Осознание людьми угрозы экологического кризиса было связано не только с ростом технической мощи общества, демографическим взрывом, но и с определённой степенью зрелости экологии как науки, с пониманием того, что её законы охватывают и всё человеческое общество в его отношениях к природе, со всеми формами его социальной и технической деятельности. Стало понятно, что всё то, что мы называем экологическими катастрофами, есть следствие нарушения человеком основных законов и условий функционирования живой природы. Стала происходить экологизация разных областей жизни, возникло множество пограничных научных и прикладных направлений на базе применения экологических подходов к другим областям знаний. Экология сейчас практикуется как форма самосознания человечества на современном этапе.
Применительно к содержанию биологического образования это означает глубокое изучение фундаментальных и прикладных проблем экологии в их взаимосвязи. Методически правильно поставленное изучение приводит учащихся к пониманию взаимосвязи живого вещества в биосфере. В ней нет лишней энергии, которую можно применять без последствий, и каждая использованная человеком единица энергии должна быть восстановлена и возвращена биосфере.
Основные правила природоиспользования должен знать каждый грамотный человек. Систематизация последствий неконтролируемого и несогласованного с законами биосферы развития техники (производственные загрязнения воды, почвы, воздуха, нерациональное использование природных ресурсов, аварии и др.) позволяет школьникам ориентироваться в решении вопросов о предпочтительных направлениях развития современного производства, поможет сделать выбор среди альтернативных путей развития энергетики, сельского хозяйства, медицины и т.д.
Школьный курс биологии подводит базу под проблему экологизации производства, способствует подготовке будущего специалиста к принятию обоснованных решений о структуре экономики. Экологически грамотный человек уже будет строить безотходное производство, уважая законы живой природы, соотнося с ними хозяйственную деятельность.
Понимание закономерностей круговорота и потока энергии в биосфере помогает предугадать последствия нерационального хозяйствования.
Взаимосвязи причинного и целевого объяснения взаимодействия общества и природы – условие развёртывания экологических знаний. Взаимодействие человека, общества и природы происходит на базе связей в основном причинного характера, поэтому развитие знаний должно строиться на базе принципа детерминизма в сочетании с объяснением целей деятельности человека. Для этого эффективно могут быть использованы задания, требующие опоры на все функции причинности – объяснительную, прогностическую, обобщающую. Эта деятельность может развиваться и в процессе решения задач, например, типа мыслительного эксперимента – «что будет, если», процесс решения которых включает такие действия, как оценка ситуации, формулирование цели деятельности, цели управления, выбор решения на основе цели, оценки состояния и способов деятельности.
Педагогически целесообразны познавательные задачи с использованием реальных ситуаций. Например, площадь охотничьего хозяйства 39 тыс. га. Численность лося определяется в 421 особь. Лесистость хозяйства 73%. Определить плотность поголовья лося (на 100 га), на сколько голов будет увеличиваться стадо при ежегодном приросте в 15%. Дать оценку плотности вида, если для этих лесов плотность поголовья лося должна составлять 3–5 особей на каждые 100 га. Как отражается на состоянии лесных посадок, кормовой базе и качестве стада такая плотность поголовья зверя? Выгодно ли экономически и желательно ли с точки зрения экологии дальнейшее увеличение численности лося? Предположите оптимальный вариант численности лося в данном хозяйстве.
В популяции морских котиков, лежбище которых находится на Командорских островах, с 1972 года уменьшается число котиков – секачей. Учёные предполагают два варианта решения восстановления численности самцов: 1) закрепить промысел на ряд лет с тем, чтобы после восстановления численности добывать 9–10% самцов данного поколения трёхлетнего возраста; 2) перейти на осенний промысел, добывать 3–4 месячных серых котиков. Добыча может достигать 30% общего числа детёнышей или 60% всех самцов. Цель – проанализировать каждый из предлагаемых вариантов и дать им оценку с позиции оптимизации отношений человека к популяции этих животных. Решение задачи предполагает привлечение знаний о кочевом образе жизни, разорванном ареале, полигамии, оптимальном числе самок, пищевых связях, динамике численности.
Экологическим кризисом ученые называют напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой. Обострение экологических ситуаций вызывается мощным развитием производительных сил при недостаточной заботе об относительной устойчивости биосферы. Новый элемент содержания биологического образования в школе – понятие антропогенных факторов – будет более глубоко усвоен учащимися при условии, если виды воздействия человека будут представлены и классифицированы по характеру изменений, последствий и результатов. Например.
Таблица № 1. Антропогенные факторы среды (по И. Д. Звереву)
| Деятельность человека | Последствия деятельности | Результат |
| Загрязнение (физическое, химическое, биологическое) | Изменение химического, физического состояния воды, воздуха, почвы | Нарушение свойство среды, изменение направления и скорости естественного отбора |
| Расселение | Появление популяций нового вида в сообществе | Изменение характера борьбы за существование |
| Урбанизация | Изменение природных ландшафтов | Исчезновение и смена природных сообществ |
Взаимосвязи общества и природы наиболее полно и обобщенно раскрываются через знания об охране природы. В нашей стране охрана природы направлена на обеспечение рационального использования, сохранения и воспроизводства природных ресурсов.
При обучении биологии дети осваивают научные основы таких мер по охране природы, которые направлены на сохранение генофонда биосферы, связаны с оценкой состояния популяций и их использования человеком, с защитой окружающей природной среды от загрязнения.
Под руководством городского эколого-биологического центра, межрегиональной общественной организации «Страж тайги» в школах нашего города успешно проходят экологические акции «Семечко», «Новогодняя елочка», «Помоги зимующей птице», «Встречай перелетных птиц». В рамках 2-х – месячника экологической безопасности проходят мероприятия в масштабах города: экологическая конференция, где школьники выступают с отчетами летних экспедиций по родному краю, экологического состояния города. Широко в городе проходит акция «Марш парков», где дети участвуют в санитарной очистке городских парков, пляжей. Дети участвуют в деле изучения и сохранения природы края.
Для полной характеристики экологического состояния вида целесообразны задания, требующие оценки возможностей их вымирания. Пользуясь таблицей № 2, предлагаю оценить опасность вымирания животных: амурского тигра, японского журавля, черной вороны, Дальневосточной серой жабы, орлана белоплечьего, азиатского бурундука, серой белки.
Таблица № 2. Показатели, свидетельствующие об угрозе вымирания видов животных
| Показатели | Виды, подверженные угрозе вымирания | Виды, находящиеся в относительной безопасности |
| Размеры особей | Крупные | Мелкие |
| Образ жизни | Хищники | Травоядные, насекомоядные, питающиеся падалью |
| Узкоспециализированные или широкоприспособленные формы | Узкоспециализированные | Широкоприспособленные |
| Ареал | Ограниченный | Широкий |
| Реакция на присутствие человека | Не выносят соседства человека | Выносят соседства человека |
| Длительность беременности | Значительная | Короткая |
| Особенности поведения | Не приспособительное при внезапной опасности, созданной человеком | Приспособительное, избегание опасностей, вызванных соседством человека |
| Величина колоний | Большая | Малая и средняя |
| Хозяйственное значение | Обладатели ценных меха, кожи, жира, объекты охоты и промысла | Не имеют особого хозяйственного значения, не служат объектами промысла |
Наилучшие условия для практического усвоения основ экологии являются занятия моделирования экологических систем в компьютерном классе. Например.
В два аквариума с пресной водой (контрольный и экспериментальный) помещены животные разных видов (рыбы, водные растения, моллюски). Сначала учащиеся описывают видовой состав, общую биомассу, первичную продукцию. Затем в обоих аквариумах имитируем «вспашку» и внесение удобрений. Через некоторое время численность одних видов быстро возрастает, общее разнообразие быстро падает, резко возрастает отношение первичной продукции к биомассе. Эти результаты служат хорошей аналогией того, что происходит в экосистемах под влиянием деятельности человека.
Ясно, что неразумная деятельность человека в биосфере в целом приводит к её деградации.
Очевидна необходимость и целесообразность заповедного дела в разнообразных её формах, обеспечение воспроизводства и расселения популяций, создание банка генов и широкое развитие селекции. При изучении охраняемых территорий необходимо показать не только её экологическую необходимость и целесообразность, но и социальную сущность. Учащиеся должны понимать, что создание заповедников имеет смысл при условии сохранения их в неприкосновенных в течение жизни нескольких поколений людей, иначе ценность их теряется.
В процессе развития умений и навыков самостоятельного исследования укрепляется взаимосвязь интеллектуального и эмоционального начал познания. В итоге рождается важнейшее свойство личности – убеждённость, которая упирается на личный опыт ученика, успешнее осмысливаются нравственные и правовые основы поведения человека в окружающей природной среде.