CC BY
174
УДК [504+574](075.8)
КУРС «ЭКОЛОГИЯ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ НЕБИОЛОГИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ КЛАССИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Николай Владимирович Кожевников Надежда Иосифовна Кожевникова Марк Давидович Гольдфейн Саратовский государственный университете имени Н.Г. Чернышевского
экология, экологическое образование, экологический фактор, биосфера, строение Земли, загрязнение, народонаселение, природопользование, международное сотрудничество
Рассматривается содержание учебного курса "Экология", разработанного в Саратовском госуниверситете для студентов небиологических специальностей и направлений подготовки. Эта дисциплина трактуется как комплексная, охватывающая различные аспекты взаимодействия живых организмов с окружающей средой, в том числе проблемы численности народонаселения, охраны природы, рационального использования её ресурсов. Особое внимание уделяется зависимости развития жизни на Земле от внутреннего строения планеты, её места в Солнечной системе. Обсуждение этих вопросов в рамках данного курса отличает его от традиционного построения дисциплины.
A COURSE OF ECOLOGY FOR THE STUDENTS OF NON-BIOLOGICAL SPECIALTIES OF THE CLASSICAL UNIVERSITY
Nikolay Vladimirovich Kozhevnikov Nadezhda Iosifovna Kozhevnikova Mark Davidovich Goldfein Saratov State University [email protected]
ecology, ecological education, ecological factor, biosphere, Earth structure, pollution, population, environmental management, international cooperation
The content of an educational course «Ecology» developed in Saratov State University for the students of non-biological specialties and directions is considered. This discipline is treated as a complex one, covering various aspects of the interaction of living organisms with their environment, including the problems of population numbers, conservation and rational use of nature’s resources. Special attention is paid to the dependence of life development on Earth on the internal structure of our planet and its place in the Solar system. Discussion of these questions within our course distinguishes it from the traditional arrangement of the discipline.
Обострение экологической ситуации во многих регионах Земли обусловлено все возрастающим воздействием человека на окружающую его среду. Бурное развитие научно-технического прогресса (преимущественно в промышленно развитой части мира) и резкое возрастание численности населения Земли (в основном за счет демографического роста развивающихся стран) привело во второй половине двадцатого - начале двадцать первого веков к нарушению сбалансированности природных процессов, устойчивости и
способности к саморегуляции природных систем, их деградации. Улучшение экологической обстановки невозможно без осознания всеми членами общества глубоких взаимосвязей, существующих между человеком и окружающей его природой, без понимания того факта, что человек сам является частью природы и подчинен её объективным законам. В связи с этим, экологическое воспитание и образование молодежи и особенно будущих специалистов должно быть одним из приоритетных направлений экологической политики Российской Федерации.
К сожалению, в настоящее время наблюдается недооценка значимости экологического образования. Ныне действующий Федеральный закон «Об охране окружающей среды» (январь 2002 г.) [1] не содержит ранее выдвигавшегося в соответствии с законом «Об охране окружающей природной среды» (декабрь 1991 г.) [2] положения об обязательном преподавании основ экологических знаний во всех высших учебных заведениях, независимо от их профиля. С переходом высшего профессионального образования РФ на двухуровневую модель (бакалавры - магистры) произошло дальнейшее сокращение по сравнению со специалитетом числа направлений подготовки бакалавров, предполагающих изучение экологии.
Тем не менее, в соответствии с Государственным образовательным стандартом преподавание дисциплины «Экология» проводится при подготовке специалистов и бакалавров по некоторым специальностям, реализуемым в Саратовском государственном университете на физическом факультете, факультете нано- и биомедицинских технологий, компьютерных наук и информационных технологий, философском факультете, институтах истории и международных отношений, филологии и журналистики. Согласно образовательному стандарту второго поколения, оно предусматривает прежде всего раскрытие темы «Биосфера и человек». Новый Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования вводит компетентностный подход к оценке результатов освоения основных образовательных программ бакалавриата. Выпускник вуза должен обладать рядом общекультурных и профессиональных компетенций. Студент должен знать «фундаментальные законы природы, проблемы экологии» [3], «структуру экосистем и биосферы, основы взаимодействия человека и среды, экологических принципов охраны природы и рационального природопользования» [4], «глобальные и локальные проблемы окружающей среды, законодательство в области охраны окружающей среды» [5]. Он должен «рассматривать вопросы безопасности и сохранения окружающей среды в качестве важнейших приоритетов в жизни и деятельности» [6], «принимать меры по сохранению и защите экосистем» [7]. Кроме того, выпускник должен обладать «способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности» [8-13], «способностью представлять современную научную картину мира на основе знаний основных положений, законов и методов естественных наук» [3, 11, 14], то есть «обладать целостной системой научных знаний об окружающем мире» [7] и быть способным «использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в профессиональной деятельности» [15]. А «областью профессиональной деятельности бакалавров по направлению подготовки «Физика» являются все виды наблюдающихся в природе явлений, процессов и структур» [4].
Таким образом, выпускники вузов, получившие высшее образование, должны обладать знаниями не только в области своей профессиональной специализации, но и иметь представление о современной научной картине мира, о характере взаимоотношений человека и природы. С этой целью несколько лет тому назад в учебные планы гуманитарных специальностей была введена дисциплина «Концепции современного естествознания». Но согласно ФГОС ВПО третьего поколения для ряда направлений подготовки бакалавров эта дисциплина исключена из числа рекомендуемых к изучению.
То есть занижается значимость не только экологического, природоохранительного, но и всего естественнонаучного образования.
Однако формирование указанных компетенций и получение соответствующих знаний о целостности и взаимосвязанности окружающего нас мира, о закономерностях становления и развития жизни, взаимном влиянии живой и неживой природы возможно обеспечить в рамках курса «Экология». Образовательный стандарт для небиологических специальностей учитывает, что экология как наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой их обитания в настоящее время превратилась из строго биологической науки (биоэкологии) в комплексную, представляющую собой цикл знаний, включающий разделы самых различных естественных и гуманитарных научных дисциплин. Она рассматривается и как наука об организации, функционировании, рациональном использовании и охране окружающей среды. Именно такая расширительная трактовка предмета экологии дается в курсе, разработанном на кафедре охраны окружающей среды и безопасности жизнедеятельности биологического факультета Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского.
Основной целью освоения дисциплины «Экология» является формирование у студентов представлений о взаимосвязях, которые существуют между человеком как компонентом биосферы и окружающей его неживой и живой природой, повышение уровня экологической культуры обучающихся, формирование личности, осознающей свою ответственность за сохранение окружающей среды и необходимость ограничения своей свободы для реализации условий эколого-нравственного императива.
Задачей дисциплины является передача студентам знаний о строении и функциях природы, её компонентов, о механизмах и закономерностях их взаимодействий между собой и с человеком, а также знакомство с некоторыми методами защиты природы и рационального использования её ресурсов.
Наряду с биоэкологическим блоком (предмет и структура современной экологии, основные экологические понятия, термины, правила, законы), значительное внимание в рамках курса «Экология» уделяется проблемам биосферы Земли. Согласно представлениям В.И. Вернадского, биосфера - это оболочка нашей планеты, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть неживого вещества, которая находится во взаимодействии с этими организмами. Причем, - это не какая-то обособленная, закрытая, саморегулирующаяся система, а система открытая, связанная с процессами, протекающими на других космических телах (например, на Солнце), а также с геосферами Земли и с процессами, протекающими в её глубинах. Однако, взаимосвязь развития биосферы и особенностей внутреннего строения Земли, как правило, не находит себе должного отражения в традиционных программах этого курса, а проблемы физики Земли не выходят за пределы специальных курсов, с которыми знакомятся лишь студенты -геологи и географы.
Между тем, средой обитания человека и других живых организмов является наша планета со всеми её оболочками: атмосферой, гидросферой, наружными частями твердой Земли. Именно здесь возникла и развивается жизнь. Как установлено в настоящее время, все эти геосферы, входящие в состав биосферы, выделились из недр основного тела Земли в процессе её длительного развития. Дальнейшая эволюция биосферы также во многом будет определяться жизнью земных недр. Их активность проявляется в форме извержений вулканов, землетрясений, перемещений земной поверхности, изменений радиационного фона и магнитного поля Земли - важнейших абиотических экологических факторов. Условия жизни на Земле зависят от её размера, формы, внутреннего строения, химического состава, а также места в Солнечной системе, параметров орбиты, от влияния других космических тел и процессов, протекающих на них. В данном курсе студенты знакомятся с гипотезами о происхождении жизни на Земле. Отмечается, что
периодическое прерывание длительных эпох равномерного эволюционного развития относительно кратковременными революционными скачками, характерное для развития жизни, обусловлено как различными земными, так и космическими факторами. Отражение всех этих проблем в программе данного курса является его важной отличительной особенностью.
Важнейшей и наиболее острой проблемой современной экологии стало загрязнение окружающей среды. В разработанном курсе рассмотрены типы загрязнений, их источники, циркуляция в биосфере, локальные и глобальные последствия негативного воздействия на природные системы и на человека, методы обнаружения и борьбы с загрязнениями, а также вопросы, касающиеся экологического нормирования и мониторинга окружающей среды. При изложении материала по этой части курса возникает необходимость обращаться к некоторым разделам физики, химии, геологии, биологии, что позволяет лучше уяснить природу изучаемых явлений, процессов, объектов, а также механизм их воздействия на биотические и абиотические элементы окружающей среды. Обсуждение некоторых экологических проблем проводится с использованием методов математического моделирования.
Другой особенностью курса «Экология» (в отличие от его традиционного построения) является акцент на проблемы взаимодействия с окружающей средой именно человека, что соответствует образовательному стандарту для небиологических специальностей. В частности, с таких позиций рассматривается проблема динамики численности популяций. Известно, что обострение современной экологический ситуации в мире, связанное с усилением антропогенного воздействия на окружающую среду, обусловлено не только бурным развитием научно-технического прогресса, но и резким возрастанием численности населения Земли (в четыре раза за ХХ век, на один миллиард за первое десятилетие XXI века). Это позволяет рассматривать рост численности населения в мире как одну из причин деградации биосферы. В данном курсе рассмотрены различные теории народонаселения (геометрическая прогрессия Т.Р. Мальтуса, экспоненциальный рост, логистический рост, гиперболическая модель). Демографические проблемы по своему содержанию и остроте существенно различаются в разных регионах Земли. Они рассматриваются как в глобальном, так и региональном аспектах.
Определенное внимание в рамках данного курса уделяется международному сотрудничеству в области охраны природы, которое развивается в разных формах и на разных уровнях. Одной из важнейших форм такого сотрудничества являются международные конференции, посвященные проблемам окружающей среды. Рассматриваются некоторые наиболее важные конференции, проведенные, прежде всего на уровне Организации Объединенных наций, а также студенты знакомятся с деятельностью международных организаций, работающих в этой области: ооновских, межправительственных региональных, неправительственных.
В разделе «Правовые основы природопользования» рассматриваются основные источники экологического права в нашей стране (положения Конституции, основные законы и кодексы в области охраны окружающей среды), а также названы государственные органы управления, контроля и надзора в этой области.
При изложении материала по отдельным разделам курса студенты знакомятся с результатами научных исследований сотрудников кафедры, работающих по природоохранной тематике:
• разработка озонобезопасных композиций для получения жесткого пенополиуретана, приметаемого в холодильной технике и строительных конструкциях;
• определение интенсивности прямой солнечной радиации;
• оценка состояния воздушной среды крупного промышленного центра;
• разработка эффективных способов ингибирования сероводородной и углекислотной коррозии стали;
• стабилизация мономеров и предотвращение образования балластных полимеров при синтезе и хранении мономеров;
• разработка малостадийных безотходных методов получения высокомолекулярных флокулянтов для очистки воды от дисперсных частиц
• синтез экологически чистых безэмульгаторных полимерных латекс ов, не содержащих специально добавляемых поверхностно-активных веществ.
Изучение дисциплины «Экология» проводится в форме прослушивания студентами лекций, участия в работе семинарских занятий, выполнения текущих контрольных работ по мере освоения учебного материала, самостоятельной работы, тестирования по завершению изучения дисциплины, сдачи итогового теоретического зачета (или экзамена). Самостоятельная работа студентов включает в себя подготовку к аудиторным занятиям, текущему контролю успеваемости и аттестации по итогам изучения курса, написание реферативной работы по отдельным экологическим проблемам с самостоятельным подбором источников информации (учебники, специальная литература, ресурсы Интернет, научные и научно-популярные издания, ежегодные Доклады о состоянии окружающей среды Саратовской области и др.).
На семинарских занятиях рассматриваются некоторые наиболее важные темы данного курса, связанные, прежде всего с экологическими проблемами загрязнения окружающей среды:
• Экология и охрана окружающей среды
• Экологические проблемы воды и водных ресурсов
• Проблемы загрязнения атмосферы
• Глобальные последствия загрязнения атмосферы
• Антропогенное влияние на литосферу и почву
• Проблемы сохранения животного и растительного мира
• Проблемы экологической чистоты пищевых продуктов
• Физические (энергетические) загрязнения окружающей среды
• Экологические проблемы использования человеком атомной энергии
• Мониторинг окружающей среды
Студенты делают доклады продолжительностью 10-15 минут по заранее выбранным темам с их последующим обсуждением.
По отдельным темам курса используются активные и интерактивные методы обучения. Особенно это касается рассмотрения экологических проблем, не имеющих однозначной научной трактовки и допускающих их различное толкование: экологические проблемы «парникового эффекта» и климатических изменений на Земле; влияние природных и антропогенных факторов на состояние озонового слоя; проблемы народонаселения, соотношение численности населения и ресурсов биосферы; сравнительный анализ воздействия на окружающую среду тепловых, атомных и гидроэлектростанций; использование генно-модифицированных пищевых продуктов. Рассмотрение указанных конкретных вопросов проводится в форме дискуссии -заслушивание студенческих сообщений, отражающих различные точки зрения, с их последующим обсуждением. Для оценки различных вариантов долговременных последствий увеличения численности населения и усиления антропогенных воздействий на биосферу используется компьютерная модель Мира «World-3», разработанная по заказу Римского клуба. Проводится также коллективное обсуждение итогов контрольных работ.
По материалам курса «Экология» написано учебное пособие, размещенное в электронной библиотеке СГУ.
Разработанный курс и учебное пособие к нему способствуют формированию грамотных, высокообразованных специалистов, осознающих свое место и роль в биосфере, свою ответственность за её сохранение, обладающих высоким уровнем экологической культуры, под которой понимается весь комплекс навыков бытия в контакте и согласии с окружающей природной средой [16].
Литература
1. Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» // Собрание
законодательства РФ от 14 января 2002 г. № 2; М.: изд-во «Экзамен», 2004. 48 с.
2. Закон РСФСР от 19 декабря 1991 г. № 2060-1 «Об охране окружающей природной среды» // Ведомости
Съезда народных депутатов РФ и Верховного Совета РФ от 5 марта 1992 г. № 10;
Охрана окружающей природной среды: Постатейный комментарий к закону России. М., 1993.
3. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по
направлению подготовки 210100-Электроника и наноэлектроника.
4. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по
направлению подготовки 011200-Физика.
5. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по
направлению подготовки 150100-Материаловедение и технологии материалов.
6. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по
направлению подготовки 280700-Техносферная безопасность.
7. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по
направлению подготовки 100100-Сервис.
8. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по
направлению подготовки 201100-Биотехнические системы и технологии.
9. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по
направлению подготовки 221400-Управление качеством.
10. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 222000-Инноватика.
11. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 010400-Радиотехника.
12. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 230100-Информатика и вычислительная техника.
13. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 033000-Культурология.
14. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 220100-Системный анализ и управление.
15. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100-Педагогическое образование.
16. Экология: учебник / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. - Ростов н/Д: Феникс, 2005-2008.
