руд и коксующихся углей?» (постановка проблемного

вопроса урока).

Объявление темы: «Металлургическая отрасль Вологодской области: химия и география

стального пути»

III. Изучение нового материала (20 мин.)

А. Географический аспект (10 мин.)

Учитель географии

Поиск на карте и факторы размещения:

Учащиеся находят Вологодскую область и Череповец на карте.

«Какие факторы, на ваш взгляд, могли повлиять на выбор места для такого гиганта?»

(Выслушиваются предположения: сырьё, энергия, вода, транспорт, потребитель, трудовые

ресурсы).

Сырьевая база (с использованием карты):

«Череповецкий комбинат работает на привозном сырье. Откуда доставляются железная руда и

коксующийся уголь?» (Показ на карте: руда – Кольский п-ов (Ковдор), Карелия; уголь –

Печорский бассейн).

Обсуждение транспортного фактора: «Почему именно Череповец? (Водный путь – Волго-

Балтийский канал, Рыбинское водохранилище, железные дороги, пересечение путей доставки

сырья и отправки готовой продукции)»

Водный фактор: р. Шексна.

Энергетический фактор:

поступает за счёт собственной генерации.

Стратегия компании —

достичь 95% собственной выработки электроэнергии в общем объёме потребления

Трудовые ресурсы: Наличие города с населением в 300 тыс. человек

Значение для региона: «Каково значение Череповецкого комбината, ПАО «Северсталь», для

Вологодской области?» (Крупный работодатель, налоги, развитие инфраструктуры).

Экологические проблемы: Обсуждение общих экологических проблем металлургии (загрязнение

атмосферы, воды, образование шлаков).

Б. Химический аспект (10 мин.) –

Учитель химии

Что такое чугун и сталь? (Демонстрация образцов и презентации). «Чем они отличаются с

химической точки зрения?» (Чугун – >2% углерода, сталь – <2%).

Сырье для получения чугуна:

Железная руда: (Оксиды железа: Fe2O3 – красный железняк, Fe3O4 – магнитный железняк).

«Железо в руде находится в связанном виде. Как его оттуда «вынуть» (Восстановить).

Кокс: (Чистый углерод, С). «Его роль в доменной печи?» (Топливо и восстановитель).

Флюс: (Известняк CaCO3). «Зачем нужен флюс?» (Образование легкоплавкого шлака, который

связывает пустую породу).

Доменный процесс (схема на слайде):

Химизм процесса (ключевые реакции):

Горение кокса: C + O2 → CO2 (выделение тепла)

Образование угарного газа (восстановителя): CO2 + C → 2CO

Восстановление железа: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (постепенно, многостадийно)

Разложение флюса: CaCO3 → CaO + CO2

Образование шлака: CaO + SiO2 → CaSiO3

Продукты процесса: Чугун, шлак, доменный газ.

Получение стали (очень кратко): «Чугун ещё не металл для широкого использования из-за

хрупкости. Как из него получить сталь?» (Удаление избытка углерода и вредных примесей в

конвертере или мартеновской печи).

Химическая природа загрязнений: «Какие вещества выбрасываются в атмосферу? (CO, CO2, SO2,

пыль). Каково их химическое воздействие?» (Парниковый эффект, кислотные дожди).

IV. Закрепление и применение знаний (15 мин.)

Работа в группах (3 группы):

Группа 1 (Географы): «Представьте, что вы – эксперты по промышленному размещению.

Оцените, насколько рационально было размещение Череповецкого комбината в 20 веке и

насколько оно отвечает современным требованиям (экология, логистика). Предложите пути

повышения его экономической и экологической эффективности» (Используют карты, знания о

факторах).

Группа 2 (Химики): «Используя знания о химизме процессов, предложите, какие побочные

продукты металлургии могут быть полезны, и какие химические методы можно применять для

очистки выбросов и сточных вод» (Вспоминают доменный газ, шлак, обсуждают фильтры,

катализаторы).

Группа 3 (Интеграторы): «Составьте краткое эссе/схему «От руды до готовой продукции: взгляд

географа и химика», отразив ключевые этапы, используемое сырье, факторы размещения,

химические превращения и экологические вызовы»

Презентация результатов групп (по 2-3 минуты на группу).

Обсуждение, дополнения.

V. Рефлексия (2 мин.)

Учитель географии: «Что нового и интересного вы узнали сегодня о Вологодской области?»

Учитель химии: «Как сегодняшние знания помогут вам понять процессы, происходящие вокруг

нас?»

«Была ли полезна интеграция двух предметов?» (Ответы учащихся: 1-2 человека).

Закончить урок фразой: «Сталь рождается не только в огне, но и в слиянии наук – химии и

географии, позволяющих понять весь её путь»

VI. Домашнее задание (1 мин.)

Обязательное:

География: Подготовить сообщение о роли ПАО «Северстали» в экономике Вологодской

области.

Химия: Выписать уравнения основных химических реакций доменного процесса и объяснить роль

каждого реагента.

На выбор (творческое):

Создать схему «Экологические проблемы Череповецкого металлургического комбината и пути их

решения»

Написать мини-сочинение «Если бы на Земле не было металлургии…»

Найти интересные факты о продукции ПАО «Северсталь» и её применении.

Предварительная подготовка учителей:

Составление презентации с необходимыми картами, схемами, фотографиями.

Подбор видеофрагментов (коротких) о работе доменной печи или комбината.

Разработка заданий для групповой работы.

Координация действий и распределение материала между учителями.