CC BY
37Методика организации исследовательской деятельности школьников в условиях летнего экологического лагеря
Наумова Наталья Николаевна
д.п.н., к.б.н., профессор кафедры коммерции и гостеприимства института туризма и предпринимательства Владимирского государственного университета им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, nnnaumova@list.ru
Шварева Ирина Станиславовна
к.х.н. доцент кафедры безопасности жизнедеятельности, экологии и химии Ковровской государственной технологической академии им. В.А. Дегтярева, IShvar@yandex.ru.
В статье рассматривается опыт организации исследовательской деятельности школьников на базе экологического лагеря «Школа природы» в национальном парке «Мещера». Исследовательская деятельность формирует определенную методологию познания, научный стиль мышления, и поисковый характер практической деятельности личности. Основу исследовательских программ детского лагеря составляют мониторинг экосистемы реки Бужи. Приводятся методики организации детских исследовательских проектов по ботанике, гидрологии, гидрохимии, гидробиологии. Организация исследовательской деятельности с детьми включает несколько этапов. На первом этапе подростки под руководством преподавателей изучают карты района мониторинговых работ, составляют гидрографическую схему местности, определяют тему работы, объекты и предмет исследований. На втором этапе определяется схема отбора проб и производится сбор материала. Следующий этап посвящен камеральной обработке материала и его анализу. Результаты исследований заслушиваются на итоговой конференции. Обсуждаются вопросы работы над проектами в течение всего учебного года. Ключевые слова: экологический лагерь, экологическое образование, исследовательская деятельность школьников, экологический мониторинг.
о сч о сч
со
О!
^
н
О Ш
т
X
<
т О X X
Последнее десятилетие в России характеризуется расцветом технологических разработок в образовании, базирующихся на идеях гуманистической педагогики и холизма. Для этих подходов характерно целостное отношение к миру и человеку, живущему в нем, акцента-ция внимания на нравственно-ценностных аспектах глобальных проблем. В качестве главной цели образования провозглашается целостное развитие человека, воспитание творческой, самостоятельной, и ответственной личности, способной к взаимопониманию и сотрудничеству. При этом очень важным аспектом является содействие самоформированию экоцентрист-ского мировоззрения, когда человек воспринимает себя частью природы, частью руководствующейся в своей деятельности законами и ограничениями целого - Био-сферы.[1,2]
Наилучшие условия для развития экологического мировоззрения школьников создаются в экологических лагерях и детских экологических экспедициях.[3,8] При этом особое внимание уделяется организации исследовательской деятельности, как средству самостоятельного получения знаний о различных объектах природы, о механизмах функционирования и развития экосистем, о способах решения экологических проблем. [4] Исследовательская деятельность формирует определенную методологию познания, научный стиль мышления, и поисковый характер практической деятельности, готовность и стремление получать, искать, перерабатывать информацию и творчески использовать ее на практике при решении экологических проблем.[5]
Перед организаторами любого экологического лагеря встает задача разработки целостной исследовательской программы, объединяющей всех участников, а также выбора объектов наблюдений и методов исследования достаточно аттрактивных для подростков и в тоже время доступных для овладения ими за относительно короткий промежуток времени.
Основу исследовательской деятельности экологического лагеря «Школа природы», который проводится в национальном парке «Мещера» с 2011 года, составляют мониторинговые наблюдения за экосистемой реки Бужи. Эта река является главной водной артерией национального парка и объединяет северные и южные экосистемы. Состояние речных и прибрежных биогеоценозов свидетельствует о «здоровье» экосистемы национального парка в целом. Программа исследований носит комплексный характер и для ее осуществления приглашают ученых ботаников, гидрохимиков, гидробиологов, энтомологов, орнитологов. Организаторы лагеря в качестве важного направления исследований
рассматривают изучение исторических аспектов взаимодействия природы и человека на данной территории. Собранный в ходе коротких этнографических экспедиций материал позволяет сделать заключение об исторически сложившихся механизмах поддержания местным населением биоразнообразия природно-антропогенных прирусловых биогеоценозов: пойменных лугов, пашен, лесов.
Экологический лагерь «Школа природы» размещается на специально подготовленной рекреационной площадке на берегу реки Бужи в окрестностях деревни Ягодино. В лагере оборудуются гидрохимическая и гидробиологическая лаборатории, отводятся помещения для занятий другими науками. Каждый школьник имеет возможность самостоятельно выбрать научную дисциплину, в рамках которой он будет проводить исследования и наставника-ученого, который поможет определить тему исследования, сформулировать гипотезу, цель, задачи работы, будет сопровождать его в сложном пути овладения методиками отбора материала, фиксации и обработки собранных образцов в полевых условиях. Кроме исследовательской деятельности программа работы лагеря включает разнообразные оздоровительные, спортивные, развлекательные и волонтерские мероприятия, при этом все они объединены единой задачей формирования экологической культуры всех участников.
Продолжительность работы экологического лагеря «Школа природы» составляет две недели и за этот короткий срок школьникам необходимо освоить теоретический курс, познакомиться с простейшими мониторинговыми методиками, провести наблюдения, собрать и проанализировать материал и подготовить выступление на заключительную научную конференцию.
Теоретический курс, разработанный для школьников 6-9 классов, включает обязательное изучение следующих тем: основные принципы экологии, концепция экосистемы, законы функционирования и развития природных экосистем, роль человека в биосфере. Особое внимание уделяется изучению механизмов поддержания устойчивости природных экосистем, при этом материал рассматривается на основе тех биоценозов, которые находятся непосредственно в поле зрения школьников, то есть на примере озера, реки, луга, леса. Таким образом, теория практически сразу связывается с практикой, многие обсуждаемые вещи можно отследить непосредственно в природе, получить чувственное подтверждение логическим умозаключениям.
Теоретические занятия проводятся в виде коротких лекций, продолжительностью 20-30 минут в утренние часы перед занятиями в лабораториях и выходом на экскурсии и в вечерние часы, когда подводятся итоги дня.
После короткой лекции по общей экологии школьники расходятся по своим кафедрам и занимаются по исследовательским программам, разработанным каждым из ученых, отвечающих за то или иное направление общего мониторинга экосистемы реки Бужа. Рассмотрим методики исследовательской деятельности основных кафедр.
Основу исследовательской работы кафедр составляет большой экологический практикум, значительное место в котором занимают ботанические наблюдения, а также гидробиологические и гидрохимические исследования водных экосистем.[6] Руководят практикумом преподаватели Ковровской технологической академии
им. В. А. Дегтярёва и Владимирского государственного университета имени А.Г. и Н.Г. Столетовых. Привлекаются преподаватели вузов Москвы, Санкт-Петербурга, учёные-экологи с большим опытом полевой работы.
За десять лет практической работы лагеря «Школа природы» накоплен большой опыт организации исследований, собраны и апробированы различные методические подходы, выбраны наиболее интересные школьникам и доступные для реализации методы исследования. В результате такой методической работы выработан эффективный алгоритм организации мониторинговых исследований [6,10].
Первым этапом практической работы со школьниками является знакомство с местом проведения экспедиции. На этом этапе подростки под руководством преподавателей должны изучить карты района проведения экспедиции, составить гидрографическую схему местности, определить объекты и предмет исследований, сформулировать цели и задачи предстоящей работы, составить план работы. На этом этапе происходит распределение обязанностей участников рабочей бригады. При этом старшеклассники, овладевшие навыками исследовательской работы в предыдущих экспедициях, выполняют роль бригадиров, их задача - организовать работу бригады. Ребята-старшеклассники с большим энтузиазмом делятся приобретённым опытом с новичками, сами получая при этом навыки организаторской деятельности.
Занятия ботаникой из года в год привлекают школьников самого разного возраста, поэтому для учащихся шестых-седьмых классов руководители выбирают очень простые и понятные темы исследовательских проектов, например «Лекарственные растения пойменного луга реки Бужи», «Растения-медоносы соснового бора». Поскольку одни и те же дети приезжают в лагерь в течение нескольких лет и многие выбирают дисциплину, которую уже начали изучать, по мере их взросления и овладения исследовательскими методиками темы проектов усложняются, старшие подростки переходят к серьезным геоботаническим описаниям и анализу многолетней динамики популяций отдельных видов растений. Каждый день ребята с руководителем выходят на экскурсии и изучают растения определенных экосистем (пойменного луга, соснового бора, смешанного леса, верхового болота, низинного болота), учатся работать с полевыми дневниками, собирать гербарии, проводить геоботанические описания. Наиболее сложным этапом является камеральная обработка собранного материала, поскольку у современных школьников нет навыка работы с определителями, кроме того им необходимо запоминать достаточно большое количество видов и фиксировать свои наблюдения. Подобная работа, несомненно, тренирует память, приучает к собранности, аккуратности (вплоть до педантичности), требует терпения, усидчивости, т.е. развивает волевые навыки, что в дальнейшем очень пригодится подростку. При оформлении результатов своей работы школьники используют как возможности компьютера и подготавливают презентации, так и рисуют традиционные плакаты с изображением наиболее аттрактивных растений. Данный вид деятельности способствует развитию эстетического компонента экологического сознания личности.
Важным этапом гидрохимических и гидробиологических исследований является определение мест расположения контрольных станций (точек наблюдений и
X X
о
го А с.
X
го т
о
2 О
м о
о см о см
со
о ш т
X
<
т о х
X
отбора проб). Для этого подходящие места сначала намечают на карте. Затем в пеших рекогносцировочных походах выбирают те из них, которые наиболее доступны и информативны. Необходимо объяснить школьникам важность этого этапа работы: точки отбора проб должны быть репрезентативными, т.е. отражать характеристики водного объекта и его структуру и отвечать задачам исследования. На территории национального парка Мещёра в качестве контрольных станций были выбраны место слияния рек Бужа и Поль, удобные для подхода к воде места по течению обеих рек выше и ниже места их слияния, а также места на р. Бужа выше и ниже по течению деревни Ягодино. На этих станциях в ходе экспедиции ежегодно проводятся отборы проб, необходимые замеры и наблюдения. Повторение ежегодных наблюдений на одних и тех же станциях позволяет проводить многолетний мониторинг состояния рек на протяжении всего периода экспедиций в Мещёре.
Полевые исследования - важнейший этап гидрохимического практикума. Этот этап включает натурные гидрологические наблюдения и замеры, отбор проб, их консервацию (для тех видов исследований, где это необходимо), выполнения гидрохимических исследований в полевой лаборатории.
Гидрологические исследования начинаются с подробного описания места отбора пробы в полевом дневнике (указываются дата, время, привязка к карте (плану), характер берегов, дна, русла, растительности, наличие поблизости каких-либо антропогенных объектов (зданий, выпусков стоков, фермы, с/х угодий и т.д.).
На каждой станции проводятся гидрологические исследования водного объекта по следующей схеме:
1. Определение ширины и глубины русла, выполняется с лодки на каждой станции. В работе участвует вся бригада. Предварительно оговаривается, кто за какой этап работы отвечает. Используются мотки верёвки с заранее нанесёнными с интервалом 1 м метками, на конце одного мотка прикрепляется груз. Это оборудование ребята готовят сами под руководством бригадира.
2. Изучение профиля речного русла. Для этого на каждой станции с лодки выполняется промер глубин по всей ширине (створу) реки через каждые 2м. Затем на основании полученных замеров строится профиль русла.
3. Определение скорости течения на стрежне. Для этого используется плавучий предмет (обычно пластиковая бутылка, на четверть заполненная водой), который опускается в воду в месте самого интенсивного течения, замеряется время, в течение которого предмет достигает контрольной точки, расположенной в 50100 м ниже по течению.
Гидрохимические исследования выполняются с лодки или с берега. Такие работы требуют предварительного знакомства школьников с методами полевых исследований: определением прозрачности по диску Секки, правилами измерения температуры, отбора проб воды с помощью батометра, консервации проб воды. Желательно, чтобы в ходе полевой работы каждый участник не только наблюдал, но и имел возможность провести каждый вид работ самостоятельно.
Работа с пробами воды, отобранными на маршруте, продолжается в полевой лаборатории, оборудованной в лагере. Эта деятельность включает определение важнейших гидрохимических показателей, позволяющих проводить экологический мониторинг водоёмов:
органолептические свойства воды, цвет, цветность, рН, содержание растворённого кислорода и БПК, жёсткость. Все определения выполняются по общепринятым методикам в соответствии с методическими указаниями [9,10]. Занятия начинаются с ознакомления школьников с правилами безопасности при работе в химической лаборатории. Затем старшие школьники под руководством преподавателя показывают приёмы работы с химической посудой и реактивами, учат пользоваться индикаторами, спиртовкой, обучают навыкам титрования и колориметрирования. Работы в химической лаборатории требуют начальных знаний химии, поэтому в них принимают участие школьники 8-11 классов.
Гидробиологический практикум включает изучение макрозообентса и зоопланктона рек Поль и Бужа, а также водоемов в пойме р. Бужа. На первом этапе работы юные исследователи знакомятся с основными группами организмов, входящими в состав сообществ данных водоемов, изучают методики отбора проб, учатся пользоваться микроскопом и бинокуляром, осваивают техники заполнения полевого дневника и работы с ним. Затем дети приступают непосредственно к сбору материала, при этом используются планктонная сеть Джеди малой модификации, гидробиологические сачки, гидробиологический скребок, применяются различные техники отбора проб. Собранный материал либо разбирается на месте, и все полученные результаты фиксируются в полевых дневниках, либо помещается в контейнеры для дальнейшей обработки в лаборатории. Поскольку гидробиологические исследования проводятся школьниками, мы стремимся по возможности работать с живыми организмами и после необходимых измерений возвращать их в родной водоем. Часть проб все же приходится фиксировать и разбирать в лаборатории, используя различные счетные камеры, обычно камеру Богорова для зоопланктона.
Полученные школьниками данные по составу зоопланктона и зообентоса, количественные характеристики развития планктонных и донных сообществ на различных биотопах позволяют не только оценить биоразнообразие и обилие видов, но и сделать заключение о качестве воды в водоемах и их трофическом статусе. Подробно методики гидробиологических исследований описаны нами в «Методах экологических исследований для школьников» [6].
Завершающим этапом проведения гидрохимических и гидробиологических исследований является обработка полученных данных и представление результатов. Для этого проводятся занятия, на которых школьники получают знания в области математической статистики, учатся находить средние значения и погрешности, знакомятся с видами ошибок, способами представления данных в виде таблиц, графиков, рисунков и схем. При этом каждый школьник получает индивидуальное задание - тему для написания отчёта и подготовки короткого доклада на заключительной конференции. Такие конференции завершают работу экологического лагеря. Ребята рассказывают о проведённых им исследованиях, полученных новых знаниях, подводят итог проделанной работе. Наиболее увлечённые школьники на основе собранного летом материала и полученных знаний продолжают исследования в течение всего учебного года.
Подросток получает индивидуальное задание на дом, которое обычно включает следующий блок: чте-
ние литературы по теме исследования, завершение работы с собранным материалом, проведение необходимых расчетов, анализ полученных результатов, формулирование выводов, оформление работы. Юный исследователь поддерживает интеренет-связь со своим научным руководителем и куратором и может получить необходимую помощь и быстрый ответ на все интересующие его вопросы. Преподаватель Школы Природы, являющийся научным руководителем данного подростка, помогает ему довести исследовательскую работу до логического завершения и качественно оформить. Кроме того, менеджеры Школы Природы помогают с поиском конференций и конкурсов различного уровня (от региональных до международных), куда можно направить выполненную исследовательскую работу.
В течение двенадцати лет работы Школы природы (2007-2019) проведено пятнадцать экологических лагерей, в которых приняли участие более 700 школьников, выполнено более сотни научно-исследовательских работ, из них 28 работ стали лауреатами российских и 54 региональных конкурсов исследовательских проектов школьников.
Призовые места, регулярно занимаемые воспитанниками «Школы природы» на различных конференциях и конкурсах экологических проектов не являются самоцелью, организаторы экологического лагеря понимают , что главное - это те позитивные изменения в структуре личности юного исследователя, которые позволят ему более тонко чувствовать свою неразрывную связь с природой, самостоятельно находить нужные решения в сложных ситуациях, повысят его самооценку.
Литература
1. Афанасьева С. В. Становление и развитие экологического образования и просвещения // Вестник ПГУ им. Шолом-Алейхема. 2010. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/stanovlenie-i-razvitie-ekologicheskogo-obrazovaniya-i-prosvescheniya (дата обращения: 13.03.2020).
2. Дерябо С.Д., Ясвин В.А. Экологическая педагогика и психология. - Ростов на/Д.: Изд-во Феникс, 1996. -480 с.
3. Иванов С. А., Абрамова Н. Л. Генезис детских экологических практик: от изучения экосистем - к сенсорному взаимодействию с природой // Научный диалог. 2016. №9 (57). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/genezis-detskih-ekologicheskih-praktik-ot-izucheniya-ekosistem-k-sensornomu-vzaimodeystviyu-s-prirodoy (дата обращения: 17.04.2019).
4. Колесникова И. А. Опыт воспитания исследователя на Костромской областной станции юных натуралистов // Вестник КГУ. 2008. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opyt-vospitaniya-issledovatelya-na-kostromskoy-oblastnoy-stantsii-yunyh-naturalistov (дата обращения: 13.03.2020).
5. Мосяго Е. М. Опыт организации исследовательской деятельности школьников при изучении краеведения // Исследователь/Researcher. 2014. №1-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opyt-organizatsii-issledovatelskoy-deyatelnosti-shkolnikov-pri-izuchenii-kraevedeniya (дата обращения: 13.03.2020).
6. Наумова Н.Н., Шварева И.С., Лаврова Г.Н. и др. Методы экологических исследований для школьников.-Ковров: Маштекс, 2007. 286 с.
7. Просекин К. А., Просекина А. А. Концептуальные основы экопросвещения школьников в условиях взаимодействия с особо охраняемой природной территории и средней образовательной школы // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2009. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kontseptualnye-osnovy-ekoprosvescheniya-shkolnikov-v-usloviyah-vzaimodeystviya-s-osobo-ohranyaemoy-prirodnoy-territorii-i-sredney (дата обращения: 13.03.2020).
8. Семерикова Л. В. Роль полевой практики в исследовательской работе школьников // Исследователь/Researcher. 2012. №1-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rol-polevoy-praktiki-v-issledovatelskoy-rabote-shkolnikov (дата обращения: 13.03.2020).
9. Третьяков В.Ю. Полевые экологические исследования (Водные объекты): СПб., 2006. 32с.
10. Шварёва И.С. Мониторинг окружающей среды: Учеб. Пособие. Ковров: КГТА, 2005. 112с.
Methods of organization of research activities of schoolchildren in the conditions of a summer ecological camp
Naumova N.N., Shvareva I.S.
Vladimir state University named after Alexander and Nikolai Stoletovs, Kovrov state technological Academy. V. A. Degtyareva
The article discusses the experience of organizing research activities of schoolchildren on the basis of the ecological camp "School of nature" in the national Park "Meschera". Research activity forms a certain methodology of cognition, scientific style of thinking, and the search character of the individual's practical activity. The research programs of the children's camp are based on monitoring the ecosystem of the Buji river. Methods of organizing children's research projects in botany, hydrology, hydrochemistry, and Hydrobiology are given. The organization of research activities with children includes several stages. At the first stage, under the guidance of teachers, teenagers study maps of the monitoring area, make a hydrographic scheme of the area, determine the topic of work, objects and subject of research. At the second stage, the sampling scheme is determined and the material is collected. The next stage is devoted to Desk processing of the material and its analysis. The results of the research are heard at the final conference. The issues of working on projects throughout the school year are discussed. Keywords: environmental camp, environmental education, research activities of schoolchildren, environmental monitoring. References
1. Afanasyeva S. V. Formation and development of environmental
education and enlightenment // Vestnik PSU im. Sholem Aleichem. 2010. No2. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/stanovlenie-i-razvitie-ekologicheskogo-obrazovaniya-i-prosvescheniya (accessed: 03/13/2020).
2. Deryabo S.D., Yasvin V.A. Environmental pedagogy and psychology. - Rostov on / D .: Phoenix Publishing House, 1996 .-- 480 p.
3. Ivanov S. A., Abramova N. L. Genesis of children's environmental practices: from the study of ecosystems - to sensory interaction with nature // Scientific dialogue. 2016. No9 (57). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/genezis-detskih-ekologicheskih-praktik-ot-izucheniya-ekosistem-k-sensornomu-vzaimodeystviyu-s-prirodoy (accessed: 04.17.2019).
4. Kolesnikova I. A. Experience of educating a researcher at the
Kostroma regional station of young naturalists // Bulletin of KSU. 2008. No2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opyt-vospitaniya-issledovatelya-na-kostromskoy-oblastnoy-stantsii-yunyh-naturalistov (accessed: 03/13/2020).
X X О го А С.
X
го m
о
2 О
м о
5. Mosyago EM. The experience of organizing research activities
of students in the study of local history // Researcher / Researcher. 2014. No. 1-2. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/opyt-organizatsii-issledovatelskoy-deyatelnosti-shkolnikov-pri-izuchenii-kraevedeniya (accessed: 03/13/2020).
6. Naumova nN, Shvareva IS, Lavrova G.N. and other Methods of
environmental research for schoolchildren. - Carpets: Mashteks, 2007. 286 p.
7. Prosekin K. A., Prosekina A. A. The conceptual basis of environmental education of schoolchildren in conditions of interaction with a specially protected natural area and secondary school // Samarskaya Luka: problems of regional and global ecology. 2009. No2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kontseptualnye-osnovy-ekoprosvescheniya-shkolnikov-v-usloviyah-vzaimodeystviya-s-osobo-ohranyaemoy-prirodnoy-territorii-i-sredney (accessed: 03/13/2020).
8. Semerikova L. V. The role of field practice in the research work
of schoolchildren // Researcher / Researcher. 2012. No. 1-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rol-polevoy-praktiki-v-issledovatelskoy-rabote-shkolnikov (accessed: 03/13/2020).
9. Tretyakov V.Yu. Field environmental research (Water bodies):
St. Petersburg., 2006. 32c.
10. Shvareva I.S. Environmental Monitoring: Textbook. Allowance. Carpet: KSTA, 2005.112s.
o
CS
o
CS CO
o m m
X
<
m o x
X
