CC BY
479
Экологические проблемы «родного края» и их изучение в организованной группе научно-исследовательского общества учащихся
Демидов
Владимир Александрович,
преподаватель химии, биологии, экологии МОУ СОШ СУИОП № 10 им. К.Э. Циолковского, г. Киров
Подробно представлена авторская программа изучения школьниками природы и экологических проблем своей местности, включающая обширный теоретический материал и практические занятия. Программой предусмотрены не только наблюдения за природой, но и оказание ребятами посильной помощи в решении экологических проблем.
При изучении всех школьных естественно-научных дисциплин, безусловно, необходим экологический подход в изложении материала учащимся. В предлагаемом курсе учебных занятий основное внимание сосредоточено на тех явлениях, которые вызывают серьезную тревогу за состояние природы, в первую очередь, родного края, и заставляют задуматься о перспективах развития цивилизации. К таким явлениям можно отнести глобальное потепление климата, истощение атмосферного озонового слоя, деградацию лесов и их хищническую вырубку, обмеление рек, перепромысел животных, огромные темпы роста несанкционированных свалок мусора, истощение природных ресурсов планеты и др. Занятия в школьном научном обществе дают учащимся всесторонне обоснованное понимание содержания взаимоотношений человека и окружающей среды, помогают выработать способность анализировать факты и материалы, лучше понять экологические проблемы родного края, выявить причинно-следственные связи, сформировать экологическое мышление, получить практические умения по анализу различных экологических ситуаций.
В рамках практических занятий школьники смогут освоить основные методики изучения объектов живой природы. Полученные материалы и знания будут полезны при изучении школьного курса экологии, биологии и химии. Программа занятий школьного научного общества рассчитана на один год по четыре занятия (4 академических часа) в учебную неделю, 136 часов в год. Практические работы, проблемные конференции и экскурсии проводятся по мере изучения тех или иных тем курса.
Отличительной особенностью данного курса является его универсальность, возможность его использования учителями
не только Кировской области, но и всей страны, с учетом особенностей любого региона. Тесная связь с содержанием курсов «Ботаника 6 кл.» и «Зоология 7 кл.» дает творчески работающим учителям уникальную возможность плодотворной интеграции материалов. Структура курса глубоко продумана: «Введение» -«Экология растений родного края» - «Особенности экологии животных нашей местности» - «Экологические проблемы нашей местности» - «Охрана окружающей среды в планетарном масштабе». На каждую главу курса отводится примерное количество часов.
Во «Введении» внимание учащихся акцентируется на важности экологии как науки, рассматриваются вопросы, связанные с возникновением экологии. Только осознание актуальности экологических проблем современности каждым членом общества позволит человечеству выжить в наступившем тысячелетии. «Мыслить глобально, действовать локально» - вот основная мысль данного авторского курса.
Разделы «Экология растений родного края», «Особенности экологии животных нашей местности» посвящены изучению основных экологических особенностей представителей местной флоры и фауны. В нём подробно рассматриваются не только вопросы биологии, типичные особенности живых организмов, но и редкие, охраняемые, в том числе и реликтовые виды живых организмов, встречающиеся в Кировской области. Здесь развивается тема связи внутреннего и внешнего строения организма с условиями его обитания (биотопом), осуществляется переход к понятию «экотоп». Внимание учащихся заостряется на мысли о чувствительности всех живых существ
к вмешательству человека в их среду обитания, вводится понятие «толерантность».
Третий раздел курса - «Экология нашей местности» - посвящен проблемам населенного пункта, где живет ученик, будь то город или деревня, всему, что его окружает. Причем большинство проблем, например, выбросы котельных и автотранспорта, свалки, хищническое использование представителей растительного и животного мира, являются общими для всей страны, на чём и основана универсальность данной авторской разработки. Особо акцентируется внимание на том, что же конкретно сами учащиеся - жители данного населенного пункта уже сегодня могут сделать для улучшения экологической обстановки в своем доме.
Логическим завершением курса является раздел «Охрана окружающей среды в планетарном масштабе», в котором содержатся сведения о правовых документах и нормативных актах, лежащих в основе регулирования эколого-правовых взаимоотношений предприятий и органов экологического контроля, что особенно важно при нынешних экологических условиях в стране, идущей по пути построения правового государства. В этом же разделе учащиеся осваивают основной понятийный аппарат экологической дисциплины, знакомятся с материалом, касающимся особо охраняемых территорий: заповедников, заказников, национальных парков, памятников природы, - выявляется роль таких территорий как мест экологических исследований и научных разработок по спасению живой природы, эталонных участков, где в нетронутом виде остаются объекты растительного и животного мира. Здесь же акцентируется внимание учащихся не только на международной природоохранной деятельности, но и на конкретной роли каждого человека в деле охраны природы своей местности.
Важнейшим дополнением к данной программе является тщательно продуманный и скомпонованный практикум, позволяющий сформировать у школьников практические умения по исследованию разнообразных объектов живой природы родного края, по решению конкретных экологических проблем своей местности. Для учителей Кировской области данный курс имеет замечательное теоретическое и практическое подкрепление в виде учебного пособия «Экология родного края» под редакцией Т.Я. Ашихминой, где приведено не только подробное описание большого количества методик по изучению состояния объектов живой природы, но и охарактеризованы основные экологические проблемы в масштабах области; в сборнике приведены также алгоритмы математической обработки и последующей интерпретации результатов уже проведённого эксперимента. В разработке предложены темы для больших научно-исследовательских индивидуальных и групповых проектов, результаты которых могут быть интересны на уровне областных, всероссийских и даже международных конкурсов и конференций естественно-научной темати-
ки для школьников. Школьники, освоившие основные методики изучения живых объектов и обладающие определённым багажом экологических знаний, имеют замечательную возможность самостоятельно определить тему глобального исследовательского проекта (на выполнение которого, возможно, потребуется несколько лет), а это уже не что иное, как формирование у учащегося ключевых компетентностей, итогом которого явится дальнейшее самоопределение в получении соответствующего экологическому профилю образования.
При освоении материала данного курса предполагается обращение к уже имеющимся знаниям из курсов природоведения, географии, ботаники, зоологии, химии. Прочные межпредметные связи - залог успешного и глубокого усвоения материала учеником.
1. Введение. основные экологические термины (15 часов)
Наука экология, предпосылки её возникновения. Необходимость изучения предмета в современных условиях. Место экологии в ряду естественных наук. Связь экологии с биологией, географией, химией, физикой и другими дисциплинами. Особенности экологии как самостоятельной науки. Цели, задачи экологии, подходы в экологии. Разделы экологической науки. Основные проблемы и задачи, перспективы экологической науки. Методы экологической науки. Влияние деятельности человека на природу. Изменение влияния человека на природу в эпоху научно-технического прогресса. Связь основных факторов воздействия человека на природу с развитием науки, промышленности, техники и ростом потребностей людей в пище, жилье, топливе, строительных материалах и т.п. При изучении этого раздела учитель расставляет акценты во взаимодействии с учениками на весь период обучения экологии - мыслить глобально, действовать локально. Гармоничное сосуществование человека и природы - залог будущего человечества.
2. Экология растений
(30 часов, из них 15 часов - экскурсии)
Царство растений; повторение основных систематических единиц царства. Растения луга и их экология, знакомство с растениями луга своей местности. Растения - представители сухих, влажных и затопляемых лугов, их особенности.
Растения сухих полян, понятие «экотоп». Значение растений луга для человека и природы. Искусственно создаваемые луговые сообщества, повышение их стабильности. Растения избыточно-
урожайных мест обитания (болот, топей, низин). Водные растения, особенности их строения в связи с местом обитания. Значение для человека и природы. Растения леса, малый фитоценоз. Ярусность горизонтальная и вертикальная, характеристика леса по ярусам. Определение типа леса. Внеярусная растительность. Понятие экологической сукцессии. Рассмотрение смены одного лесного сообщества другим в окрестностях вашего населённого пункта на конкретных примерах (зарастание луга, болота и т.д.). Лекарственные растения родного края. Внешний вид растений. Места произрастания, сроки сбора. Заготавливаемые части растений, используемые в народной медицине. Народные рецепты, собранные у местного населения. Правила заготовки лекарственного сырья впрок. Применение растений, польза ядовитых растений. Относительность вреда таких растений. Редкие и охраняемые растения вашего края. Внешний вид растений. Места обитания. Причины, по которым растения попали в разряд охраняемых и редких. Категории охраны растений. Реликтовые растения родного края, места их произрастания на его территории. Рациональное использование растительных ресурсов родного края. Экскурсии (15 часов):
1. Растения луга (составление полного флористического списка растений лугового фитоценоза). - 3 часа.
2. Растения леса «Малый фитоценоз». - 5 часов.
3. Экотон, особенности растений - обитателей пограничной полосы лес - луг.
4. Изучение продуктивности лугового сообщества методом трансекты.
5. Изучение продуктивности лугового сообщества методом пробных площадок.
6. Пищевые растения родного края.
7. Лекарственные растения родного края.
8. «Дары леса» (грибы и ягоды родного края). - 2 часа.
3. Особенности экологии животных (30 часов, из них 10 часов - экскурсии)
Общая характеристика животного мира. Основные таксономические единицы животного мира. Сходство животных и растений. Отличие животных от растений и неживой природы. Насекомые нашего края. Общественные насекомые: пчелы, муравьи. Их роль в природе и для человека. Строение муравейника. Правила его огораживания. Насекомые - вредители сельского хозяйства и лесов. Способы борьбы с вредителями. Значение замены химических методов борьбы с вредителями сельского хозяйства биологическими методами. Водные беспозвоночные нашего края. Рыбы. Экология рыб. Рыбы различных водных бассейнов области. Сроки нереста. Сроки и правила рыбной ловли. Разрешен-
ные и запрещенные орудия лова. Ответственность за нарушение законов по охране рыбных богатств нашего края. Борьба с браконьерами. Птицы вашего края. Перелетные птицы и их экология. Зимующие птицы вашего края. Приспособленность птиц к сезонным изменениям в природе. Представители различных отрядов птиц. Выводковые и птенцовые птицы. Значение для человека. Повышение продуктивности охотничьих птиц. Млекопитающие вашего края. Животные водоемов, лугов, лесов. Среды обитания животных. Редкие и охраняемые животные вашего края. Причины, в силу которых животные стали редкими. Рациональное использование животного мира вашей местности. Практические занятия. Помощь школьников животным в зимнее время. Демонстрация чучел птиц и зверей, плакатов, демонстрирующих внешнее строение основных представителей местной фауны. Просмотр диафильма «Группы животных».
Экскурсии (10 часов):
1. Посещение экологической тропы. - 2 часа.
2. Муравейник и его обитатели.
3. Птицы родного края. - 2 часа.
4. Насекомые родного края - 2 часа.
5. Рыбы родного края. - 2 часа.
6. Следы жизнедеятельности млекопитающих.
4. Экология нашей местности
(10 часов, из них 2 часа - экскурсии)
Экологические проблемы нашей местности. Основные источники загрязнения окружающей среды, причиняемый вред. Охрана окружающей среды: воздуха, почв, воды, богатств животного и растительного мира. Проблемы рубки леса, свалок мусора, обмеление и загрязнение местных водоёмов. Проблема утилизация и повторного использования некоторых видов бытовых отходов (оборотная стеклотара, переработка макулатуры, ветоши, переработка металлолома). Экскурсии (2 часа):
1. Посещение цехов переработки древесины Синегорского лесокомбината, частных предпринимателей.
2. Посещение ремонтно-механической мастерской (РММ) Синегорского лесокомбината, экологические проблемы РММ.
5. Охрана окружающей среды. Общие вопросы (20 часов)
Документы и нормативные акты, принятые в нашей стране по охране окружающей среды. Выполнение законов об охране природы. Природоохранные организации. Общества по охране
природы. Роль лесхозов, лесничеств, леспромхозов в преумножении богатств нашей родины. Связь обществ и организаций с учебными заведениями. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Программы ВМО, ЮНЕСКО, ЮНЕП. Совместные проекты, сборы, лагери, олимпиады. Участие школьников в охране природы родного края. Ликвидация свалок. Заготовка кормов для птиц и зверей. Фенология. Фенологические наблюдения за жизненными процессами растений и животных. Проведение разъяснительной работы среди младших школьников и односельчан. Совместные экологические проекты школьников и их родителей по улучшению экологической обстановки в родном крае. Правила поведения учащихся в природе. Охраняемые территории нашей местности и России. Их виды, классификация. Назначение и роль на современном этапе. Заповедники, заказники, национальные парки. Особое значение этих территорий как мест, где содержатся животные, находящиеся под угрозой исчезновения. Роль таких территорий как мест экологических исследований и научных разработок по спасению живой природы. Цель создания памятников природы. Состояние на сегодняшний день. Памятники природы родного края, их краткая характеристика, историческое, научное, культурное значение, охрана.
6. Экологический практикум (31 час)
Практикум включает консультацию учащихся по вопросам, касающимся оформления результатов индивидуально проведённых исследований в природе, математической обработки, интерпретации и выявления достоверности полученных данных, создания презентации к проекту, оформления наглядного материала и т.п. При необходимости учитель выезжает с воспитанниками на местность и контролирует правильность применения методик; в случае, если проекты очень громоздкие, подключается к работе (например, оказывает помощь в проведении геоботанического описания участка леса, болота или луга). Такое вклю-
чение учителя в совместную деятельность позволяет не только проконтролировать добросовестность учащегося при выполнении поставленной перед ним задачи, но и сплачивает коллектив, сближает преподавателя и воспитанников.
Рекомендуемые темы проектов из числа исследованных обучающимися по данной программе:
1. Грибы-паразиты елового (соснового, берёзового) фитоценоза в окрестностях населённого пункта.
2. Влияние некоторых видов антропогенной нагрузки на состав и сукцессию лесного фитоценоза в окрестностях вашего населённого пункта.
3. Лихенофлора ельников-черничников (брусничников, зелено-мошников и т.д.) в окрестностях вашего населённого пункта.
4. Осиновый лес как промежуточная стадия сукцессионного процесса превращения луга в хвойный лес.
5. Продуктивность часто посещаемого массива леса в окрестностях вашего населённого пункта (наличие грибов, ягод, лекарственных растений).
6. Рубки ухода и их влияние на состав лесного фитоценоза и протекание сукцессионного процесса.
7. Изучение некоторых аспектов проблемы сбора берёзового сока в окрестностях вашего населённого пункта.
8. Структура напочвенного покрова как показатель антропогенной трансформации лесного фитоценоза.
Основные требования к знаниям и умениям учащихся
Учащиеся должны знать:
- определения основных экологических понятий (фитоценоз, сукцессия, гигрофиты, гидрофиты, ярусность, заповедник, заказник, национальный парк, реликт, агроценоз, фитоценоз, синузия, парцелла, интродукция, инвазия, экотоп, биотоп, экотон и др.);
- содержание отношений организмов в популяциях;
- о строении и функционировании разных сообществ; ярусном распределении организмов в экосистемах;
- о саморазвитии экосистем (этапы формирования экосистем, зарастание водоёма, луга, неустойчивые и устойчивые стадии развития сообществ);
- о биологическом разнообразии как важнейшем условии устойчивости популяций и биоценозов своей местности;
- основные типы сообществ родного края;
- растения и животных своей местности (обычные, редкие, лекарственные, охраняемые, категории охраны);
- особенности искусственно создаваемых человеком сообществ - агроценозов своей местности;
сроки сбора лекарственных растений, правила заготовки лекарственного сырья;
о роли растений и животных в природе и жизни человека; правила рационального использования животного и растительного мира своей местности;
о современном состоянии и охране атмосферы (баланс газов в атмосфере, её загрязнение, источники загрязнения, борьба с загрязнением, очистные сооружения); о рациональном использовании и охране водных ресурсов (бережное расходование воды, борьба с загрязнением, очистные сооружения и их эффективность, использование оборотных вод);
об использовании и охране недр (проблемы исчерпаемо-сти минерального сырья и энергетических ресурсов, необходимость бережного использования полезных ископаемых своей местности);
о рациональном использовании и охране почв (причины потери плодородия и разрушения почв, ускоренная эрозия, её виды);
о современных проблемах охраны природы (аспекты, принципы и правила охраны природы, правовые основы охраны природы);
о современном состоянии, использовании и охране растительности (причины и последствия сокращения лесов, меры по сохранению и восстановлению лесных ресурсов, охрана редких и исчезающих видов растений, «Красная книга», МСОП и «Красная книга Кировской области» и их значение в охране редких и исчезающих видов растений); о рациональном использовании и охране животных (прямое и косвенное воздействие человека на животных и его последствия, причины исчезновения видов животных, охрана охотничье-промысловых и редких видов животных, роль заповедников в охране животных, значение «Красной книги» МСОП и «Красной книги Кировской области» в охране редких и исчезающих видов); о взаимосвязи экологии с другими естественными науками; о связи человека и природы;
о теоретическом и практическом значении экологических знаний;
об основных методах контроля состояния окружающей среды;
о причинах экологического кризиса;
об экологических проблемах родного края и возможных путях улучшения экологической обстановки; ценности и нормы, определяющие гуманистическую позицию людей в решении глобальных экологических проблем человечества;
- о необходимости личного участия в решении отдельных природоохранных задач.
Учащиеся должны уметь:
- объяснять принципы обратных связей в природе, механизмы регуляции и устойчивости в популяциях и биоценозах;
- строить графики простейших экологических зависимостей;
- применять знания экологических правил при анализе различных видов хозяйственной деятельности человека;
- охранять пресноводных рыб в период нереста;
- охранять полезных насекомых;
- подкармливать и охранять растительноядных птиц;
- определять уровень загрязнения воздуха методом лихено-индикации;
- проводить простейшие геоботанические описания леса, луга, болота, водоёма;
- составлять флористический список растений различных фитоценозов своей местности;
- прогнозировать изменения, которые произойдут со временем в сообществе;
- сравнивать естественное сообщество с созданным искусственно;
- приводить примеры влияния местных проблем на глобальные проблемы окружающей среды;
- аргументировать свое мнение по ходу обсуждения конкретных экологических ситуаций;
- самостоятельно анализировать различные экологические ситуации;
- элементарно оценивать состояние окружающей среды своей местности;
- анализировать литературу и составлять конспекты, доклады и рефераты;
- грамотно работать с дополнительной литературой, картографическим и статистическим материалом;
- объяснять многоаспектное значение окружающей природы в жизни и хозяйственной деятельности человека;
- мыслить глобально, действовать локально.
Список литературы:
1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг: Уч.-метод. пособие. - М.: Агар, 1991.
2. Бухвалов В.А., Богданова Л.В., Купер Л.З. Методы экологических исследований: Пособие для учащихся 7-8 кл. общеоб-разов. сред. шк. - М.: ЛА «Варяг», 1995.
9.
10.
11.
12. 13.
14
15
16
17
18
19
20.
21.
22.
23.
24.
ВинокуроваН..Ф, ТрушинВ.В. Глобальная экология. Учебник для 10-11 классов профильных школ. - М.: Просвещение, 1998. Вронский В.А. Экология: Словарь-справочник. - Ростов-на-Дону.: Феникс, 1997.
Дажо Р. Основы экологии. - М.: Прогресс, 1975. Демьяненко Е.Н. Биология в вопросах и ответах. - М.: Просвещение, 1996.
Демидов В.А. Экологическая тропа // Биология в школе. -1996. - № 3. - С. 63.
Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - М.: Гидрометеоиздат, 1984.
Колбовский Е.Ю. Экология для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. - Ярославль: «Академия развития», «Академия и К0», 1998.
Население и хозяйство Кировской области: Учеб. пособие для учащихся 9 кл. общеобразоват. шк. / под ред. Г.М. Ала-лыкиной, А.Г. Шурыгиной. - Киров, 1997. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. В 2-х т. - М.: Мир, 1993. Одум Ю. Экология. В 2-х т. - М.: Мир, 1996. Окружающая природная среда Кировской области: Материалы научных исследований / под ред. Т.Я. Ашихминой, В.М. Сюткина, Е.А. Буркова. - Киров, 1996. Польский Б.Н. Рассказы о почве. Пособие для учащихся. -Изд. 2-е, перераб. - М.: Просвещение, 1977. Природа, хозяйство, экология Кировской области: сб. статей / под ред. В.И. Колчанова, А.М. Прокашева. - Киров, 1996. РеймерсН.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. -М.: Мысль, 1990.
Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. Т. 1-3. - М.: Мир, 1994.
Соловьёв А.Н. Сокровища Вятской природы. - Киров: Волго-Вятское книжное издательство, 1986.
Сытник К.М., Брайон А.В., Гордецкий А.В. Биосфера, экология, охрана природы. Справочное пособие. - Киев: Науко-ва думка, 1987.
Таранина Л.Ф. Экологический практикум для студентов и школьников (биоиндикация загрязненной среды). - М.: АРГУС, 1997.
Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. Учебное пособие. - М.: Просвещение, 1995. Экология. Школьный справочник / Сост. А.П. Ошмарин. -Ярославль: Академия развития, 1998.
Экологическая безопасность региона (Кировская область на рубеже веков) / Под ред. Т.Я. Ашихминой, М.А. Зайцева. - Киров: Вятка, 2001.
Экология родного края / под ред. Т.Я. Ашихминой. - Киров: Вятка, 1996.
